Sulardan bazı organik zehirli atıkların boksit ve kömür esaslı adsorbanlarla uzaklaştırılması

Abstract

V ÖZET SULARDAN BAZİ ORGANİK ZEHİRLİ ATIKLARIN BOKSİT VE KÖMÜR ESASLI ADSÛRBANLAR İLE UZAKLAŞTIRILMASI klorofenoller çok önemli su kirleticilerindendir. İnsan sağlığına büyük zararı olan bu organik maddelerin sulardan uzaklaştırılması için günümüzde birçok yöntem kullanılmaktadır. Bunların arasında klorofenolJerin aktif karbon üzerinde tutulmaları en fâzla bilinen teknikdir. Ancak aktif karbonun yüksek maliyeti nedeniyle bu çalışmada klorofenolJerin daha kolay ve ucuza temin edilebilecek bitümlü şist ve kırmızı çamur gibi adsorbanlar üzerinde tutulmaları kesikli adsorpsiyon ve kolon denemeleri ile araştırıldı. Kırmızı çamur ile yapılan kesikli adsorpsiyon denemelerinde 6 saat temas süresi sonunda elde edilen küçük % tutulma değeri (16.8 )nedeniyle kırmızı çamurun klorofenollerin sulardan uzaklaştırılmasında uygun bir adsorban olmadığı sonucuna varıldı. 2-KJorofenol ve 2,4-diklororfenol 'ün sulu çözeltilerden bitümlü şistlerle adsorplanmasında ise, 6 saatte dengeye ulaşıldığı saptandı. Denge öncesi çeşitli t zamanlarına ait değerler kullanılarak çizilen grafiklerden adsorplama olayının 1. mertebeden olduğu anlaşıldı ve bu grafiklerden reaksiyon hız sabiden 2-kIorofenol ve 2,4-dikIorofenol için, sırasıyla, 5.25 I O`6 ve 1.22 I0`s s`1 olarak bulundu. Çizilen adsorpsiyon izotermlerinin Langmuır modeline uyduğu görüldü ve dolayısıyla 2-klorolenol ve 2,4-dıklorofenol 'ün adsorban yüzeyinde monoraoleküler bir tabaka oluşturdukları sonucuna varıldı. Sıcaklığın adsorpsiyon üzerine etkisi incelenerek Clasius - Clapeyron eşitliğine göre çizilen grafiklerden adsorpsiyon ısısı ( AH ), 2-klorofenol ve 2,4-diklorofenol için, sırasıyla, 0.943 ve 2. 334 kcal/mol olarak bulundu. Pozitif /İH değerleri ve sıcaklığın yükseltilmesiyle % tutulmada az da olsa görülen arüş,adsorplama olayının endotermik olduğunu gösterdi. Yine elde edilen küçük AH değerleri, adsorplama olayının büyük ölçüde fiziksel karakterli olduğunu ortaya koydu. Faildi akış hızlarında (1,2, 2.5, 3 nıL / dk ) 25 ppm 2,4-diklorofenol çözeltisi ile kolon denemeleri yapıldı. Çizilen kopma eğrilerinden adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla, 3.31, 3.93, 2.10, 1.64 mg/g olarak bulundu.En uygun akış hızının 2nıL/dk olduğuna karar verildi. 2,4- Diklorofenol ile yüklü kolondan distile su geçirilerek yapdan desorpsiyon denemesiyle adsorban yüzeyi ile adsorbat arasındaki bağlanmanın zayıflığı gösterildi. 51

SUMMARY THE REMOVAL OF CERTAIN ORGANIC TOXIC POLLUTANTS FROM WATER BY THE' USE OF BAUXITE AND COAL -BASED ADSORBENTS Chlorophenois are among important water pollutants. These organic substances endangering human health have been removed from water using various methods. The most videly applied method is die activated carbon adsorption of chlorophenois. Due to ils high cost, the replacement of activated carbon with cost - effective unconventional adsorbents such as bituminous shales and red muds has been investigated, by means of batch and column adsorption experiments. Since red muds showed little uptake ( 16.8 % sorption ) of chlorophenois at die end of 6 h batch contact period, these adsorbents have been abandoned in further studies due to üıeir unsuitability. The equilibration period of 2-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol adsorption on bituminous shale was found to be 6 h. Adsorption vs. time graphs drawn before achieving equilibrium showed that the adsorption followed first order kinetics,and the rate constants were 5.25 10`6 and 1.22 10`s s`' for 2-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol, respectively. The adsorption data could be modelled by the Langmuir isotherm, and both chlorophenois formed a monomolecular layer on the adsorbent surface. The effect of temperature on adsorption was studied, and a graphical evaluation by means of Clasius - Clapeyron equation revealed diat the heat of adsorption ( AH ) was 0.943 and 2.334 kcal / mole for 2-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol, respectively. The positive AH values in combination with the slight increase of sorption percentage with temperature pointed out to the endothermic nature of adsorption. The small magnitute of AH showed that the adsorption phenomenon was basically of physical character. The breakthrough curves drawn by column experiments carried out at different flow rates of 1,2,2.5 and 3 mL/min yielded adsorption capacities of 3.31,3.93,2.10 and 1.64 mg / g of bituminous shale for 25 ppm 2,4-dichlorophenol, respectively. The optimal flow rate was 2 mL / min. The reversibility of adsorption was shown by water desorption of 2,4-dichlorophenol from the loaded column indicating weak adsorbent - adsorbate interaction. 52