Polimer-zeolit temelli kompozit adsorbentin kesikli reaktörde ağır metal gideriminde değerlendirilmesi

Abstract

İnsan nüfusu ve endüstrileşmedeki kontrolsüz artış ortaya atık denen ve kirliliğe neden olan maddeleri çıkarmaktadır. Ağır metaller tehlikeli atıklar olup toksisite kaynağıdırlar. Çevreyi tehdit eden ağır metaller, besin zincirinde birikmesi ve oldukça düşük konsantrasyonlarda dahi zehirleyici etkilerinin olması nedenleriyle arıtılması gereken ciddi bir kirliliktir.Ağır metallerin sudan arıtımında birçok farklı yöntem kullanılmakla birlikte, adsorpsiyon kullanılan adsorbanın doğal ve ekonomik olduğu durumlarda iyi bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Son zamanlarda çalışmalar, doğal adsorbanlar üzerinde yoğunlaşmaktadır ve böylece alginatın önemi artmaktadır. Alginat gibi benzer maliyeti düşük adsorbentlerin ağır metal giderim kapasiteleri halen gerçek ölçekli kullanım için yetersiz olduğundan, daha verimli adsorbentlerin bulunması için araştırmalar devam etmektedir. Bu çalışmada alginatın adsorpsiyon kapasitesinin arttırılması için ülkemizde bolca bulunan kaynaklardan biri olan klinoptilolit seçilmiştir. Bu kapsamda çalışmada alginat-klinoptilolit (A-K) boncukları kullanılarak kesikli reaktörde sentetik atıksudan Cu+2, Cd+2, Pb+2 ağır metallerinin uzaklaştırılması amaçlanmıştır. En iyi giderim verimleri A-K (<100µm) boncukları ile 1g/1g oranında elde edilmiştir. Cu+2 ve Cd+2 adsorpsiyonunun dengeye gelme süresi 24 saat iken, Pb+2 için 8 saat olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon kinetiğinin ise psödo ikinci derece kinetik modele uygun olduğu belirlenmiştir. pH'nın giderime etkisini belirlemek için pH 3-5 değerlerinde deneyler yapılmış ve benzer verimler elde edilmiştir. Bu metallerin adsorpsiyonu Langmuir ve Freundlich izotermlerine uygun bulunmuş olup en yüksek adsorpsiyon kapasitesi Pb+2 için 208 mg/g olarak hesaplanmıştır.

The uncontrolled increase in human population and industrialization resulted wastes materials that lead pollution. Heavy metals are hazardous wastes which are resources of toxicity. Since heavy metals threat environment, accumulate in food chain and have toxic effects at quite low doses, they are serious pollution required to be removed. Although there are lots of methods used for heavy metal removal from water, adsorption can be a good alternative if the adsorbent is natural and economic. Recently, studies are focused on natural adsorbent and thus, alginates are getting attention. Since alginate like cheap adsorbents' heavy metal removal capacities are not enough to use them in real applications, researches are continued to seek more efficient adsorbents. In this study, in order to increase adsorption capacity of alginate, clinoptilolite, which has abundant source in our country, is selected.In this context, it is aimed to remove Cu2+, Cd2+, Pb2+ heavy metals from a synthetic wastewater by using alginate-clinoptilolite (A-C) beads in batch reactors. The best removal efficiencies were obtained by A-C (<100µm) and ratio of 1g/1g. Adsorption equilibrium times for Cu2+ and Cd2+ were 24 hours while it was 8 hours for Pb2+. Adsorption kinetics are determined to compatible with pseudo-second order model. To determine the effect of pH, experiments were performed at pH 3-5 and similar efficiencies were obtained. Adsorption of these metals are matched to Langmuir and Freundlich isotherms with the highest adsorption capacity for Pb+2 as 208 mg/g.