Atıksulardaki fenol ve monoklorofenollerin değişik adsorbent ve biyosorbentler üzerine adsorbsiyonunun karşılaştırmalı olarak incelenmesi

Abstract

ÖZET Atıksularda önemli kirlilik problemleri oluşturan fenol ve substitüe fenollerden o- klorofenol ve p-klorofenol' ün üç farklı adsorbent/ biyosorbent üzerine adsorpsiyonu kesikli karıştırmalı kapta karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Kullanılan adsorbentler aktif karbon ve kendisi de bir termik santral atığı olan uçucu kül, biyosorbent ise kurutulmuş aktif çamurdur. Çalışmaların ilk aşamasında herbir kirleticinin herbir adsorbent/ biyosorbent türüne maksimum adsorplandığı optimum pH değeri belirlenmiştir. Fenol, o-klorofenol ve p-klorofenolün aktif karbona adsorpsiyonunda optimum pH değerleri sırasıyla 8, 1 ve 6 olarak belirlenmiştir. Uçucu külün ve kurutulmuş aktif çamurun adsorbent/ biyosorbent olarak kullanıldığı çalışmalarda ise bu değerler her kirletici türü için aynı ve pH: 1 olarak bulunmuştur. Çalışmaların daha sonraki aşamasında, bulunan optimum pH değerlerinde, başlangıç kirletici derişimi 25-500 mg/1 aralığında değiştirilerek, her kirletici ve adsorbent/ biyosorbent türü için, başlangıç kirletici derişiminin adsorpsiyon hızı ve verimliliği üzerine etkisi araştırılmıştır. Ayrıca aktif karbona fenol adsorpsiyonunda başlangıç adsorbent derişiminin adsorpsiyon hız ve verimliliği üzerine etkisi de incelenerek, adsorbent derişimindeki değişimin arıtıma etkisi, prosesin tek kademeli bir denge kademesi olduğu kabulüyle matematiksel modellenmiştir. Adsorbent boyutunun adsorpsiyon hız ve verimliliği üzerine etkisini araştırmak amacıyla fenolün uçucu küle adsorpsiyonu 0.090 mm ve 0.074 mm elek aralığındaki uçucu kül örnekleri ile incelenmiş ve uçucu kül boyutu azaldıkça, adsorpsiyon hızının arttığı gözlenmiştirÇalışmaların son kısmında her kirletici ve adsorbent/ biosorbent türü için Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermleri elde edilmiş ve bu izotermlerden yararlanarak adsorpsiyon sabitleri saptanmış ve karşılaştırılmıştır. Adsorpsiyon hızı ve kapasitesi açısından adsorbent/ biyosorbentler karşılaştırıldığında, aktif karbon ve kurutulmuş aktif çamurun uçucu küle nazaran çok daha hızlı ve yüksek kapasitede adsorpsiyon gerçekleştirdiği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Fenol/ o-klorofenol/ p-klorofenol kirliliği içeren atık sular, aktif karbon/ uçucu kül/ kurutulmuş aktif çamur, adsorpsiyon, adsorbent/biyosorbent, kesikli karıştırmalı kap

vi ABSTRACT The adsorption of phenol and substituted phenols caused important pollution problems in waste waters, on three different adsorbents/ biosorbents was comparatively investigated in a batch stirred tank. The used adsorbents were activated carbon and fly ash which is also a waste of power plant, and the used biosorbent was dried activated sludge. At the first stage of the studies performed, optimum pH value at which each pollutant was adsorbed to each adsorbent/ biosorbent was determined. In the adsorption of phenol, o-chlorophenol and p-chlorophenol to activated carbon, optimum pH values were determined as 8, 1 and 6, respectively. When fly ash and dried activated sludge used as the adsorbent/ biosorbent, optimum pH value of each pollutant was found as the same and pH: 1. After determining the optimum pH value, the effect of initial pollutant concentration on the adsorption rate was investigated by changing the initial pollutant concentration from 25 mg/1 to 500 mg/1 for each pollutant and adsorbent/ biosorbent. In the studies of phenol adsorption on the activated carbon, the effect of adsorbent concentration on the phenol adsorption rate and yield was also investigated. Assuming that the adsorption was a single stage equilibrium process, the effect of the adsorbent concentration on the treatment was mathematically modelled. The effect of particle diameter on the phenol adsorption rate and yield was also investigated with the fly ash particles in 0.090 mm and 0.074 mm mesh intervals and it was observed that the decreasing in particle diameter increased the adsorption rate and yield.vîi In the last part of the studies, the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms for each pollutant and each adsorbent/ biosorbent were obtained and the adsorption constants were determined by evaluating these isotherms. When the adsorbents/ biosorbent were compared with respect to the adsorption rates and yields, activated carbon and dried activated sludge were found having much more higher adsorption capacities than that of the fly ash. Key words: Phenol/ o-chlorophenol/ p-chlorophenol containing waste waters, activated carbon/ fly ashl/ dried activated sludge, adsorption, adsorbent/biosorbent, batch stirred tank.