Bentonit kili kullanılarak su ortamından fosforun adsorbsiyon ile giderimi
Removal of phosphorus by adsorption from aqueous medium using bentonite clay
Yazar: ENGİN AYAR
Danışman: DOÇ. DR. SÜLEYMAN MAZLUM
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında bentonit kili kullanılarak sulu çözeltiden adsorbsiyon ile orto-fosfat formunda fosfor giderimi araştırılmıştır. Çalışmalar kesikli ve sürekli işletim koşullarında gerçekleştirilmiştir. Farklı başlangıç konsantrasyonlarında yapılan testlerde artan fosfat konsantrasyonları ile bentonit üzerinde adsorblanan fosfat miktarının arttığı gözlenmiştir. Ham bentonitin özellikleri XRF, XRD, BET ve porozimetre analizleri ile belirlenmiştir. Fosfat adsorbsiyonu sonrasında XRF analizi ile bentonitin yapısındaki fosfat miktarı 86,6 mg PO4/g olarak bulunmuştur. Farklı başlangıç pH değerlerinde yapılan testlerde en iyi giderim nötral pH değerinde gözlenmiştir. Kesikli çalışmalarda 30 oC'ye kadar sıcaklık artışı ile giderim veriminin arttığı, 40 oC'de ise verimde ani düşüş olduğu gözlenmiştir. İzoterm modelleme çalışmasında Freundlich ve Halsey iki parametreli izoterm modelleri ile Redlich?Peterson üç parametreli izoterm modelinin adsorbsiyon verilerine en iyi uyan modeller olduğu görülmüştür. Fosfat adsorbsiyon kinetiği verilerinin ise en iyi 1. derece ve üssel fonksiyon modellerine uyduğu görülmüştür. Negatif serbest enerji değerleri adsorbsiyonun kendiliğinden gerçekleşebilir olduğunu; pozitif entalpi ve entropi ise adsorbsiyonun endotermik olduğunu ve ayrıca katı-sıvı arayüzeyinde rastgeleliğin arttığını göstermektedir. Asit ve alkali pH'larda gerçekleştirilen rejenerasyon testlerinde, sadece güçlü asitik pH'larda fosfatın tümüyle desorbe olduğu gözlenmiştir. Çalışma sonucunda, fosfor giderim sürecinde fiziksel ve kimyasal etkileşimlerin birlikte etkin olduğu kanaatine ulaşılmıştır.Anahtar Kelimeler: Fosfor giderimi, bentonit, adsorbsiyon kinetiği, adsorbsiyon izotermi

Abstract:
In this thesis study, it was investigated that removal of phosphorus with adsorption in orthophosphate form from aqueous solution by using bentonite clay. Studies were performed in batch and continuous operation conditions. In tests were made in different initial concentration, the quantity of phosphate that was adsorbed on bentonite with increased phosphate concentration increased was observed. The properties of virgin bentonite were determined by XRF, XRD, BET and porosimeter analysis. With XRF analysis after adsorption phosphate, quantity of phosphate on bentonite was found as 86,6 mg PO4/g. Amongst the tests that were made in different initial PH values, the best phosphate removal was observed in neutral pH value. In batch working, removal efficient increased with rising heat until 30 oC, otherwise; in 40 oC removal efficient suddenly decreased. In isotherm modeling working, Freundlich and Halsey two parameters isotherm models with Redlich-Peterson three parameters isotherm model were seen that the best suitable models to adsorption data. The data of phosphate adsorption kinetic was seen correspond to the first degree and power function models. Negative free energy values showed that adsorption could occur itself. From enthalpy and entropy values that were positive was understood that adsorption was endothermic and coincidental increased in solid fluid interface. In regeneration tests that was made in acid and basic pH, the phosphate completely desorbed in only strong acidic pH was observed. The result of study, process of phosphorus removal, physical and chemical interaction together effective was deduced.Key Words: Phosphorus removal, bentonite, adsorption kinetic, adsorption isotherm