Metal kaplama endüstrisi atıksuyundan elektrokoagülasyon flokları, klinoptilolit ve kaolin kullanarak nikel ( II ) iyonlarının giderimi
Removal of nickel ( II ) ions from metal coating wastewater by using electrocoagulation flocs, clinoptilolite and kaolin
Yazar: ÖZGE DENİZ YAŞAR
Danışman: DOÇ. DR. NEVZAT BEYAZIT
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, elektrokoagülasyon (EC) flokları ile doğal adsorbentlerden olan kaolin ve klinoptilolit adsorbentleri kullanılarak, metal kaplama endüstrisi atıksuyundan Ni(II) iyonlarının adsorpsiyon yöntemi ile giderimi araştırılmıştır. 
Adsorpsiyon deneylerinde temas süresi, pH, adsorbent miktarı, sıcaklık ve iyonik güç parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Adsorpsiyon izotermleri ve kinetik çalışmaları ile birlikte ayrıca termodinamik katsayıları belirlenmiştir. 
Adsorpsiyon izoterm çalışmalarında; Langmuir, Freundlich ve Temkin denklemleri kullanılmıştır. Adsorpsiyonun her üç adsorbent için de Freundlich izotermine uyduğu görülmüştür. Yapılan kinetik çalışmalarında yalancı 1. derece kinetik model, yalancı 2. derece kinetik model ve partikül içi difüzyon modeli kullanılmış olup araştırılan adsorbentler üzerine Ni(II) iyonunun adsorpsiyonunun 2. derece kinetik denklemler ile açıklanabildiği sonucuna varılmıştır. 
Termodinamik hesaplarda ise; adsorpsiyonun standart Gibbs serbest enerjisi değerleri negatif, entalpi ve serbest entropi değerleri ise pozitif bulunmuştur. Gibbs enerjisi değerleri; 323.15 °K sıcaklıkta EC flokları, kaolin ve klinoptilolit için -1.2881, -1.7901 ve -2.3574 kJ/mol olarak bulunmuştur. EC flokları, kaolin ve klinoptilolit için entalpi değerleri sırasıyla 7.14, 8.60, 13.11 kJ/mol ve entropi değerleri ise sırasıyla 0.026, 0.032, 0.048 kJ/mol.K olarak hesaplanmıştır.  Pozitif entalpi değerleri, adsorpsiyonun endotermik olduğunu, pozitif entropi değerleri ise adsorpsiyonun tersinmez, kendiliğinden gerçekleşen bir adsorpsiyon olduğunu ve adsorpsiyon işlemi sırasında adsorbent yapısında adsorplanan madde miktarının artışı ile değişim olduğunu göstermektedir. Ayrıca gibbs enerjisi değerlerinin negatif olması, adsorpsiyonun kendiliğinden meydana gelen kimyasal bir tepkime olarak gerçekleştiğini göstermektedir. 
EC flokları, kaolin ve klinoptilolitin uygun işletme koşulları sağlandığı sürece nispeten düşük debili endüstriyel atıksulardan Ni(II) gideriminde kullanılabileceği anlaşılmıştır.

Abstract:
In this study, removal of Ni(II) ions from metal coating industry wastewater with adsorption method by using electrocoagulation (EC) flocs and kaolin and clinoptilolite adsorbents which are natural adsorbents has been examined. 
For each adsorbent; contact time, pH, adsorbent amount, temperature and ionic strength parameters were tested. Adsorption isotherms and kinetic studies as well as thermodynamic coefficients have been determined. 
In adsorption isotherm studies; Langmuir, Freundlich and Temkin equations were used. Freundlich isothermine was observed for all three adsorbents of adsorption. Pseudo first order kinetic model, pseudo second order kinetic model and intra-Particle diffusion model were used in the kinetic studies and adsorption of Ni (II) ion on the adsorbents investigated were concluded to be explained by second order kinetic equations values were determined.
In the calculations made as a result of thermodynamic examinations, the standard Gibbs free energy values of the adsorption were found to be negative, the enthalpy and the free entropy values are found to be positive. The gibbs free energy values were found to be -12881, -1.7901 and -2.3574 kJ/mol for EC flocs, kaolin and clinoptilolite at a temperature of 323.15 ° K. The entalphy values for EC flocs, kaolin and clinoptilolite were 7.14, 8.60, 13.11 kJ/mol respectively and entropy values are 0.026, 0.032, 0.048 kJ/mol.K respectively.  The positive values of entalphy indicate that the adsorption is endothermic, the positive values of the free entrophy indicate that the adsorption is an irreversible, spontaneous adsorption, and also that the change occurs with the increase in amount of adsorbed material in the adsorbent structure during the adsorption process. Furthermore, the fact that the free gibbs energy values are negative indicates that the adsorption is a spontaneous chemical reaction. 
It has been understood that EC flocs, kaolin and clinoptilolite can be used efficiently for removal of Ni (II) from actual industrial wastewater as long as the appropriate operating conditions are provided.