Farklı yöntemlerle hazırlanmış aktif çamur biyosorbentleriyle reaktif boyarmaddelerin gideriminde adsorpsiyon hız ve verimliliklerinin karşılaştırılması
Comparison of adsorption rates and yields in the removal of reactive dyes by activated sludge biosorbents prepared by different methods
Yazar: AHMET BURAK AKIN
Danışman: PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında Türkiye tekstil endüstrisi atıksularında sıkça karşılaşılan reaktifboyarmaddelerden Remazol Black-B ve Gemazol Turkuaz Blue-G ile Remazol Black-B-Gemazol Turkuaz Blue-G ikili karışımlarının farklı yöntemlerle hazırlanmış (önişlenmemiş,kurutulmuş, otoklavlanmış, asit ile önişlenmiş, baz ile önişlenmiş) aktif çamurbiyosorbentlerine adsorpsiyonu kesikli sistemde incelenmiştir.Kesikli sistemde yapılan deneysel çalışmalarda her bir sorbent ve her bir boyarmadde içinbaşlangıç biyosorpsiyon hız ve kapasitesine, başlangıç pH'ının, sıcaklığın ve başlangıçboyarmadde derişiminin etkileri incelenmiştir. Remazol Black-B ve Gemazol Turkuaz Blue-Greaktif boyarmaddelerinin aktif çamur biyosorbentlerine adsorpsiyonunda optimum pH değeri2.0 olarak saptanmıştır. Tüm sorbentler için maksimum adsorpsiyon kapasitesine 25oC'daulaşılmıştır. Her bir biyosorbent için Remazol Black-B ve Gemazol Turkuaz Blue-G başlangıçderişiminin 500 mg/L kadar artmasıyla, adsorpsiyon hız ve kapasitesinin arttığı, adsorpsiyonveriminin ise azaldığı gözlenmiştir.Her bir kirletici-sorbent sistemi için adsorpsiyon dengesinin matematiksel tanımlanmasındaLangmuir, Freundlich, Redlich-Peterson ve Koble-Corrigan adsorpsiyon modellerikullanılmış, model sabitleri saptanmış ve adsorpsiyon dengesinin hangi modele en iyi uyduğubelirlenmiştir. Adsorpsiyon mekanizmasını araştırmak üzere deneysel verilere çeşitli kinetikmodeller uygulanarak kinetik sabitler de bulunmuştur.Remazol Black-B-Gemazol Turkuaz Blue-G ikili karışımlarının kurutulmuş aktif çamurbiyosorbentine adsorpsiyonu 25oC'da incelenmiş, boyarmaddelerden birinin derişimi sabittutulurken diğer boyamaddenin derişimi değiştirilerek, birinci bileşenin ikinci bileşeninadsorpsiyon hızını ve dengede birim adsorbent kütlesi başına adsorplanan miktarını nasıletkilediği araştırılmıştır. Ortamdaki Remazol Black-B boyarmadde iyonlarının varlığının,Gemazol Turkuaz Blue-G adsorpsiyonunu, Gemazol Turkuaz Blue-G boyarmadde iyonlarınınvarlığının ise Remazol Black-B adsorpsiyonunu azalttığı gözlenmiştir. Remazol Black-B-Gemazol Turkuaz Blue-G ikili karışımlarına ait denge verilerinin çalışılan derişim aralığındaçok bileşenli antagonistik sistemler için türetilmiş Langmuir modeline çok iyi uyduğu, ancakher iki bileşen için de derişim arttıkça sapmaların arttığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Atıksu arıtma, aktif çamur, önişleme teknikleri, reaktif boyarmadde,biyosorpsiyon, denge modelleri, kinetik modellerDanışman: Prof. Dr. Zümriye AKSU, Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği AnabilimDalı

Abstract:
In this thesis study, the biosorption of single and binary combinations of Remazol Black-Band Gemazol Turquoise Blue-G reactive dyes, which are frequently encountered in Turkishtextile industry wastewaters, onto activated sludge biosorbents prepared by differentmethods (raw, dried, autoclaved, treated with acid, treated with base) was investigated in abatch system.For each sorbent and dye system the effects of initial pH, temperature and initial dyeconcentration on the biosorption rate and capacity were examined in a batch system. In thebiosorption of Remazol Black-B and Gemazol Turquoise Blue-G dyes onto activated sludgebiosorbents, the optimum pH value was determined as 2.0. Maximum adsorption capacitywas obtained at 25oC for all sorbents. Adsorption rate and capacity increased and adsorptionyield decreased with increasing initial Remazol Black B and Gemazol Turquoise Blue-Gconcentrations up to 500 mg/L.The Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Koble-Corrigan adsorption models wereapplied to each pollutant-sorbent system in order to define the adsorption equilibrium datamathematically. The model constants were determined and it was decided that which modelbest correlates the adsorption equilibrium. The kinetic constants were evaluated by applyingdifferent kinetic models to experimental data in order to investigate the adsorptionmechanism.In the binary adsorption of Remazol Black-B-Gemazol Turquoise Blue-G mixtures onto driedactivated sludge biosorbent, how the first component affected the adsorption rate andequilibrium uptake of second component was investigated by changing the concentration ofthe first dye while the concentration of the second dye was kept constant. It was observedthat the presence of Remazol Black-B in the medium decreased the adsorption of GemazolTurquoise Blue-G, and also the presence of Gemazol Turquoise Blue-G decreased theadsorption of Remazol Black-B (antagonistic effect). It was shown that the Langmuir modelderived for multicomponent antagonistic systems gave a good correlation for the estimationof equilibrium data of Remazol Black-B-Gemazol Turquoise Blue-G binary mixtures, howeverthe deviations increased with increasing the concentrations of both components.Key Words: Wastewater treatment, activated sludge, pretreatment methods, reactive dye,biosorption, equilibrium models, kinetic models.Advisor: Prof. Zümriye AKSU, Hacettepe University, Chemical Engineering Section