Doğal ve işleme tabi tutulmuş adsorbentler ile atık sulardan ağır metal giderimi

Abstract

Bu çalışmada kurşun (Pb2+) iyonlarının çay fabrikası atığı ve mangan (Mn2+) iyonlarının meşe palamudu atığı ile biyosorpsiyonları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Başlangıç pH'sı, başlangıç metal iyonu konsantrasyonu, biyosorbent konsantrasyonu, karıştırma hızı, partikül boyutu ve sıcaklığın biyosorpsiyon verimine etkisi incelenmiş ve biyosorpsiyon verilerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon modellerine uygunluğu araştırılmıştır. Kinetik çalışmalarla elde edilen verilerin yalancı birinci derece ve yalancı ikinci derece kinetik modellerine uygunluğu incelenmiştir.Biyosorpsiyon çalışmaları kesikli sistemde yürütülmüş ve denemeler oda sıcaklığında (25oC) yapılmıştır. Belirli zaman aralıklarında (1-60 dak.) örnekler alınarak çözeltide kalan Pb2+ ve Mn2+ iyonları atomik absorpsiyon spektrofotometresi kullanılarak analiz edilmiştir. Deneylerde çözeltilerin kendi pH'larının optimum giderim koşullarını sağladığı tespit edilmiş ve adsopsiyon her iki çözelti için de yaklaşık 15 dakikada dengeye ulaşmıştır. En yüksek giderim verimleri, her iki çözelti için 200 rpm karıştırma hızında, Pb2+ iyonları için 7 g/L biyosorbent ilavesiyle %94,07 ve Mn2+ iyonları için 5 g/L biyosorbent ilavesiyle %66,67 olarak bulunmuştur. Metallerin başlangıç konsantrasyonlarının artması ile biyokütlenin kuru birim ağırlığı başına adsorplanan metal miktarları artmıştır.Deneysel veriler her iki metal için de Freundlich modeliyle uygunluk göstermiştir. Kinetik çalışması sonucunda Pb2+ ve Mn2+ iyonlarının her ikisinin de biyosorpsiyonunun yalancı ikinci derece kinetik hız ifadesine uyum sağladığı görülmüştür. Ayrıca biyosorbentler H2SO4 ve NaOH kullanılarak aktifleştirilmiş ve aktifleştirme sonrası optimum şartlardaki verimler Pb2+ iyonları için %94,07'den %97,73'e, Mn2+ iyonları için ise %66,67'den %99,97'ye yükselmiştir.

In this study the biosorption of Pb2+ on tea factory waste and Mn2+ ions onto waste acorn of oak-tree were investigated. The effects of initial pH, initial metal ion concentration, biomass concentration, stirring speed, particulate size and temperature on biosorption efficiency were conducted and the convenience of the experimental biosorption data to the adsorption isotherms of Freundlich and Langmuir were searched. Kinetic studies were conducted and experimental data to the kinetic modeling of Pseudo first and Pseudo second order were investigated.The biosorption studies were carried out in a batch system and the experiments were conducted at room temperature (25oC). The samples were taken at certain time intervals (1-60 dak.) and unadsorbed Pb2+ and Mn2+ ions in the supernatant were determined by using atomic absorption spectrophotometer. In the experiments, the conditions of optimum heavy metal removal for Pb2+ and Mn2+ ions were determined as the solution pH?s. The equilibrium time was reached at about 15 minutes. The highest efficiencies of biosorptions were obtained as 94,07% and 66,67% for Pb2+ and Mn2+, respectively with adding 7 g and 5 g of biosorbent at 200 rpm. The adsorbed metal ion per unit mass of dried biomass increased with increasing initial metal ion concentrations.The experimental data well fitted with Freundlich model for both Pb2+ and Mn2+ biosorption. The kinetic data were in good agreement with Pseudo second order kinetic modeling for both Pb2+ and Mn2+ ions. Additionally the biomasses were activated by H2SO4 and NaOH and after the activating processes the efficiencies on optimum conditions were increased for Pb2+ ions from 94,07% to 97,73% and for Mn2+ ions from 66,67% to 99,97%.