Sabit ve akışkan yataklı kolon reaktörlerde doğal kil mineralleri kullanılarak amonyağın giderilmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada Eskişehir - Sivrihisar sepiyolit ve Manisa - Gördes klinoptilolit cevherlerinin kolon reaktörlerde ham ve atık sulardan amonyağı giderme ve rejenerasyon özellikleri incelenmiştir. Sepiyolit ve klinoptilolit numuneleri boyutlandırma işlemine tabi tutulmuş ve yapılan bütün deneylerde -2 + 1.2 mm boyut grubu kullanılmıştır. Deneylerde kullanılan amonyaklı su; musluk suyu ve NH4CI kullanılarak sentetik olarak hazırlanmıştır. Sepiyolitle yapılan deneylerde sabit yataklı ve su ile oluşturulan akışkan yataklı kolon reaktörler kullanılarak bunların amonyak adsorpsiyonuna etkisi incelenmiştir. Sepiyolitin rejenerasyonu için yapılan deneylerde kolon yöntemi, rejenerasyon çözeltisinin pH'sı, içerdiği tuz tipi ve miktarı gibi parametrelerin rejenerasyon verimine etkisi araştırılmıştır. Rejenerasyon deneylerinde pH değişiminin, MgCİ2 ile yapılan deneylerde pek fazla bir etkisinin olmadığı, ancak NaCl ile yapılan deneylerde iyon değişiminin pH 'nın yükselmesi ile arttığı tespit edilmiştir. 1 N HC1 kullanılarak yapılan rejenerasyon deneyinde iyon değişiminden çok HC1 'nin sepiyolitin yüzey alanında yaptığı iyileştirmeden dolayı amonyağı adsorplama kapasitesinin arttığı düşünülmektedir. En uygun rejenerasyon şartlarının pH 11.5 ve 30 g / İt NaCl tuz konsantrasyonunda sabit yatakta sağlandığı tesbit edilmiştir. Klinoptilolit ile yapılan deneylerde sabit yataklı, su ile oluşturulan akışkan yataklı, su ve hava ile oluşturulan akışkan yataklı kolon reaktörlerin amonyaklı sulardan amonyağın giderilmesine olan etkisi incelenmiştir. Su ve hava ile oluşturulan akışkan yataklı kolon reaktörlerde klinoptilolitin azot gazın tuttuğu, bu yüzden azot gazı ile amonyak arasında meydana gelen rekabet sonucunda zeolitin amonyağı adsorplama kapasitesi sabit yatağa göre düşmekte olduğu ancak su ile oluşturulan akışkan yatağa göre daha iyi amonyak giderimi sergilediği tesbit edilmiştir. Rejenerasyon çözeltisinin tekrar kullanılmasına yönelik yapılan amonyak sıyırma deneylerinde, açık ve kapalı devreli sıyırma prosesleri incelenmiş, kapalı devreli proseste 30 mg/lt olan başlangıç NH3 konsantrasyonu 14 mg/lt seviyelerine düşürülmüştür. Genel olarak bakıldığında amonyak adsorpsiyonu açısından klinoptilolitin, sepiyolitle karşılaştırıldığında yaklaşık 7 kat daha iyi bir adsorban olduğu sonucuna varılmıştır.

SUMMARY In this study, on column reactors, the ammonium removal from waste waters and regeneration properties of Eskişehir - Sivrihisar sepiolite and Manisa - Gördes clinoptilolite were investigated. Sepiolite and clinoptilolite samples were classified and -2+1.2 mm size group was used in all experiments. The waste water used in the experiments was prepared using NH4CI in tap water. In the experiments generated using sepiolite, the effect of fixed bed and water supported fluidized bed column reactors on ammonium adsorption was investigated. In regeneration experiments, the effect of column type, pH, the type and quantity of salt used, on regeneration efficiency was investigated. In the experiments used MgCl2 as salt, pH had no effect on the efficiency but had when NaCl was used. HC1 had effect on the efficiency but it was probably caused by the change it made on sepiolite's surface area. Optimum regeneration conditions were obtained at pH 11.5, 30 g / 1 NaCl and fixed bed. In the experiments generated by using clinoptilolite, the effect of fixed bed, water supported fluidized bed, air and water supported fluidized bed columns, on the removal of ammonium from waste waters was investigated. In the air and water supported fluidized bed column experiments, in addition to NH3, N2 gas was present in the system caused by the air used, so there had become an adsorption decrease for NH3, because the adsortion capacity of clinoptilolite was shared between NH3 and N2. Best results were obtained by fixed bed column. In the experiments generated for recycling the regeneration solution, open and closed circuit ammonium stripping processes were used. Initial concentration 30 mg / 1 NH3 was lowered to 14 mg / 1 NH3 in closed circuit ammonium stripping process. Clinoptilolite was found to be a superior adsorbent for ammonia compared to sepiolite.