Manyetit-hidroksiapatit nanokompozit ile atıksulardan adsorpsiyon yöntemi ile çinko gideriminin araştırılması
Removal of zinc from wastewater using nanocomposite of magnetic hydroxyapatite with adsorption method
Yazar: AHMET CANBAKIŞ
Danışman: DOÇ. DR. YAĞMUR UYSAL
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Ağır metaller, hem endüstriyel hem de yağmur sularında kirlilik yaratan önemli çevresel kirleticilerdir. Bunların doğada zamanla birikimi ve bozunumu ciddi zararlara yol açmaktadır. Bu ağır metallerden biri olan çinko, canlı organizmalar için gerekli olmasının yanı sıra, depresyon, letarji, artan susama isteği ve belirtilen sınırın üzerinde alınması halinde nörolojik semptomlara neden olduğu için diğer metal ve ametaller gibi toksik etki eder. Bu yüzden Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ve Çevre Koruma Ajansı (ABD), içme suyu içerisinde bulunacak çinko için sınır değer belirlemiştir. Bu sebeplerden dolayı doğaya salınmadan önce çinko içeren atıksuların çinko ve diğer ağır metallerden arındırılması gerekmektedir. Bu sebeple, bu çalışmada atıksulardan ağır metal giderimi için kolay uygulanabilir ve etkili bir yöntem olan adsorpsiyon yöntemi kullanılmış; adsorbent olarak ise düşük maliyetli, yüksek stabiliteli, kolay kullanıma sahip, etkili bir sorpsiyon gücüne sahip olması nedeniyle manyetit hidroksiapatit nanokompozit adsorbenti seçilmiştir.
Kullanılan adsorbent laboratuvar şartlarında kimyasal olarak elde edilmiş, çinko içeren sulardan adsorpsiyonla farklı ortam şartlarında manyetit hidroksiapatit nanokompozitin çinko giderim etkinliği incelenmiştir. Adsorbentin karakterizasyonu için FTIR, SEM ve EDX analizleri yapılmıştır. Adsorpsiyon deneyleri laboratuvar şartlarında ortam sıcaklığında kesikli reaktörlerde orbital karıştırıcı yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Bu deneylerde çinko giderimi için; en uygun pH, optimum adsorbent dozu, optimum başlangıç konsantrasyonu ve en iyi karıştırma süresi belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlarda uygun koşullar altında adsorbetin çinko üzerindeki giderim verimi %96'lara ulaşmıştır.
Yapılan bu çalışmalar sonucunda adsorbentin en iyi giderim yaptığı; pH değeri 6, optimum adsorbent dozu 6,25 g/L, optimum başlangıç konsantrasyonu 25 mg/L, en uygun karıştırma süresi 30 dk olarak bulunmuştur. Bu değerlerde %96 gibi yüksek bir giderim verimi elde edilmiştir. Bu ise manyetit hidroksiapatit nanokompozitin çinko üzerinde etkili bir adsorbent olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Heavy metals are reported to be important contaminants in both industrial and surface waters. These materials tend to accumulation in the environment and are not degraded in the nature easily. Thus, these toxic compound cause to serious damages on the organisms. Zinc is one of the these toxic heavy metal ions despite of being one of the essential elements for living organisms. The accumulation of the zinc ions in the tissues lead to depression, lethargy, increasing thirst and causes neurological symptoms that exceeds the specified limit. Therefore, World Health Organization (WHO) and United States Environmental Protection Agency (USEPA) have determined limit value for zinc in drinking water. Because of these reasons, zinc containing wastewater should be treated before discharging to environment. The adsorption method, which is an easily applicable and effective method for heavy metal removal from wastewater, has been selected in this study. Magnetite hydroxyapatite nanocomposite adsorbent has been chosen as an adsorbent because its low cost, high stability, easy to use, and effective sorption power.
In this study zinc removal was carried out by using magnetic hydroxyapatite nanocomposite by adsorption from zinc containing synthetic wastewater. The magnetite hydroxyapatite nanocomposite was chemically synthesized under laboratory conditions. FTIR, SEM and EDX analyzes were performed for the characterization of the adsorbent. The adsorption experiment was carried out in batch reactors at room temperature, and optimum pH, optimum adsorbent dose, optimum initial concentration and optimum mixing time were determined. As a result of these studies the best removal values were determined at pH of 6, optimum adsorbent dosage of 6.25 g/L, optimum initial concentration of 25 mg/L, optimum mixing time of 30 min. Zinc removal efficiency was obtained as 96% in this optimum conditions. This study has shown that the magnetite hydroxyapatite nanocomposite can be an effective adsorbent on the zinc removal.