Demir ve mangan kullanılarak modifiye edilmiş klinoptilolit ile sulardan florür giderimi

Abstract

Dünyada pek çok ülkede ve Türkiye’de yeraltı su kaynakları yüksek miktarda florür konsantrasyonu içermektedir. Türkiye’de içme suyu kaynağı olarak kullanılan yeraltı sularındaki florür genellikle doğal kaynaklı olup ülkemizin jeolojik yapısı, kaya ve mineral yapısı ve madencilik faaliyetlerinden ileri gelmektedir. Tez kapsamında adsorpsiyon yöntemi KLP-Na, KLP-Fe, KLPMn, veya KLP-FeMn materyalinin adsorban madde olarak kullanıldığı florür içeren örneklere uygulanmıştır. Deneysel çalışmanın ilk aşamasında sulardan florür gideriminde; temas süresi, pH, KLP-Na, KLP-Fe, KLP-Mn veya KLPFeMn miktarı ve başlangıç florür konsantrasyonu gibi önemli işletme parametrelerinin adsorpsiyon kapasitesi üzerine etkisi belirlenmiştir. KLP-Na, KLP-Fe, KLP-Mn veya KLP-FeMn materyallerinin arıtımdan sonra yeniden kullanılabilirliği araştırılmış olup, desorpsiyon ve rejenerasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda, kesikli adsorpsiyon deneyleri çalkalayıcı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Öncelikle florür giderimi için adsorpsiyon denge zamanı belirleme deneyleri yapılmıştır. Bu amaçla 0,5 g KLPNa, KLP-Fe, KLP-Mn ve KLP-FeMn ay ayrı olarak, 10mg/L çözeltiye ilave edilerek ve çalkalayıcı kullanılarak 150 rpm’de oda sıcaklığında 24 saat boyunca çalkalama işlemi gerçekleştirilmiştir. Çalkalama işleminden önce çözeltinin pH’ı 7 olarak ayarlanmıştır. İlk 5 dk ve 24 saat boyunca çeşitli zaman aralıklarında örnekler toplanmıştır. Toplanan örnekler süspansiyondan katı fazın ayrılmasını sağlayabilmek amacıyla 20 dakika boyunca 3000 rpm hızda santrifüjlenmiştir. Bu şekilde elde edilen örneklerin analizi gerçekleştirilmiştir. Analiz sonucundan da, adsorplanan florür miktarı hesaplamaları yapılmış ve optimum denge zamanı 5 saat olarak belirlenmiştir. Optimum denge zamanı koşullarında, pH, KLP-Na, KLP-Fe, KLP-Mn, KLP-FeMn miktarı ve başlangıç florür konsantrasyonunun etkisi Box-Behnken deneysel tasarım yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Optimum pH 11, optimum adsorban miktarı 1,1 gram olarak belirlenmiştir. Florürün KLP-Fe materyali üzerine adsorpsiyonunun Freundlich izoterm modeline ve yalancı ikinci dereceden kinetik modeline uygun olduğu belirlenmiştir.

In many countries in the world and groundwater sources contain high amounts of fluoride concentration in Turkey. Fluoride in groundwater used as drinking water sources in Turkey is usually sourced natural geological structure of our country, it comes from the structure of rocks and minerals and mining activities. The adsorption method was applied to the samples containing fluoride in which KLP-Na, KLP-Fe, KLP-Mn, or KLP-FeMn were used as adsorbents. In the first stage of the experimental study, fluoride removal from water; The effect of important operating parameters such as contact time, pH, KLP-Na, KLP-Fe, KLP-Mn or KLP-FeMn amount and initial fluoride concentration on the adsorption capacity were determined. The reusability of KLP-Na, KLP-Fe, KLPMn, or KLP-FeMn materials after treatment was investigated and desorption and regeneration studies were performed. In the studies, batch adsorption experiments were carried out using shaker. Firstly, adsorption equilibrium time determination experiments were performed for fluoride removal. For this purpose, 0.5 g of KLPNa, KLP-Fe, KLP-Mn, and KLP-FeMn were added separately to 10mg / L solution and shaken at room temperature at 150 rpm for 24 hours using shaker. The pH of the solution was adjusted to 7 before shaking. Samples were collected at various time intervals for the first 5 min and 24 h. The collected samples were centrifuged at 3000 rpm for 20 minutes to remove the solid phase from the suspension. The samples thus obtained were analyzed. As a result of the analysis, the amount of adsorbed fluoride was calculated and the optimum equilibrium time was determined as 5 hours. The effect of pH, amount of KLP-Na KLP-Fe, KLPMn, KLP-FeMn and initial fluoride concentration under optimum equilibrium time conditions were determined using Box-Behnken experimental design method. Optimum pH 11, optumum adsorbent amount was determined as 1.1 grams. Adsorption of fluoride on KLP-Fe material was found to be suitable for Freundlich isotherm model and pseudo second order kinetic model.