Emülsiyon sıvı membran tekniğiyle sulardan kurşun giderimi
Removal of lead ions from waters using emulsion liquid membrane technique
Yazar: LEVENT ALTAŞ
Danışman: PROF.DR. HANİFE BÜYÜKGÜNGÖR
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2002
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Emülsiyon sıvı membran tekniği = Emulsion liquid membrane technique ; Kurşun giderimi = Lead removal ; Su arıtma = Water treatment

Özet:
EMÜLSİYON SIVI MEMBRAN TEKNİĞİYLE SULARDAN KURŞUN GİDERİMİ ÖZET Bu çalışmada, sulardan kurşun giderimi üzerine Emülsiyon Sıvı Membran(ELM) sisteminin içerdiği parametrelerin etkileri incelenmiştir. Ağır metal arıtımı için ekonomik şartlar dikkate alınarak oluşturulan ELM sistemleri; kurşun(Pb ), çinko(Zn2+), kadmiyum(Cd2+), bakır(Cu2+), krom(Cr6+), nikel(Nİ2+) ve kobalt(Co2+) iyonlarından en etkin biçimde kurşun iyonunu gidermişlerdir. Bu nedenle ELM sistemi dış sucul faz bileşeni olarak kurşun iyonu dikkate alınmıştır. İç sucul faz ve membran fazların yüksek hızda karıştırılmasıyla meydana gelen emülsiyon faz ile dış sucul fazdan oluşan ELM sistemlerinde; iç sucul faz sıyırıcı bileşeni sülfürik asit; membran faz çözücü bileşeni mineral oil+toluen, yüzey aktif bileşeni SPAN80(sorbitan monooleat) ve taşıyıcı bileşeni olarak D2EHPA[di(2-etilhekzil) fosfat] kullanılmıştır. Bu parametrelerin derişim, miktar ve çeşitlerinin sulardan kurşun giderimi üzerine etkileri incelenmiş ve kimyasal, fiziksel, ekonomik faktörler ışığında optimum değerleri belirlenmiştir. Yaklaşık 10000mg/L Pb içeren 250mL hacmindeki dış sucul faz özellikleri muhafaza edilerek yapılan çalışmalar sonucunda; membran faz hacmi 22mL[%92 mineral oil+toluen(l-s-l), %3 SPAN80, %5' D2EHPA(h/h)], iç sucul faz hacmi 18mL(2,4N H2SO4), emülsifıkasyon hızı l0000devir/dakika, emülsifikasyon süresi 1 dakika ve reaktör karıştırıcı hızı 300devir/dakika olarak optimum değerler belirlenmiştir. Optimum değerlerin belirlenmesinde, kısa sürede(<20dak.) yüksek kirletici giderimi(>%99) ve emülsiyon stabilitesi dikkate alınmıştır. Bu çalışmada, arıtım işlemi(dispersiyon-ekstraksiyon-sıyırma/çökeltme) sonrası dış sucul faz kurşun içeriğinin lmg/L'nin altına düşürülmesi hedeflenmiş ve optimum parametre değerleriyle oluşturulmuş ELM sistemlerinin çoğunda yaklaşılmıştır. Ayrıca, çözücü olarak kerosen kullanımı ve dış sucul faz pH, sıcaklık, ligand değişiminin kurşun giderimi üzerine etkileri de incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Emülsiyon Sıvı Membran(ELM) tekniği, su arıtımı, kurşun giderimi, sistem parametreleri, ağır metaller

Abstract:
İl REMOVAL OF LEAD IONS FROM WATERS USING EMULSION LIQUID MEMBRANE TECHNIQUE ABSTRACT In this study, the effects of parameters of Emulsion Liquid Membrane(ELM) system on the removal of lead from waters have been investigated. ELM systems which were formed by paying attention to the economic conditions for the purpose of heavy metal 94- treatment have been removed the highest efficient of lead(Pb ) comparison to the other ions such as zinc(Zn ), cadmium(Cd ), copper(Cu ), chromium(Cr ), nickel(Ni ) and cobalt(Co2+). Therefore, lead ion has been taken into account as the component of external aqueous phase. In ELM systems which were formed external phase and emulsion phase which was occurred by high rate mixing internal and membrane phases, sulfuric acid as stripping reagent of internal aqueous phase; mineral oil+toluene as solvent, sorbitan monooleate as surfactant, D2EHPA as extractant of membrane phase have been used. The effects of concentrations, amounts and kinds of these parameters on the removal of lead from waters have been investigated and their optimum values have been determined considering physical, chemical and economic factors. As a result of experimental studies; optimum values have been determined as the volume of membrane phase consist of 92% mineral oil+toluene(l-rl), 3% SPAN80 and 5% D2EHPA(v/v) is 22mL, the volume of internal aqueous phase consist of 2,4N H2SO4 is 18mL, emulsification rate is lOOOOrpm, emulsification time is 1 minute and reactor mixer rate 300rpm keeping the same characteristics of all the external aqueous phase consist of roughly 1000mg/L lead ion of 250mL volume. For the determination of the optimum values, higher solute(lead ion) removal efficiency(>99%) and emulsion stability in a short treatment time(<20min) have been taken into account. In this study, reduction of external aqueous phase lead concentration below lmg/L has been aimed after treatment process(dispersion-extraction-stripping/settling) and this aim has been approached in the most of ELM systems formed by optimum parameter values. Also, it has been investigated that the effects of kerosene usage as solvent and changing of pH, temperature and ligand of external aqueous phase. Key Words: Emulsion Liquid Membrane(ELM) Technique, water treatment, lead removal, system parameters, heavy metals