Kalsiyum peroksit ile sentetik tekstil atıksularından renk giderimi
Color removal from synthetic textile wastewaters with calcium peroxide
Yazar: NUREVŞAN AKSOY
Danışman: DOÇ. DR. BEHZAT BALCI
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Reaktif Black 5 (RB5) boyar maddesinin simule tekstil atıksuyundan (STA) gideriminde çevre dostu ve düşük maliyetli bir oksidan kalsiyum peroksit'in (CaO2) potansiyel kullanımı araştırılmıştır. Sentezlenmiş CaO2'nin spesifik morfolojisi, element analizi, partikül boyutu dağılımı, kristal fazlarının tanımlanması ve yüzey fonksiyonel grupları sırasıyla, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağıtıcı X-ışını (EDX), Lazer Kırınımı (LD), Brunaure Emett–Teller yöntemi (BET), X-ışını Kırınımı (XRD) ve Fourier İletim Kızılötesi (FTIR) analizleriyle incelenmiştir. X-ışını Kırınım analizi sentezlenen oksidanı, tetragonal kristal yapı ile CaO2 olarak doğrulamıştır. FTIR spektroskopisinin parmak izi bölgesinde O─Ca─O'nun bükülme titreşimine karşılık gelen sinyal tespit edilmiştir. Temas süresi, pH, başlangıç RB5 konsantrasyonu ve CaO2 miktarları gibi çeşitli bağımsız parametrelerin renk giderme üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çalışmanın sonuçları, pH, başlangıç boya konsantrasyonunun ve CaO2 miktarlarının RB5'in degradasyonu üzerinde önemli etkileri olduğunu göstermiştir. RB5'in CaO2 ile giderilmesinde optimum pH değeri 7 olarak belirlenmiştir. 300 mg/L RB5'in %96,93 verimle giderilmesi için 2,0 g CaO2'nin yeterli olduğu bulunmuştur. Ayrıca STA'dan %82,8 Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) giderim verimi 2,0 g CaO2 ile elde edilmiştir. Deneysel veriler, RB5 degredasyon kinetiğini anlamak için yalancı birinci derece kinetik modele uygulanmıştır. Bu çalışmanın sonuçları, CaO2'nin reaktif tekstil boyalarının etkili bir şekilde gideriminde çevre dostu ve düşük maliyetli bir oksidan olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In the present study, potential application of a environmentally friendly and low-cost oxidant calcium peroxide (CaO2) was investigated for the removal Reactive Black 5 (RB5) dye from simulated textile wastewater (STA) containing production auxiliary chemicals. The specific morphology, elemental analysis, particle size distribution, identification the crystalline phases and surface functional groups of synthesized CaO2 were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-Dispersive X-ray (EDX), Laser Diffraction (LD), Brunaure–Emett–Teller method (BET), X-ray Diffraction (XRD) and Fourier Transmission Infrared (FTIR), respectively. X-ray Diffraction analysis confirmed the synthesized oxidant as CaO2 with the tetragonal crystalline structure. Signal corresponded to bending vibration of O─Ca─O was detected in the fingerprint region of the FTIR spectroscopy.  The effects of various independent parameters such as contact time, pH, initial RB5 concentration and amounts of CaO2 on decolorization were investigated. The results of the study showed that pH initial dye concentration and the CaO2 amounts have significant effects on degradation of the RB5. The optimum pH was determined 7 for the removal of RB5 by CaO2. 2.0 g CaO2 was found to be sufficient for the removal of 300 mg/L RB5 with 96.93% removal efficiency. Also 82.8% Chemical Oxygen Demand (COD) removal efficiency from STA was obtained by 2.0 g CaO2. Experimental data were applied to pseudo first order model in order to understand the RB5 degradation kinetic. The results of the present study showed that the CaO2 can be used as an environmentally friendly and low-cost oxidant for effectively removal of reactive textile dyes.