Atık sulardan doğal zeolit ve toz aktif karbon ile Ni(II) giderimi
Ni(II) removal from wastewater with natural zeolite and powdered activated carbon
Yazar: GAMZE ALTINAY
Danışman: PROF. DR. MENDERES LEVENT
Uşak Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Aktif karbon = Activated carbon ; Atık su = Waste water ; Ağır metaller = Heavy metals ; Nikel = Nickel ; Zeolitler = Zeolites

Özet:
Bu çalışma, atıksulardan Ni (II) ağır metaline ait iyonların adsorpsiyon işlemi
kullanılarak uzaklaştırılması için adsorban olarak doğal zeolit (Bigadiç klinoptiloliti) ve
toz aktif karbonun (ticari) kullanılabilirliğinin araştırılmasını amaçlanmıştır. Nikelin
sulu ortamdaki adsorpsiyonu işlemlerinde; pH, başlangıç derişimi, adsorban miktarı,
karıştırma hızı, karıştırma süresi ve sıcaklık etkileri incelenmiştir. Her iki adsorbanın
adsorpsiyon işlemi öncesi ve sonrası FTIR ve XRD ile karakterizasyonu yapılmıştır.
Deneylerden elde edilen verilerle adsorpsiyon sistemini açıklamak için çeşitli 3 izoterm
modelleriyle daha (Freundlich, Langmuir ve Temkin) çalışılmıştır. Adsorpsiyon
işleminin her iki adsorban için de en iyi Freundlich izoterm modeline uygun olduğu
bulunmuştur. Kinetik yönden adsorpsiyon olayını değerlendirmek amacıyla yalancı-
birinci mertebe, yalancı-ikinci mertebe ve parçacık içi difüzyon hız modellerinin
parametreleri hesaplanmıştır. Yalancı ikinci derece hız kinetiği, adsorpsiyon işlemini
kinetik açıdan değerlendirmede iki adsorban için de en uyumlu hız kinetiği sonucunu
vermiştir. Adsorpsiyonu, termodinamik yönden değerlendirmek amacıyla 25 oC, 35 oC,
40 oC, 50 oC ve 60 oC'de denemeler yapılmıştır. İncelenen adsorpsiyon işleminin doğal
zeolit için endotermik, toz aktif karbon için ekzotermik işlem olduğu sonucuna
varılmıştır. Son olarak tepkime hızının belirlenmesi için aktivasyon enerjileri
hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Sonuçlar doğal zeolit ve toz aktif karbonun sulu
çözeltilerden Ni (II) iyonunun giderilmesinde etkili adsorbanlar olarak
kullanılabileceğini gösterir.

Abstract:
In this experiment, it was targeted to examine the usability of natural zeolite (Bigadiç
clinoptilolite) and powdered activated carbon (commercial) as adsorbent for the separate
of Ni (II) heavy metal ions from wastewater using the adsorption process. In the
adsorption processes of nickel in the aqueous medium; The effects of pH, primary
concentration, quantity of adsorbent, mixing speed, mixing time and temperature were
examined. Both adsorbents were featured with FTIR and XRD before and after the
adsorption process. Various 3 isotherm types (Freundlich, Langmuir and Temkin) have
been studied to explain the adsorption system with the data obtained from the
experiments. It was obtained that the adsorption method was best suited to the
Freundlich isotherm model for both adsorbents. Parameters of pseudo-first order,
pseudo-second order and intraparticle diffusion rate models were calculated in order to
evaluate the kinetic adsorption event. It was finalized that the pseudo-second order
velocity model was the most suitable velocity model for both adsorbents in evaluating
the adsorption kinetic data. Trials were achieved at 25 oC, 35 oC, 40 oC, 50 oC and 60 oC
in order to evaluate the adsorption from the thermodynamically. It was determined that
the investigated adsorption method is endothermic for natural zeolite and exothermic for
powdered activated carbon. Finally, the activation energies were calculated and
compared to determine the reaction rate. The results show that natural zeolite and
powdered activated carbon can be used as efficient adsorbents in removing Ni (II) ion
from aqueous solutions.