HEAVY METALS REMOVAL FROM WASTEWATERS BY USİNG COAL WASHERY WASTES

Year 2019, Volume: 8 Issue: 1, 326 - 335, 28.01.2019

Ünzile Yenial , Gülay Bulut

https://doi.org/10.28948/ngumuh.517133

Abstract

  In this study, the heavy metal containing
waste waters problem is solved with fine coal wastes produced from coal washing
plants. Coal washery wastes have adsorptive properties due to their clayey and
carbonaceous structure. The adsorption of Pb, Zn, Cu and Cd metals in waste
water onto coal washery waste is investigated by pH, contact time and initial
concentration parameters. Besides, precipitation tests were carried out to
determine the metal removal mechanism is either precipitation or adsorption depending
on pH. Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich models have been
applied as the adsorption isotherms, Langmuir and Freundlich have been found to
give the best correlations. It is found that adsorption mechanism is
physisorption and the Gibbs energy reaction is spontaneous. As a result of this
study, the tailings of the coal preparation plants could be employed as an
efficient adsorbent for removal of metal ions from wastewater.

Keywords

coal, waste, wastewater, metal, adsorption, precipitation, langmuir, freundlich

ATIK SULARDAN AĞIR METALLERİN KÖMÜR YIKAMA ATIKLARI KULLANILARAK UZAKLAŞTIRILMASI

Abstract

   Bu çalışmada ağır metal içeren endüstriyel
atık su sorununa kömür yıkama tesislerinden çıkan ince boyutlu kömür atıkları
kullanılarak çözüm bulunmaya çalışılmıştır. Kömür yıkama atıkları içeriğindeki
killi ve karbonlu yapıdan dolayı adsorptif özellikleri bulunmaktadır. Atık
suların içerisinde bulunan Pb, Zn, Cu ve Cd metallerinin kömür yıkama
atıklarına adsorpsiyonu, pH, temas süresi ve başlangıç konsantrasyon
parametreleri ile araştırılmıştır. Ayrıca metallerin hangi mekanizması ile
giderildiğinin belirlenmesi amacıyla adsorpsiyon deneylerine paralel çöktürme
deneyleri yapılmıştır. Adsorpsiyon izotermlerinden Langmuir, Freundlich, Temkin
ve Dubinin-Radushkevich modelleri uygulanmış, bunlardan Langmuir ve Freundlich
iyi sonuç verdiği bulunmuştur. Adsorpsiyonun fiziksel olduğu ve hesaplanan
Gibss serbest enerjisine göre kendiliğinden geliştiği bulunmuştur. Bu çalışma
ile kömür hazırlama tesislerinden üretilen yıkama atıklarının atık sulardan
ağır metal uzaklaştırılmasında kullanılabilecek etkili bir adsorbent olduğu
belirlenmiştir.  

Keywords

kömür, atık, atıksu, metal, adsorpsiyon, çöktürme, langmuir, freundlich

References

• [1] LOTTERMOSER, B.G. “Mine Wastes Characterization, Treatment and Environmental Impacts” Third Edition, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, ISBN 978-3-642-12418-1, 2010.
• [2] SHEN H., FORSSBERG. E. “An overview of recovery of metals from slags”, Waste Management 23, 933–949, 2003.
• [3] ECKENFELDER, W.W.JR. “Industrial Water Pollution Control”, Second Edition, McGraw-Hill International Editions, 1989
• [4] JUANG, R.S. WU, F.C., TSENG R.L. “The Ability of Activated Clay for the Adsorption of Dyes from Aqueous Solutions” Environmental Technology, 18:5, 25-531, 1997.
• [5] ALYÜZ, B., VELİ, S. “Low-Cost Adsorbans Used In Heavy Metal Contaminated Waste Water Treatment”, Journal of Engineering and Natural Sciences 3, 94-105, 2005.
• [6] BABEL S., KURNİAWAN T.A. “Low- cost adsorbents for heavy metal uptake from contaminated water”, Journal of Hazardous Material, 9, 219-243, 2003.
• [7] YENIAL, Ü., BULUT, G. “Utilization of mineral wastes for wastewater treatment”, Proceedings of XVI Balkan Mineral Processing Congress 979-986, Belgrade Serbia, June 17-19, 2015.
• [8] NAMLI S., YENİAL, Ü., BULUT, G. “Arsenic Removal by Aluminium Industry Waste”, IWA 6th Eastern European Young Water Professionals Conference "East meets West" 926-933, Istanbul, Turkey 28 - 30 May 2014, .
• [9] BULUT, G., YENİAL, Ü., EMIROĞLU E., SIRKECI, A.A. “Arsenic Removal from Aqueous Solution Using Pyrite”, Journal of Cleaner Production, 84, 526-532, 2014.
• [10] http://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Sayfalar/Komur (erişim tarihi: 11.08.2017)
• [11] ATEŞOK, G., “Kömür Hazırlama Ve Teknolojisi”. Yurt Madenciliği Geliştirme Vakfı Yayınları ISBN NO: 975-7946-22-2, 2004.
• [12] ARPA, Ç., BAŞYILMAZ, E., BEKTAŞ, S., GENÇ, Ö., YÜRÜM Y., “Cation exchange properties of low rank Turkish coals: removal of Hg, Cd and Pb from waste water”, Fuel Processing Technology, 68, 2, 111-120, 2000.
• [13] UÇURUM, M., “Lavvar Tesisi Besleme Malı, Ara Ürün ve Atığının Ağır Metallerin Uzaklaştırılmasında Adsorbent Olarak Kullanımı” Madencilik, 47, 3, 43-48, 2008.
• [14] LANGMUIR, I., “The constitution and fundamental properties of solids and liquids. Part I. Solids”, J. Am. Chem. Soc. 38 2221–2295, 1916.
• [15] FREUNDLICH, H., “Over the adsorption in solution”, Z. Phys. Chem. 57 385–470, 1906.
• [16] DUBININ, M.M., RADUSHKEVICH, L.V., “Proc. Acad. Sci”. USSR 55 331–333, 1947.
• [17] TEMKIN, M.I., PYZHEV, V., “Kinetics of ammonia synthesis on promoted iron catalysts”, Acta Physicochimica USSR 12, 327–356, 1940.
• [18] WEBBER, T.W., CHAKKRAVORTI, R.K., “Pore and Solid Diffusion Models For Fixed-Bed Adsorbers”. Alche Journal 20, 228–238, 1974.
• [19] ANASTOPOULOS, I., KYZA, G.Z. “Are the thermodynamic parameters correctly estimated in liquid-phase adsorption phenomena?”, Journal of Molecular Liquids 218 174– 185, 2016.
• [20] CHANG, R., “Chemistry”, Fifth Edition, McGraw-Hill, USA, 736-758, 1994.