Serbest ve aljinat jeline tutuklanmış saccharomyces cerevisiae mayası ile atık sulardaki ağır metal iyonlarının adsorbsiyonunun incelenmesi

Abstract

İÜ ÖZET Endüsthyel atık suların arıtılmasında mikroorganizmaların ağır metal iyonlarını seçimli olarak alıkoyma özelliklerinden yararlanılarak serbest ve tutuklanmış mikroorganizmalarla krom kurşun ve bakır iyonlarının adsorbsiyonu incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında Tekel Ankara Bira Fabrikasında 3. fermantasyondan elde edilen S. ceravisiae kurutularak krom, kurşun ve bakır iyonlarının adosorbsiyonunda kullanılmıştır. Metallerin adsorblanma miktarlarına ortam pH'ı sıcaklığı ve başlangıç metal derişimlerinin etkileri incelenmiştir. S. cerevisiae'nın krom, kurşun ve bakır için optimum pH değerleri sırasıyla 1.0, 45, 40 olarak bulunmuştur. Metallerin adsorbsiyonu için optimum sıcaklık ise 25°C olarak bulunmuştur. 1 00 ppm başlangıç krom derişiminde maksimum adsorbslyon miktarı 60.8 mg adsorblanan Cr+6/g m.o. 100 ppm başlangıç kurşun derişiminde maksimum adsorbsiyon miktarı, 83.5 mg adsorblanan Pb+2/g rn.o., 100 ppm başlangıç bakır derişiminde maksimum adsorbsiyon miktarı, 11.5 mg adsorblanan Cu+2/g m.o. dır. Çalışmanın ikinci aşamasında tutuklanmış mikroorganizma ile bakır ve krom adsorbsiyonu incelenmiştir, optimum koşullarda adsorbsiyon miktarı krom için 65 mg adsorblanan Cr+6/g m.o ve bakır için 55 mg adsorblanan Cu+2/g m.o oiarak bulunmuştur. Adsorbsiyon çalışmaları sonucunda S cerevisiea'nın sırası ile kurşun, krom ve bakır adsorbsiyonuna uygun olduğu görülmüştür. Adsorbsiyon izotermlerine uygunluk araştırılmış, Langmuir ve Freundlich izotermlerine saf ve tutuklanmış durumlarda uygunluk sağladığı görülmüştür. Çalışmanın üçüncü aşamasında kesikli sistemden elde edilen adsorbsiyon sonuçlarının sürekli sisteme uygulamasıyla bir matematiksel model türetilmiştir. Bu modele göre değişik başlangıç metal derişimlerinde, yapılan izoterm çalışmalarından, denge durumunda elde edilen adsorbsiyon miktarının ve ortamda kalan metalIV derişimlerinin değerlerinden yararlanılarak, başlangıç metal derişimi İle denge derlşimleri arasında bir bağıntı türetilmiştir (Şekil 8.2.). Sürekli sitemde her bir kademe için kütle denkliği yazılmış ve reaktörlere giren ve dengede çıkan metal derişimleri arasında bir genel bağıntı elde edilmiştir. Optimum adsorbsiyon koşullarında krom, kurşun ve bakır iyonları için her bir kademede giren ve dengede çıkan metal derişimleri teorik ve deneysel olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçların bir birine çok yakın olduğu ve adsorbsiyon için Kurulan modelin uygun olduğu görülmüştür (EK-E).

SUMMARY In this study selective adsorption of chromium, lead and cupper Dy free andMmmobilized microorganisms for industrial waste-water treatment was investicated. In the first step of the study, S. cerevisiae obtained from third fermentation in Tekel Ankara beer company, was dried and used for the adsorbance ion chromium, lead and cupper adsorption. The effect of enviromental pH, temperature and initial metal concentration on adsorption capasity were studied. The optimum pH values, in the existance of 5. cerevisiae were determined as 1.0, 4.5 and 40 for chromium, leed and cupper respectively. For all ions the optimum temperature was spesified as 25 °C. The maximum adsorption capasities were measured as 60.8 mg ads. Cr+6/g dried m.o., 83.5 mg ads Pb+2/g dried m.o. and 1 1.5 mg ads Cu+2/g dried m.o. At 100 ppm of each initial ions concentration. In the second step of the study the adsorption of chromium and cupper by immobilized microorganisms was examined. The adsorption capasities at optimum conditions were determined as 65 mg ads Cr+6/g dried m.o. and 55 mg ads Cu+2/g dried m.o. for chromium and cupper respectively. The results indicated that S. cerevisiae Ms appropriate for lead, chromium and cupper adsorption. The adsorption kinetics for free and immobilized microorganisms obeyed Langmuir and FreundJich isoterms. In the third step of the study a mathematical model was derived by applying the batch system data on continious adsorption system. A mathematical relation was obtained between the initial metal concentration and equlibrium concentration by using the equlibrium adsorption capasity and equlibrium concentration data obtained from equiibrium isoterms. The uses balances for each stageVI were written and relation between inlet and outlet concentrations were obtained. The inlet and outlet concentration of metal ions for each stage were calculated theoretically and experimentally at optimal adsorption conditions. The results indicated that; mathematical model was consistent with experimental data.