Adsorpsiyon, ultrases ve ultrases destekli adsorpsiyon kullanılarak sulu çözeltilerden reaktif kırmızı 195'in soya küspesi ile renksizleştirilmesi
Decolorization of reactive red 195 from aqueous solutions by soybean cake using adsorption, ultrasound and ultrasound-assisted adsorption
Yazar: MUSA BÜYÜKADA
Danışman: PROF. DR. FATİH EVRENDİLEK
Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Başta tekstil endüstrisi olmak üzere birçok endüstri, boyarmadde kaynaklı kirliliğinin ana üreticisidir ve bu durum üzerinde hassasiyetle durulması gereken çok önemli bir sorundur. Bu çalışma kapsamında, laboratuar ortamında hazırlanmış reaktif boyarmadde sulu çözeltisinin adsorpsiyon, ultrases ve ultrases destekli adsorpsiyon süreçleri ile renksizleştirilmesi incelenmiştir. Bunun yanı sıra renksizleştirme verimi üzerine; çözelti pH'sı, başlangıç boyarmadde konsantrasyonu, adsorbent konsantrasyonu, sıcaklık ve reaksiyon süresinin etkileri de incelenmiştir. 250 mg L-1 başlangıç boyarmadde konsantrasyonunda, 20 oC'de, 2.0 g L-1 adsorbent konsantrasyonunda ve  
dört saatlik reaksiyon süresi sonunda; adsorpsiyon, ultrases ve ultrases destekli adsorpsiyon süreçleri için sırası ile %88, %98 ve %99.9 renksizleştirme verimi elde edilmiştir. Dolayısı ile ultrasesin reaktif boyarmaddelerin renksizleştirilmesinde kullanılabileceği belirlenmiştir. Tukey çoklu karşılaştırma testi (%95 güven aralığında) ile açıklayıcı değişkenlere ait alt faktörler arasında önemli farklılıklar olduğu göstermiştir (p < 0.001). Korelasyon matriksi neticesinde; renksizleştirme verimi ile başlangıç boyarmadde konsantrasyonu arasında yüksek negatif korelasyon bulunurken (r = -0.54), adsorbent konsantrasyonu (r = 0.89) ve sıcaklık (r = 0.53) ile renksizleştirme verimi arasında ise yüksek pozitif korelasyon bulunmuştur (p < 0.001). Ayrıca renksizleştirme verimi ile reaksiyon süresi arasında süreç tipine göre değişen bir birliktelik bulunmaktadır. Adsorpsiyon sürecinde, reaksiyon süresi ile renksizleştirme verimi arasında yüksek pozitif bir korelasyon varken (r = 0.73), ultrases (r = 0.49) ve ultrases destekli adsorpsiyon (r = 0.48) süreçleri için orta derecede pozitif korelasyon söz konusudur (p < 0.001). (1) Başlangıç boyarmadde konsantrasyonu, süreç tipi ve reaksiyon süresinin, (2) adsorbent konsantrasyonu, süreç tipi ve reaksiyon süresinin ve (3) sıcaklık, süreç tipi ve reaksiyon süresinin bir fonksiyonu olarak en iyi uyumlu çoklu doğrusal olmayan regresyon (MNLR) modelleri renksizleştirme verimindeki değişkenliğin sırasıyla %89.6'sını, %93.3'ünü ve %85.1'ini açıklayabilmiştir (p < 0.001).

Abstract:
Many industries, especially the textile industry, are the main generator of dye-based pollution, and this case is a very important issue to be dealt with sensitively. In this study, decolorization of reactive dyestuff solution which is prepared under laboratory conditions by adsorption, ultrasound and ultrasound-supported adsorption processes is examined. In addition, effects of pH of solution, initial dyestuff concentration, adsorbent concentration, temperature and reaction time on decolorization efficiency are examined. Under constant conditions of initial dyestuff concentration of 250 mg L-1, adsorbent concentration of 2.0 g L-1, temperature of 20 oC, and four-hour reaction duration, decolorization efficiency was found as %88, %98 and %99.9 for the  
processes of adsorption, ultrasound and ultrasound-supported adsorption, respectively. Therefore, ultrasound was determined to able to be used in decolorization of reactive dyestuff. Tukey multiple comparison test (at %95 confidence interval) showed that there are important differences among sub-levels of the explanatory variables (p < 0.001). As a result of correlation matrix, a highly negative correlation was found between decolorization efficiency and initial dyestuff concentration (r = -0.54), while a highly positive correlation was found between decolorization efficiency and adsorbent concentration (r = 0.89) and temperature (r = 0.53). Also, there existed a correlation between decolorization efficiency and reaction time depending on the process type of interest. There was a highly positive correlation between decolorization efficiency and reaction time for the process of adsorption (r = 0.73), while there was a moderate positive correlation between them for the processes of ultrasound (r = 0.49) and ultrasound-supported adsorption (r = 0.48) (p < 0.001). Multiple non-linear regression (MNLR) models accounted for 89.6%, 93.3% and 85.1% of variation in decolorization efficiency as a function of (1) initial dyestuff concentration, process type, and reaction time, (2) adsorbent concentration, process type, and reaction time and (3) temperature, process type, and reaction time (p < 0.001).