Gıda endüstrisi atığından üretilen aktif karbon ile arsenik adsorpsiyonunun denge ve kinetik açıdan incelenmesi
Equilibrium and kinetic investigation of arsenic removal by using activated carbon produced from a waste of food industry
Yazar: CANAN BAKKAL
Danışman: DR. DİLEK DURANOĞLU ; PROF. DR. ÜLKER BEKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Aktif karbon = Activated carbon ; Arsenik = Arsenic ; Kinetik = Kinetics ; İzotermler = Isotherms

Özet:
Nüfusun hızla artması ve endüstriyel gelişimin bir sonucu olarak ülkemizde ve dünyada su kaynakları hızla tükenmektedir. Bu nedenle, mevcut su kaynaklarının korunması ve kirlenmiş suların arıtılarak kullanılabilir hale getirilmesi son derece önemlidir. Toksik bir madde olan arsenik, limitlerin üzerinde alındığında tüm canlılar için yıkıcı etkiler gösteren ve ölümlere yol açabilen önemli kirlilik parametrelerinden biridir. Bu sebeple, arseniğin özellikle içme sularındaki derişimi 5-10 ppb gibi düşük seviyelerde olmalıdır.Bu çalışmada, gıda endüstrisi atığı olan şeftali çekirdeğinden üretilen aktif karbonla arsenik giderimi farklı pH ve sıcaklık koşullarında incelenmiştir. Deneysel tasarım yöntemleri kullanılarak optimum proses parametreleri belirlenmiştir. Adsorpsiyon dengesi Langmiur, Freundlich ve D-R (Dubinin-Raduskhevich) izoterm model denklemleri, adsorpsiyon kinetiği ise birinci ve ikinci derece kinetik model denklemleri kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca, termodinamik parametreler ( ? G°, ? H°, ? S°) ve ortalama serbest sorpsiyon enerjileri (E) hesaplanmış ve adsorpsiyon mekanizması açıklanmaya çalışılmıştır. Şeftali çekirdeğinden üretilen aktif karbonla sulu çözeltiden arsenik gideriminde pH'ın önemli olduğu ve sıcaklığın artmasıyla giderimin azaldığı saptanmıştır. Aktif karbon üzerine As(V) adsorpsiyonunu en iyi yansıtan izoterm modelleri sırasıyla Freundlich ve Dubinin-Radushkevich model denklemleridir ve adsorpsiyon kinetiği yalancı (pseudo) ikinci derece model denkleme uymaktadır.

Abstract:
Water resources are running out around the world as a result of rapid population growth and industrial development. Therefore, protection of existing water resources and treatment of contaminated water is tremendously important. Arsenic, a toxic substance, is one of pollution parameters that it can cause destructive effects and death for all living organisms above the limit concentration. For that reason, the concentration of arsenic in drinking water should be at levels as low as 5-10 ppb.In this study, arsenic removal by activated carbon, which was derived from a food industry waste, peach stone, has been investigated at different pH and temperature conditions. Optimum process parameters has been determined by using experimental design methods. Adsorption equilibrium has been investigated by using Langmiur, Freundlich and D-R (Dubinin-Raduskhevich) isotherm models. First order and second order kinetic equations have been used for modeling of adsorption kinetics. Moreover, thermodynamic parameters ( ? G°, ? H°, ? S°) and mean free sorption energy (E) have been calculated and it has been tried to explain As(V) adsorption mechanism. According to the results, it was noticed that pH was very important and adsorption capacity decreased with temperature for As(V) removal by peach stone based activated carbon. Freundlich ve Dubinin-Radushkevich isotherm model better expressed the experimental data. Adsorption kinetics followed the pseudo second order kinetic equation.