Alüminyum endüstrisi kimyasal çamurları ile atık sulardan fosfat giderimi

Abstract

Bu tez çalışmasında sulardan fosfat giderimi amacıyla en uygun adsorbantın tespit edilmesi ve optimum adsorpsiyon şartlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. En uygun Adsorbantın belirlenmesi için sekiz tür adsorbant (alümina, zeolit, halloysit, kaonit, flux, borlu kil, alüminyum oksit) ile adsorbsiyon analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda en yüksek verimi sağlayan Alümina adsorbant olarak seçilmiştir. Adsorbantın belirlenmesinin ardından bir alüminyum işleme tesisinin atık çamurları kullanılarak adsorpsiyon yöntemi ile sentetik numunelerden fosfat giderimi araştırılmıştır. Öncelikle alüminyum işleme tesisinden alınan atık çamur farklı sıcaklıklarda (105, 400, 600 oC) fiziko-kimyasal şartlandırma işlemine tabi tutulmuştur. Daha sonra, farklı sıcaklıklarda şartlandırılmış adsorbantlar kullanılarak adsorbsiyon parametrelerinin verim üzerindeki etkisi incelenmiştir. İlk aşamada, sabit miktarlarda adsorbant kullanılarak adsorbsiyonun zamana bağlı değişimi incelenmiştir. İkinci aşamasında, farklı miktarlarda adsorbant kullanılarak 24 saat süreli adsorpsiyon analizleri ile optimum adsorbant miktarı belirlenmiştir. Üçüncü aşamada, pH'ın adsorpsiyona etkisini belirlemek için 3-8 arasındaki farklı pH değerlerinde adsorpsiyon analizleri yapılmıştır. Sonuç olarak; en yüksek verim 600 oC'de şartlandırılmış olan adsorbant ile elde edilmiştir. Optimum adsorpsiyon süresi 100 dk, optimum adsorbant miktarı 0.2 gr ve optimum pH değeri 5 olarak belirlenmiştir. Optimum deney şartlarının belirlenmesinin ardından farklı fosfat konsantrasyonları için adsorpsiyon analizi gerçekleştirilerek izoterm hesaplamaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar Langmuir ve Freundlich izoterm modellerine uygunluk açısından değerlendirilerek adsorpsiyon mekanizmasının Langmuir izotermine göre gerçekleştiği belirlenmiştir. Tez çalışmasının son bölümünde alümina ile belirlenen optimum şartlarda gerçek evsel atıksudan fosfat giderimi incelenmiştir

In this thesis, it is aimed to determine the most suitable adsorbent and the optimum adsorption conditions for phosphate removal from water by examining the adsorption parameters. Adsorption analyzes were performed using eight different adsorbents (alumina, zeolite, halloysite, kaonite, flux, boron clay, aluminum oxide) to determine the most suitable adsorbent. As the result, alumina showing the highest yield was chosen as the adsorbant. After determination of adsorbent, phosphate removal from synthetic samples was studied by adsorption method using waste sludge of aluminum processing industry facilities. First, the waste sludge was subjected to physico-chemical treatment at different temperatures (105, 400, 600 0C). Then, analyzes were performed to determine optimum values of adsorption parameters. In the first stage, time-dependent change of adsorption was investigated by using fixed amounts of adsorbent. In the second stage, the optimum amount of adsorbent was determined by 24 hour adsorption analysis using different amounts of adsorbent. In the third stage, adsorption analyzes were performed at different pH values between 3 and 8 in order to determine the effect of pH on adsorption.As a result; the highest yield was obtained using the adsorbent conditioned at 600 0C. Optimum adsorption time was determined as 100 minutes, optimum adsorbent amount was 0.2 gr and optimum pH value was 5. After determination of optimum experimental conditions, adsorption analysis was performed for isotherm calculations. The results were evaluated for Langmuir and Freundlich isotherm models and it was concluded that adsorption was performed according to Langmuir isotherm. In the last section of the study, phosphate removal from real domestic wastewater by alumina under determined optimum conditions was investigated.