Naftalinin sulu çözeltilerden aktif karbon ve fenton reaktifi kullanarak giderimi

Polisiklik aromatik hidrokarbonlar genellikle karbon malzemelerin tamamlanmamış yanmasının yan ürünleri olarak çevreye dağılırlar. PAH'lar kalıcı organik kirleticiler olup, bu sebeple tüm çevresel ortamlarda birikme eğilimindedirler. Diğer PAH'larla karşılaştırıldığında naftalin daha az toksik olup çevrede kolayca bulunabilir. Bu sebeple naftalin, bu doktora tezinde sulu çözeltilerden PAH'ların uzaklaştırılmasını incelemek için bir model bileşik olarak kullanılmıştır. Bu tez çalışmasının başlıca dört amacı vardır; sulu çözeltiden naftalinin hindistan cevizi kabuğu kökenli aktif karbonda kesikli sistem adsorpsiyon karakteristiklerinin değerlendirilmesi; naftalinin maksimum giderimi için yanıt yüzey metodu ile adsorpsiyon prosesinin optimizasyonu; naftalinin giderimi için sabit yataklı kolon adsorpsiyon sisteminin incelenmesi ve sulu ortamdaki naftalinin Fenton reaktifi ile oksidatif parçalanması. Sulu çözeltilerden naftalinin AK'a adsorpsiyon karakteristikleri çalışılmıştır. Naftalin adsorpsiyonunda başlangıç konsantrasyonu, adsorbent partikül büyüklüğü, karıştırma süresi ve adsorbent dozajı gibi parametrelerin etkilerini incelemek için kesikli adsorpsiyon çalışmaları düzenlenmiştir. Kinetik veriler yalancı birinci mertebe, yalancı ikinci mertebe ve intrapartikül difüzyon eşitlikleri kullanarak analiz edilmiştir. Deneysel veriler yalancı ikinci mertebeden kinetik modelle çok iyi uyuşmuştur. Denge verileri Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izoterm modelleri ile analiz edilmiştir. Adsorpsiyon izoterm dataları Langmuir izotermi ile iyi uyuşmuştur ve 20 oC'de tek tabaka adsorpsiyon kapasitesinin 15.60 mg/g olduğu bulunmuştur. En önemli üç adsorpsiyon proses operasyon değişkeninin interaktif etkilerini değerlendirmek için adsorpsiyon deneylerini tasarlamada yanıt yüzey metodolojisi kullanılmıştır: adsorbent dozajı (1.0-3. 0 g/L), karıştırma süresi (10.0-25. 0 min) ve başlangıç naftalin konsantrasyonu (10.0-30. 0 mg/L). Bir 23 tam faktöriyel merkezi bileşik dizayn, adsorpsiyon prosesi sonuçlarının tahmini ve analizi için başarılı bir şekilde çalışmıştır. 10 mg/L başlangıç konsantrasyonu, 25 dak adsorpsiyon zamanı ve 3 g/L karbon dozajı sulu çözeltilerden naftalinin maksimum giderimi için optimum şartlar olduğu bulunmuştur (%97.8). Quadratik modelin uyuşmazlık analizi modelin oldukça önemli olduğunu göstermiştir (qt için R2=0.970, ayarlanmış R2=0. 766 ve % Re için R2= 0 .989, ayarlanmış R2= 0 .917). Sulu çözeltiden naftalinin uzaklaştırılması için AK içeren sabit yataklı kolon çalışması gerçekleştirilmiştir. Kırılma eğrisi elde edilmiştir ve kolon çalışması için kapasite değeri grafiksel entegrasyonla hesaplanmıştır. Thomas, Clark ve Yoon-Nelson modelleri kırılma eğrileri deneysel verilere uygulanmıştır. Sulu çözeltideki naftalinin Fenton oksidasyon prosesini etkileyen faktörleri optimize etmek için bir laboratuvar çalışması tasarlanmıştır: Farklı pH'lar, H2O2 ve Fe2+ konsantrasyonları, farklı demir tuzları (Fe2+, Fe3+) ve başlangıç naftalin konsantrasyonları. Çalışılan pH aralığında, pH sonuçları önemli ölçüde etkilemiştir. Demir iyonu konsantrasyonunda 10-5 mol/L'den 5x10- 4 mol/L'ye bir artış giderim etkinliğini %50'den %100'e arttırmıştır. Giderim prosesi esnasında peroksit konsantrasyonundaki değişim önemli bir rol oynamıştır. Bu doktora tez çalışması su ortamındaki naftalinin parçalanması için Fenton reaktifinin geçerli bir proses olduğunu ispat etmiştir.