İyon değiştirici membranlar kullanarak sudaki florür iyonunun uzaklaştırılması

Abstract

ivÖZETİYON DEĞİŞTİRİCİ MEMBRANLAR KULLANARAKSUDAKİ FLORÜR İYONUNUN UZAKLAŞTIRILMASIÇevre ortamında florür kirliliği ya doğal ortamdan ya da antropojenik kaynaklardanoluşmaktadır. Florür, içme sularında, konsantrasyonuna bağlı olarak özellikle çocuklarve gençler için zararlı ya da faydalı olabilmektedir.Su ortamından fazla miktardaki florürü uzaklaştırmak için birçok metot denenmiştir. Bumetotlar arasında membran prosesleri, özellikle de donnan dializ, sulu çözeltiden iyonikformdaki değerli metalleri geri kazanmak ve konsantre etmek için kullanılan en önemlimetotlardan birisidir.Bu çalışmada, hem laboratuvar şartlarında hazırlanan hem de ticari olarak temin edilenanyon değiştirici membranlar kullanılarak sulu ortamdan florürün uzaklaştırılmasıaraştırılmıştır. Bu amaçla, casting metodu ile hazırlanan yeni iyon değiştiricimembranların su içeriği ve iyon değiştirme kapasitesi gibi karakterizasyon işlemleriyapılmıştır. Aynı zamanda tüm membranlar yüzey modifikasyonu için ECR plazma ilemuamele edilmiştir. Florür uzaklaştırmanın etkisi hem plazma ile muamele edilmiş hemde plazmasız iyon değiştirici membranlarla incelenmiştir. Her iki membranın yüzeymorfolojisindeki değişimler SEM ve FTIR ile gösterilmiştir.Donnan dializ deneyleri, besleme fazı konsantrasyonu, pH ve ortamda bulunan farklıdeğerlikli iyonlar gibi farklı parametrelerde gerçekleştirilmiştir. Donnan dializçalışmalarının ışığında, geri kazanma faktörü değerleri (RF) ve akış hızı değerleri (J)florür iyonu için hesaplanmıştır ve en yüksek RF ve J değerleri ortamda farklı değerlikliiyonlar iyonlar olmadığı zaman elde edilmiştir. İlave olarak, florür iyonları sulu çözeltiortamından plazma ile muamele edilmiş membranlarla daha fazla miktardauzaklaştırılmıştır. AFX ve P2ClAn anyon değiştirici membranları ile yapılan deneylersonucunda, AFX membranı florür iyonunu sulu çözelti ortamından uzaklaştırmada dahaetkili olmuştur. Son olarak elde edilen tüm sonuçlar Isparta Deresi'nden getirilen sunumunelerine de uygulanmıştır.ANAHTAR KELİMELER: Anyon Değiştirici Membran, Donnan Dializ, Florür, FlorürUzaklaştırılması

vABSTRACTTHE REMOVAL OF FLUORIDE ION FROM AQUEOUS SOLUTIONUSING ION EXCHANGE MEMBRANESFluoride pollution in the environment is caused by two different factors which arenatural and anthropogenic sources. Fluoride in drinking waters may be either beneficialor detrimental to health, particularly to infants and children, depending on itsconcentration.Many methods were used for the defluoridation of water. Among these methods,membrane processes seem to be the most attractive, particularly Donnan dialysis whichis of great importance for the recovery or concentration of valuable metals in ionic formfrom aqueous solution.In this study, the removal of fluoride from aqueous media was investigated by usingboth laboratory made membranes and commercial anion exchange membranes. For thispurpose, characterization experiments such as water content and ion exchange capacitywere carried out on the new anion exchange membranes which are prepared by thecasting method. All of the membranes were also treated by Electron CyloctronResonance Plasma (ECR) for surface modification. The effect of the fluoride removalwas studied through plasma modified and unmodified anion exchange membranes. Thechanges in the surface morphology of both membranes were illustrated with SEM andFTIR, as well.Donnan dialysis experiments were carried out different parameters such as feed phaseconcentration, pH and different valences ions. In the light of donnan dialysisexperiments, recovery factor (RF) and flux values (J) of fluoride were calculated andthe highest RF and J values were obtained when the different valences ions were absent.In addition, fluoride ions can be removed on a higher amount from aqueous media bythe plasma treated membranes. As a result of the experiments which were carried outthrough AFX and P2ClAn anion exchange membranes, the former has proved to bemore efficient than the latter with respect to the removal of the fluoride ions from anaqueous solution. Finally, all the findings obtained were applied to the water samplestaken from Isparta stream.KEY WORDS: Anion Exchange Membrane, Donnan Dialysis, Fluoride, Fluoride Removal