Removal of phenol from industrial waste waters using lignitic coals

Abstract

oz Soma ve Yatağan / Türkiye 'den elde edilen linyit kömürlerinin fenol adsorblama kapasitesi, katı-sıvı oranı, reaksiyon süresi, başlangıç fenol konsantrasyonu ve sıcaklık gibi farklı koşullar altmda araştırılmıştır. Yapılan kesikli deney çalışmalarına dayanılarak, fenolün, kömür tarafından, adsorpsiyon süresi ve katı-svı oranına bağlı olarak tamamen adsorblandığı görülmüştür. Bu sonuçlardan, zaman eksenindeki ve değişik katı-sıvı oranlarındaki maksimum adsorbsiyon değerleri kullanılmış ve kömür yüzeylerinin fenol alıcı adsorbsiyon kısımları oranlan, sırasıyla, Soma ve Yatağan kömürleri için % 60 ve % 43 olarak hesaplanmıştır. Freundlich adsorbsiyon izoterminin, linyit kömürü üzerine fenol adsorbsiyonu sistemini iyi temsil ettiği bulunmuştur. Langmuir model, büyük ihtimalle tek tabaka varsayımına dayandığı için, sistemi Freundlich modeli kadar iyi temsil etmemiştir. Aktivasyon enerjisi ve maksimum adsorbsiyon ısısı, değişik sıcaklıklarda, Arrhenious ve Van't Hoff denklemleri kullanılarak, sırasıyla, 10.3 ve -20.2 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Düşük enerji değerleri, bu linyit kömürleri üzerine fenol adsorbsiyonunun fiziksel etkileşim ile olduğunu işaret etmiştir. Bu bulgulara dayanarak, linyit üzerine fenol adsorbsiyonu mekanizması tartışılmıştır. Temel elementler ve ağır metaller açısından, adsorbsiyonu takip eden atıksu kalitesi, atıksular için belirlenmiş kabul edilir limitler arasındadır. Kömürden çözünen organik maddeler de ihmal edilebilir derecededir. Ağır metallerin (Cu, Zn vs.), bir bileşen olarak suda bulunmasının, aynı zamanda fenol uzaklaştırılmasını % 10-20 oranında etkilediği bulunmuştur.

ABSTRACT Phenol adsorption capacity of lignitic coals which were obtained from Soma and Yatağan / Turkey was investigated under different operational conditions such as solid - liquid ratio (S/L), reaction time, initial phenol concentration and temperature. Based on batch adsorption studies, it was observed that the phenol was completely adsorbed by coal depending on time of adsorption and the S/L ratio. From these results, the maximum adsorption values on the time axis at various S/L ratios were used and the fractions of phenol receptive adsorption sites on coal surfaces were calculated as 60 % and 43 % for Soma and Yatağan coals, respectively. Freundlich adsorption isotherm was found to describe the adsorption of phenol on lignitic coals well. The Langmuir model did not describe the system as good as Freundlich model most probably due to the monolayer coverage assumption on this model. Activation energy and the maximum heat of adsorption calculated using adsorption data at different temperatures by the Arrhenious and Van't Hoff equations were 10.3 and -20.2 kJ/mol, respectively. The low energies suggest that the adsorption of phenol on these lignitic coals were through physical interactions. An adsorption mechanism of phenol on lignite was discussed based on these findings. Residual water quality following adsorption in terms of major elements and heavy metals was within acceptable limits defined for wastewaters. The amount of organic matters dissolved from coals were also negligable. The presence of heavy metals as Cu, Zn etc. in water as a contaminant was also found to affect the removal of phenol by about 10-20 %. IV