Poliüre-poliamin reçinesi kullanılarak atıksulardaki ağır metal kirliliğinin adsorpsiyonla gideriminin incelenmesi
The investigation on the removal of heavy metal ions from wastewater using polyurea-polyamine resins
Yazar: FÜSUN BOYSAN
Danışman: PROF. DR. BÜLENT ŞENGÖRÜR
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Bölümü / Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Ağır metaller = Heavy metals ; Kinetik = Kinetics ; İzotermler = Isotherms ; Şelatlar = Chelates

Özet:
Bu çalışmada, otomotiv ve diğer metal işleme sanayi atıksularında bulunabilen ve doğada tehdit oluşturan altı farklı ağır metalin poliüre-poliamin reçineleri kullanılarak adsorpsiyonla giderimi araştırılmış, adsorpsiyon izotermleri ve kinetikleri incelenmiştir. Ayrıca reçinelerin otomotiv fabrikasından alınan arıtma girişi atıksuyunda ağır metallerin giderimi için kullanımı incelenmiştir.Toluen diizosiyanatın (TDI) tetraetilen triamin (TETA) ve pentaetilen hegzaamin (PEHA) ile ayrı ayrı reaksiyonundan reçineler sentezlenmiş ve bu reçinelerin karakterizasyonu için elementel analizleri ve Fourier Transform Infrared spektroskopileri yapılmıştır.Kesikli çalışmalarda, adsorpsiyona pH, adsorban dozu, karıştırma süresi ve metal başlangıç konsantrasyonu etkisi incelenmiş, adsorpsiyon sonuçları Langmiur ve Freundlich izoterm ve Pseudo 1. derece ve Pseudo 2. derece kinetik eşitliklerine uygulanmıştır.Langmiur adsorpsiyon izotermlerinden elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasiteleri, TETA ve PEHA için sırasıyla Cu(II) için 52,356 ve 55,555, Cr(III) için 47,847 ve 47,847, Cr(VI) için 40,486 ve 46,083, Cd(II) için 7,305 ve 16,234, Ni(II) için 4,112 ve 7,441, Zn(II) için 16,778 ve 20,883 mg/g bulunmuştur.İzoterm ve kinetik incelemeleri sonucunda her iki reçine ile adsorpsiyonun kemisorpsiyonu açıklayan tek tabakalı adsorpsiyon modeli Langmiur eşitliğine ve Pseudo 2. derece eşitliğine uygunluğu saptanmıştır.Adsorpsiyon verimlerinin, karma sentetik numunelerle yapılan çalışmalarda, tekli metal iyonu adsorpsiyonlarına göre diğer iyonların varlığında bir miktar azaldığı tespit edilmiştir.Endüstriyel atıksulara uygulamada Hyundai Assan'dan alınan atıksuda bulunan T.Cr, Ni(II) ve Zn(II) iyonlarının TETA ve PEHA reçineleriyle gideriminde sırasıyla T.Cr için, %75,86 ve %68,96, Ni(II) için %98,34 ve 86,10, Zn(II) için %98,62 ve %98,77 adsorpsiyon verimleri elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, the uptake of six different heavy metals that can be detected in automotive and metallic industry by adsorption using polyurea-polyamine resins, adsorption isotherms and kinetics were investigated. Also the resins were used to remove heavy metals from the automotive industry wastewaters.The resins were synthesized from reaction of toluen diisocyanate with trieetilene tetraamine (TETA) and pentaetilene hegzaamine (PEHA). The products were characterized by using FT-IR and elemental analysis.By using batch method, the effect of pH, adsorbent dose, contact time and initial concentration are investigated on adsorption. Adsorption results are applied to Langmiur and Freundlich isotherm equations and Pseudo-first-order and Pseudo-second-order kinetic models.Maksimum adsorption capacities of TETA and PEHA from Langmiur isotherms are 52.356 and 55.555 for Cu(II), 47.847 and 47.847 for Cr(III), 40.486 and 46.083 for Cr(VI), 7.503 and 16.234 for Cd(II), 4.112 and 7.441 for Ni(II), 16.778 and 20.883 mg/g for Zn(II), respectively.As results of isotherm and kinetic investigations, the adsorption by both resins are fitted well to Langmiur isotherm adsorption and Pseudo second order kinetic model which describes chemisorptions.The adsorption studies of the mixed synthetic samples showed that the adsorption decreased a little in the presence of other ions.The adsorption of the heavy metal ions from the wastewater obtained from Hyundai- Assan Factory by TETA and PEHA resins are 75.86% and 68.96% for total chromium, 98.34% and 86.10% for nickel, 98.62% and 98.77% for zinc, respectively.