Yeni bir gıda atığı kullanarak sulu çözeltiden biyosorpsiyon metoduyla bazı kirliliklerin giderimi

Abstract

Bu çalışmada, biyosorpsiyon alanında yapılmış çalışmalara katkı sağlamak amaçlanmıştır. Bu amaçla, yeni bir alternatif olarak yeşil nohut kabuğu (YNK) ile sulu çözeltiden kurşun (Pb+2) ağır metali ve diklofenak sodyum (DCF) ilaç etken maddesinin biyosorpsiyon yöntemi ile gideriminde gerekli koşullar belirlenerek sıcaklığa bağlı kinetik ve izoterm çalışmaları yapılmıştır.Kurşun (Pb+2) iyonunun yeşil nohut kabuğu ile biyosorpsiyonunda, optimum koşullar Pb+2 iyon derişimi 300 ppm, sıcaklık 40 oC, karıştırma hızı 120 rpm, biyosorbent dozu 0.1 g/L olarak saptanmıştır. Diklofenak sodyum bileşiğinin yeşil nohut kabuğu ile biyosorpsiyonunda ise, başlangıç derişimi 300 ppm, sıcaklık 45 oC, karıştırma hızı 120 rpm, biyosorbent dozu 0.1 g/L olarak belirlenmiştir. Çalışmalar sonucunda elde edilen kinetik veriler, yalancı birinci , yalancı ikinci ve parçacık içi difüzyon kinetik modellerinde değerlendirilerek kinetik parametreleri ve korelasyon katsayıları hesaplanmıştır. Korelasyon katsayılarının büyüklüğünden kinetik model tespiti yapılmıştır. İzoterm verileri ise Langmuir ve Freundlich izoterm modellerinde değerlendirilmiştir. Ayrıca termodinamik parametreler de (ΔHº, ΔSº ve ΔGº) hesaplanmıştır.Çalışmada, yeşil nohut kabuğu ile diklofenak sodyum ve kurşun biyosorpsiyonunun yalancı birinci dereceden kinetik modeline uygun olduğu belirlenmiş ve biyosorpsiyon hızının parçacık içi difüzyon ile birlikte film difüzyonu tarafından kontrol edildiği görülmüştür. Elde edilen izoterm verilerinden ise biyosorpsiyonun Langmuir izotermine uygun olarak gerçekleştiği belirlenmiştir ve maksimum biyosorpsiyon kapasitesi Pb+2 iyonu ve DCF bileşiği için sırası ile 30.8 mg/g ve 15.5 mg/g olarak bulunmuştur.Ayrıca biyosorbentin tekrar kullanılabilirliğini araştırmak için çeşitli desorbentler ile desorpsiyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Bu deneysel çalışmalar ışığında sulu çözeltiden kurşun ve DCF gideriminde yeşil nohut kabuklarının düşük maliyetli yeni bir alternatif olarak kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.Anahtar Kelimeler: Yeşil nohut kabuğu, biyosorpsiyon, diklofeneksodyum, kurşun, izoterm, kinetik, desorpsiyon.

This work aims to contribute researchs that has been focused on biosorption. Therefore, to cleanse aqueous solution in terms of Pb+2 and diclofenac sodium with using of green chickpea shells. Necessary optimum conditions are identified, kinetic and isoterm studies made in dependent temperature conditions. Biosorption of Pb+2 and green chickpea shell, optimum point observed as, Pb+2 ion concentration 300 ppm, temperature 40 celcius degree, stirring speed 120 rpm, biosorbent dosage 0.1 g/L. On the other hand, biosorption of diclofenac sodium and green chickpea shell, optimum initial point observed as, ion concentration 300 ppm, temperature 45 celcius degree, stirring speed 120 rpm, biosorbent dosage 0.1 g/L.As a result of these studies, obtained kinetic datas used for pseudo first order, pseudo second order, intra-particle diffusion model, speed parameters and correlation coefficients calculated. According to value of correlation coefficients, kinetic model detected. Isotherm datas used for Langmuir and Freundlich model examples. On the other hand, termodynamic parameters (ΔHº, ΔSº and ΔGº) have been calculated.In this study, biosorption of green chickpea shell and Pb+ and diclofenac sodium, two of them are observed as pseudo first order kinetic model studies. The other observation is, speed of biosorption is controlled by intra-particle diffusion and film diffusion. According to isoterm results, this biosorption were well described by Langmuir equilibrium isotherm equation and maximum biosorption capacities for Pb+2 and diclofenac sodium is respectively, 30.8 mg/g and 15.5 mg/g.Furthermore, to research reusing of biosorbent, desorption of biosorbent and some desorbents with examined. In the light of these experimental studies, cleanse aqueous solution in terms of Pb+2 and diclofenac sodium, green chickpea shells can be using as an alternative way with its low cost.Keywords: Green chickpea shells, biosorption, diclofenac sodium, lead, isotherm, kinetic, desorption.