BASIC BLUE 41 BOYAR MADDESININ ELMA KABUĞUNDAN ELDE EDILEN AKTIF KARBON ILE ADSORPLANABILIRLIĞININ MATEMATIKSEL OLARAK MODELLENMESI

Abstract

Basic Blue 41, tekstil endüstrisinde boyar madde olarak kullanılır. Boyar maddelerin bazıları doğal kökenli olmakla birlikte, bunların çoğu sentetiktir. Atık su arıtma tesislerinde işlem boyunca değişmeden kalan boyar maddeler toksik etkilere sahiptir. Tekstil atık sularının toksik olması, hem insan sağlığı hem de çevre açısından zararlı olduğu için arıtılması gerekmektedir. Bu çalışmada, elma kabuğundan elde edilen aktif karbon ile sulu ortamdan adsorbe edilen basic blue 41 boyar madde miktarının matematiksel olarak modellenmesi amaçlandı. Aktif karbon elde etmek için elma kabuğu, 2 mm'lik parçalar halinde ön işleme tabi tutulduktan sonra ZnCl2 ile kimyasal olarak aktive edildi. Farklı sıcaklıklarda (25, 35, 45 oC) ve konsantrasyonlarda (85, 100, 125 ppm) adsorbe edilen madde miktarı belirlendi. Adsorplanan boyar madde miktarını tahmin etmede doğrusal modele ek olarak 4 farklı doğrusal olmayan model (logaritmik, kuadratik, kübik, lojistik) kullanılarak en uygun model belirlendi. Hesaplamalarda istatistiksel anlamlılık düzeyi p<0.05 olarak alındı ve hesaplamalar için SPSS (ver: 22.0) istatistik paket programı kullanıldı. Bu çalışma ile atık sulardan basic blue 41 boyar maddesinin gideriminde hem elma kabuğunun diğer adsorbanlar kadar iyi bir adsorban olduğu hem de adsorplanan madde miktarını tahmin etmek için en iyi modelin, %96 ile %99 arasında değişen R2 değerleri ile kübik model olduğu söylenebilir.

Keywords

• Adsorpsiyon
• aktif karbon
• boyar madde
• matematiksel modelleme

MATHEMATICAL MODELING of BASIC BLUE 41 DYESTUFF with ADSORBABILITY of ACTIVATED CARBON OBTAINED from APPLE PEEL

Abstract

Basic blue 41 is used in textile industry as dyestuff. Some of the dyestuffs are of natural origin, but most of them are synthetic. Dyestuffs which remain unchanged throughout the process in the wastewater treatment plants have toxic effects. Textile wastewater should be toxic, and it should be purifyed because it is harmful to both human health and the environment. In this study, it was aimed to mathematically model the amount of basic blue 41 dye substances from the aqueous environment with activated carbon obtained from apple peel. The apple peel was chemically activated with ZnCl2 after being pretreated in 2 mm pieces to obtain activated carbon. The amount of substance adsorbed at different temperatures (25, 35, 45 oC) and concentrations (85, 100, 125 ppm) was determined. In addition to the linear model, the most suitable model was determined by using 4 different nonlinear models (logarithmic, quadratic, cubic, logistic) in estimating the amount of adsorbed dyestuff. In calculations, statistical significance level was taken as p <0.05 and SPSS (ver: 22.0) statistical package program was used for calculations. This study shows that the apple blue peel is as good as other adsorbents in the removal of basic blue 41 dye from wastewater, and the best model for estimating the amount of adsorbed substance is the cubic model with R2 values ranging from 96% to 99%.

Keywords

• Activated carbon
• adsorption
• dyestuff
• Mathematical modeling

References

1. [1] Eser, E., (2013), Van Elması Atıklarından Aktf Karbon Eldesi ve Tekstil Boyalarının Adsorpsiyonunda Kullanılması. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Yüksek lisans tezi (basılmış)
2. [2] Özcan, Y., Ulusoy, E., (1978), Tekstil Elyaf ve Boyama Tekniği. İstanbul Üniversitesi Yayınları, 2557 (39): 371-376.
3. [3] Başer, İ., İnanıcı, Y., (1990), Boyarmadde Kimyası.Marmara Üniversitesi Yayınları, 47.
4. [4] Savcı, S., (2005), Basic blue 41 boyar maddesinin canlı ve inaktif sucul bitki Myrıophyllum Spıcatum tarafından Adsorplanabilirliğinin İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
5. [5] Işık, M., Sponza, D., (2001), Tekstil Atıksularının Oluşumu, Karakterizasyonu ve Arıtım Yöntemleri. IV. Ulusal Ekoloji ve Çevre Kongresi, 5-8 Ekim 2001, Bodrum.
6. [6] Correıa,V.M., Stephenson, T., Judd ,S.J., (1994), Characterization of Textile Wastewaters a review. Environmental Technology,15: 917- 929.
7. [7] Al-Qudah ,Z., (2000), Adsorption of Dyes Using Shale OilAsh. Water Research, 34 (3): 4295-4303.
8. [8] Doğan, A., (1989), Bir Pamuklu Tekstil Fabrikası Atık suyunun Adsorpsiyon Yöntemiyle Arıtılabilirliğinin İncelenmesi. Anadolu Üniversitesi, Yüksek lisans tezi(basılmamış).

9. [9] Küçükgül,E.Y., (2004), Ticari Aktif Karbon Üretimi ve Özelliklerinin Belirlenmesi. DEÜ Fen ve Mühendislik Dergisi, 6 (3): 41-56.
10. [10] Demir, E., Yalçın, H., (2014), Adsorbentler: Sınıflandırma, Özellikler, Kullanım ve Öngörüler. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 7 (2):70-79.
11. [11] Arı ,A., Önder, H., (2013), Farklı Veri Yapılarında Kullanılabilecek Regresyon Yöntemleri. Anadolu Tarım Bilim Dergisi, 28(3):168-174.
12. [12] Hamzaoğlu, S., (2013), Çoklu Regresyon Yöntemlerinde Güç Analizi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek lisans tezi, Samsun.
13. [13] Demirelli, H., (2018), Bölgeler arası boşanma nedenlerinin incelenmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Elazığ.
14. [14] Spiegel, M.R., Stephens, L.J.,(2018), Statistics, Sixth Edition. United States: McGraw-Hill Education, p.578.
15. [15] Muslu, N., Makaracı, Ö., İmamoğlu, M., (2015), Fındık Çotanağı ile Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinde Adsorpsiyonu. ISITES Valencia -Spain, 1931-1937.
16. [16] Balcı, B., (2007), Atıksulardan tekstil boyar maddelerinin sürekli ve kesikli sistemlerde ağaç kabuğu (Eucalyptus camaldulensis) kullanılarak adsorpsiyon ile giderilmesi. Çukurova Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
17. [17] Kul, A.R., Keskin, S., Demir, C., Alkan, S., (2018), Statistical Modeling of Cobalt Adsorption on Van Pumice. Eurasian Journal of Analytical Chemistry, 13(2):em09.
18. [18] Demir, C., Yıldız, H., Kul A. R., Keskin, S.,(2019), Modeling of Neutral Red Adsorption on Apple Peel Based Activated Carbon. Asian Journal of Environment & Ecology, 11(2): 1-10.