Selüloz Bazlı Adsorbentin Atıksu Arıtımında İncelenmesi

Yıl 2019, Cilt: 9 Sayı: 2, 295 - 304, 01.06.2019

Jülide Yener Dibek

Öz

Renkli atık sular hem boya üretiminde hem de boya kullanılan pek çok endüstride proses atığı olarak karşımıza çıkmaktadır. Boyarmaddeler oldukça geniş uygulama alanına sahiptir ve insan vücudu için bazı zararlı etkilere neden olabilmektedir. Atıksulardan boyarmadde uzaklaştırılması farklı boya türlerinin incelenmesi açısından geniş bir önem kazanmaktadır. Çalışmada yeni bir süper adsorbent olan bakteriyel selüloz graft akrilik asit BS-g-AA üretimi için kullanılması planlanan laboratuvar ortamında üretilen bakteriyel selülozun BS sulu çözeltiden boyarmadde uzaklaştırılmasının incelenmesi amaçlanmıştır. Yapıyı oluşturan bakteriyel selüloz BC şerit benzeri bir yapıya sahip mikrofibrillerden oluşur . Kalınlığı bitkisel selülozdan 100 kat daha küçüktür 0,1 10-6 m ve 10. 10-6 m . Ayrıca mikrofibriller ince bir ağ yapısına sahiptirler . Farklı iç yapısı ile boyarmadde adsorpsiyonunda etkin olacağı düşünülmüştür. Deneysel çalışmalar yeni kullanılan adsorbentin adsorpsiyon kapasitesini belirlemek ve adsorpsiyon dengesini karakterize etmek için gerçekleştirilmiştir. Bakteriyel Selüloz BS adsorpsiyon madde miktarının, adsorpsiyon ortam pH’sının, sıcaklık farkının ve başlangıç boya derişiminin adsrpsiyonu nasıl etkilediği incelenmiştir. Denge adsorpsiyon izotermleri çeşitli adsorpsiyon modelleri Langmuir, Fruendlich ile uyum açısından incelenerek adsorpsiyon sabitleri elde edilecektir. Farklı kinetik modeller seçilerek yalancı birinci derece ve yalancı ikinci derece eşitlikler BS ile boyarmadde adsorpsiyonunda bu mekanizmalardan hangisinin daha etkin olduğu belirlenmeye çalışılmıştır. Bu bilgiler, boyarmadde adsorpsiyonu ile ilgili yeni uygulamalarda yol gösterici olacaktır. Metilen Mavisi BB 9 boyarmaddesinin bakteriyel selüloz malzemenin yüzeyine zayıf bir şekilde tutunmaktadır. Adsorpsiyon denge verileri tek tabaka maksimum adsorpsiyonun Qm: 0,355 mg/g olarak belirlenmiştir. Adsorpsiyon sistemi BB9/BS Lagmuir Modeline daha iyi uyum sağladığı belirlenmiştir. Adsorpsiyona sıcaklık değişimi etkisi incelendiğinde boyarmaddenin bakteriyel selüloz üzerine adsorpsiyonunun ekzotermik olduğu anlaşılmaktadır. Adsorpsiyon kinetiği çalışmaları adsorpsiyonun ikinci derece yalancı kinetiğe sahip olduğunu göstermektedir

Anahtar Kelimeler

Adsorpsiyon, Bakteriyel selüloz, Boyarmadde, İzoterm

Selüloz Bazlı Adsorbentin Atıksu Arıtımında Kullanımı

Öz

Colored wastewater is confronted as a process waste in many industrial processes both in paint production and in paint.Dyes have a very wide range of application and can cause some harmful effects on the human body. The removal of dyestuffs from wastewater is of great importance for the investigation of different types of dye. In this study, a new super adsorbent acrylic acid graft bacterial cellulose BC-g-AA produced in the aqueous solution is intended to remove dye. Forming structure bacterial cellulose BC obtained by bacteria. Microfibril structure consists of a strip-like. Plant cellulose, a size smaller than 100 times the thickness 0.1 10-6 m ve 10 10-6 m . In addition, a fine network structure have microfibril. In. Experimental studies with a variety of dyes to determine the adsorption capacity of the newly developed adsorbent and adsorption carried out to characterize the balance. Selecting different kinetic models pseudo-first-order and second-order equations BC-g-AA is more effective dye adsorption try to determine which of these mechanisms. Equilibrium adsorption isotherms of various adsorption models Langmuir, Fruendlich Model . Abit of adsorption can be obtained by examining compliance with the terms. All thermodynamic investigations will be planning. This information will guide new applications for dye adsorption. The methylene blue BB 9 dyes adhere weakly to the surface of the bacterial cellulose material. From the adsorption equilibrium data, the single layer maximum adsorption Qm was determined to be 0.355 mg / g. It has been determined that the adsorption system BB9 / BS is better adapted to the Lagmuir model. The adsorption process was fitted well by Langmuir equation and the pseudo-second order kinetics, indicating that the adsorption process was monolayer molecule adsorption with the main action of chemical adsorption. When the effect of temperature change on adsorption is examined, it is understood that adsorption of dye on bacterial cellulose is exothermic.

Anahtar Kelimeler

Adsorpsiyon, Boyarmadde, Bakteriyel Selüloz, İzoterm.

Kaynakça

• Bayramoğlu, G., Denizli, A., Bektas, S., Arica, MY. 2002. Entrapment of Lentinus sajor-caju into Ca-alginate gel beads for removal of Cd(II) ions from aqueous solution: preparation and biosorption kinetics analysis. Microchem.J., 72(1):63-76.
• Crini, G. 2005. Recent developments in polysaccharide-based materials used as adsorbents in wastewater treatment. Progress in Pol. Sci., 30(1):38-70.
• Cristi, L., Bell, N., Peppas, A. 1996. Water, solute and protein diffusion in physiologically responsive hydrogels of poly(methacrylic acid-g-ethylene glycol, Biometarials. 17(12):1203-1218.
• Ho, YS. 2009. Adsorption of direct dyes from aqueous solutions by carbon nanotubes: Determination of equilibrium, kinetics and thermodynamics parameters. J. Coll. Interface Sci. 333:412.
• Ho, YS., McKay, G. 1998. A Two-Stage Batch Sorption Optimized Design for Dye Removal to Minimize Contact Time. Process Safety and Environmental Protection, 76(4): 313- 318.
• McKay, G. Otterburn, MS., Sweeney, AG. 1980. The removal of colour from effluent using various adsorbents—III. Silica: Rate processes. Water Res., 14(1):15-20.
• McKay, G., Otterburn, MS., Sweeney, AG. 1980. The removal of colour from effluent using various adsorbents—IV. Silica: Equilibria and column studies. Water Res. A, 14(1): 21-27.
• Sannino, A., Nicolais, L. 2005. Concurrent effect of microporosity and chemical structure on the equilibrium sorption properties of cellulose-based hydrogels. Polymer, 46(13): 4676-4685.
• Wei, Z., Zou, L., Wang, L. 2011. A novel charge-driven selfassembly method to prepare visible-light sensitive TiO2 / activated carbon composites for dissolved organic compound removal. Chem. Eng. J., 168(1): 485-492.
• Zendehdel, M., Shoshtari, YB., Khanmohamadi, H., Cruciani, G. 2017. Removal of fluoride from aqueous solution by adsorption on NaP:HAp nanocomposite using response surface methodology. Process Safety and Environmental Protection, 109: 172-191.
• Zhang, J., Zahng, X., Wang, Z., Diao, Z. 2008. Adsorption of carbon monoxide on Pd(3 1 1) and (2 1 1) surfaces. App. Surface Sci., 254(20): 6327-6331.
• Zhou, Y., Jin, Q., Zhu, T., Yoshifumi, A. 2011. Adsorption of chromium (VI) from aqueous solutions by cellulose modified with β-CD and quaternary ammonium groups. J. Hazard. Mat., 187(1–3): 303-310.