Yüksek konsantrasyonda amonyum içeren atıksulardan iyon değişimi ile amonyum giderimi
Ammonuim removal from high strength ammonuim wastewaters by ion exchange
Yazar: AYŞE DUDU ALLAR
Danışman: PROF.DR. BİLSEN BELER BAYKAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Zeolitler = Zeolites ; İzotermler = Isotherms

Özet:
Bu çalışmada iyon değişimi teorisinde belirtildiği gibi, sıvı faz konsantrasyonu arttıkçaiyon değiştiricinin adsorplama kapasitesinin artacağından hareketle, amonyuma karşıyüksek seçiciliği olan klinoptilolitin, evsel atıksudakinden daha yüksek konsantrasyondaamonyum içeren sularda kapasitesinin ve uygun izoterm modellerinin belirlenmesiamaçlanmaktadır. Bu amaçla, sentetik olarak hazırlanan su numunelerinde veatıksularda Bigadiç klinoptilolitinin kapasitesi ve izoterm modelleri irdelenmiştir.Çalışmalar ağırlıklı olarak kesikli deneylerden oluşmasına karşın, sentetik olarakhazırlanan gübre numunesinde farklı temas süreleri ve giriş amonyumkonsantrasyonları için sürekli sistem çalışması da yapılmıştır.Yapılan çalışma ile Bigadiç klinoptilolitinin sıvı faz amonyum konsantrasyonu arttıkçaamonyum tutma kapasitesinin artmasına rağmen, belli bir sıvı faz konsantrasyonundansonra limit değere ulaştığı görülmüştür. Başka bir ifadeyle, belli bir noktadan sonra sıvıfaz amonyum konsantrasyonu arttırılsa bile kapasiteside değişim olmadığıbelirlenmiştir. Bütün su numunelerinde 200 mg NH4+/L sıvı faz konsantrasyonunakadar yüzey kapasitesinde hızlı bir artış olmasına karşın, 1500 mg NH4+/L sıvı fazkonsantrasyonundan sonra yüzey kapasitesinde önemli bir değişim görülmemiştir.Ayrıca kullanılan su numunelerinin hepsinde en uygun izoterm modelinin Langmuirizoterm modeli olduğu ortaya konmuştur.Yapılan çalışmada Bigadiç klinoptilolitinin limit amonyum tutma kapasiteleri, distile suile hazırlanan numunede 19.57 mg NH4+/g klinoptilolit, şebeke suyu ile hazırlanannumunede 17.51 mg NH4+/g klinoptilolit, sentetik olarak hazırlanan gübre suyunumunesinde 15.87 mg NH4+/g klinoptilolit, çöp sızıntı suyunda 13 mg NH4+/gklinoptilolittir.Sürekli sistem deneyleri ile yapılan kırılma noktası (breakthrough) analizlerinde,beklendiği üzere, temas süresi arttıkça sistemin servis süresinin uzadığı ve rejenerasyoniçin gerekli olan zamanın geciktiği görülmüştür. Giriş konsantrasyonu açısındanbakıldığında, yüksek giriş konsantrasyonlarında sistemin servis süresinin daha kısaolduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Bigadiç klinoptiloliti, amonyum tutma kapasitesi, izoterm modelleri,yüksek amonyum içerikli su/atıksu, zeolit.

Abstract:
Ammonium removal capacity of clinoptilolite is expected to increase with increasingammonium concentration in the liquid phase in accordance with the ion exchangetheory. Ion exchange capacity of clinoptilolite and the most suitable isotherm model wasdetermined for higher ammonium concentrations as compared to domestic wastewater.For this purpose, Bigadic clinoptilolite was employed and capacities determined fordifferent water/wastewater samples in this work. Although runs were generally made asbatch experiments, continuous system experiments were also made for syntheticfertilizer wastewater.This work has shown that although ammonium capacity of clinoptilolite increases withincreasing ammonium concentration in the liquid phase, it reaches a limit value. That isthe capacity of clinoptilolite does not change after a point regardless of how muchammonium concentration is increased. Capacity of clinoptilolite increases rapidly up to200 mg NH4+/L liquid phase concentration, but does not change appreciably after 1500mg NH4+/L liquid phase concentration. Also, Langmuir isotherm model is the mostsuitable model for all kinds of water investigated in the ?higher concentration? range.Ammonium removal capacities of Bigadic clinoptilolite for different water/wastewatersamples were 19.57 mg NH4+/g clinoptilolite for distillated water, 17.51 mg NH4+/gclinoptilolite for tap water, 15.87 mg NH4+/g clinoptilolite for synthetic fertilizerwastewater and 13 mg NH4+/g clinoptilolite for landfill leachate.Breakthrough analyses show that contact time and influent concentration are importantparameters that effect system performance on a continuous basis. Service time increasesand regeneration time is delayed as contact time increases. On the other hand, servicetime decreases at higher influent concentrations.Keywords: Bigadic clinoptilolite, capacity of ammonium removal, isotherm models, highstrength ammonium water/wastewater, zeolite.Science Code: 615.01.00