Sıfır değerlikli demir ile reaktif mavi 220 boyarmaddesinin giderimi
Removal of reactive blue 220 by zero valent iron
Yazar: ERTUĞRUL GÜL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SİBEL ASLAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Boyarmaddeler biyolojik ayrışabilirlikleri düşük olan oldukça renkli polimerlerdir ve kirleticilerin önemli bir grubunu oluştururlar. Boyarmaddeler güneş ışığının geçirgenliğini azaltarak sucul bitkilerin fotosentetik aktivitesini engellerler ve bazı sucul organizmalara toksik olabilirler. Yaygın olarak kullanılan boyarmaddeler reaktif, dispers, asit ve direkt boyarmaddelerdir. Reaktif boyarmaddeler renk tonlarının çeşitli olması, parlak renkleri ve kolay uygulanabilirliklerinden dolayı tekstil, kâğıt, plastik, deri, kozmetik ve ilaç gibi çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Reaktif boyarmaddeler suda çözünebildiklerinden dolayı klasik arıtma prosesleri ile giderilemezler. 
Atıksulardan boyarmaddelerin giderimi için adsorpsiyon, koagülasyon, flokülasyon, membran filtrasyonu gibi fiziksel ve kimyasal prosesler mevcuttur. Ancak bu yöntemlerin düşük giderim verimi veya yüksek maliyetleri onların uygulanmasını sınırlar. Bu nedenle atıksudan boyarmaddelerin gideriminde etkili alternatif arıtımların bulunmasına ihtiyaç vardır. Sıfır değerlikli demir toksik olmaması, bol bulunması, ucuz olması ve üretiminin kolay olması nedeniyle son yıllarda boyarmaddeler, inorganikler, nitroaromatik bileşenler, ağır metaller gibi toksik ve dirençli kirleticilerin arıtımında kullanılması araştırılmaktadır. 
Bu çalışmada sulu ortamda Reaktif Mavi 220 (RB220) boyarmaddesinin mikro ve nano ölçekli sıfır değerlikli demir ile giderimi incelenmiştir. RB220, reaktif boyarmaddeler sınıfının formazan tipine ait bir boyarmaddedir. Çözeltinin başlangıç pH'ı, sıfır değerlikli demir dozajı, başlangıç RB220 konsantrasyonu ve sıcaklık gibi işletme parametrelerinin renk giderme verimi üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Renk giderme veriminin pH'a büyük ölçüde bağlı olduğu ve düşük pH'ta yüksek renk giderme verimi elde edildiği görülmüştür. Optimum şartlarda mikro ve nano ölçekli sıfır değerlikli demir ile yaklaşık %99 renk giderme verimi elde edilmiştir. Renk giderme kinetikleri birinci-derece kinetiğe uymuştur.

Abstract:
Dyes are highly colored polymers with low biodegradability and they constitute an important group of pollutants. Dyes significantly affect the photosynthetic activity of aquatic plants by reducing penetration of sunlight, and they may be toxic to some aquatic organisms. The commonly used dyes include reactive, disperse, acid, and direct dyes. Reactive dyes are widely used in various industries such as textile, paper, plastic, leather, cosmetics, and drug because of their wide variety of color shades, brilliant colors and ease of application. Since reactive dyes are soluble in water, they can't remove by conventional treatment processes. 
There are various physical and chemical processes such as adsorption, coagulation, flocculation, membrane filtration for removing of dyes from wastewaters. However, low removal efficiency or high costs of these methods limit their application. Therefore, there is a need to find alternative treatments that are effective in removing dyes from wastewater. In recent years, zero valent iron has being explored for treating of toxic and refractory pollutants such as dyes, inorganics, nitro-aromatic compounds, heavy metals because zero valent iron is non-toxic, abundant, cheap, and easy to produce. 
In this study, the removal of Reactive Blue 220 (RB220) from aqueous solution by micro- and nano scale zero valent iron was investigated. RB220 is a dye that belongs to formazan type of reactive dyes class. The effect on decolorization efficiency of operational parameters such as initial pH of solution, zero valent iron dosage, initial concentration of RB220, and temperature was evaluated. It was seen that decolorization efficiency was significantly depended on pH and higher decolorization efficiency was obtained at lower pH. Under optimal conditions, about 90% decolorization efficiency by micro- and nano scale zero valent iron was achieved. Decolorization kinetics fitted to the first-order kinetic.