HEAVY METALS REMOVAL FROM WASTEWATERS BY USİNG COAL WASHERY WASTES

Öz

  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.

Anahtar Kelimeler

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

ATIK SULARDAN AĞIR METALLERİN KÖMÜR YIKAMA ATIKLARI KULLANILARAK UZAKLAŞTIRILMASI

Öz

   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.  

Anahtar Kelimeler

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

Kaynakça

1. [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. [2] SHEN H., FORSSBERG. E. “An overview of recovery of metals from slags”, Waste Management 23, 933–949, 2003.
3. [3] ECKENFELDER, W.W.JR. “Industrial Water Pollution Control”, Second Edition, McGraw-Hill International Editions, 1989
4. [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. [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. [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. [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. [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. [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. [10] http://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Sayfalar/Komur (erişim tarihi: 11.08.2017)
11. [11] ATEŞOK, G., “Kömür Hazırlama Ve Teknolojisi”. Yurt Madenciliği Geliştirme Vakfı Yayınları ISBN NO: 975-7946-22-2, 2004.
12. [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. [13] UÇURUM, M., “Lavvar Tesisi Besleme Malı, Ara Ürün ve Atığının Ağır Metallerin Uzaklaştırılmasında Adsorbent Olarak Kullanımı” Madencilik, 47, 3, 43-48, 2008.
14. [14] LANGMUIR, I., “The constitution and fundamental properties of solids and liquids. Part I. Solids”, J. Am. Chem. Soc. 38 2221–2295, 1916.
15. [15] FREUNDLICH, H., “Over the adsorption in solution”, Z. Phys. Chem. 57 385–470, 1906.
16. [16] DUBININ, M.M., RADUSHKEVICH, L.V., “Proc. Acad. Sci”. USSR 55 331–333, 1947.
17. [17] TEMKIN, M.I., PYZHEV, V., “Kinetics of ammonia synthesis on promoted iron catalysts”, Acta Physicochimica USSR 12, 327–356, 1940.
18. [18] WEBBER, T.W., CHAKKRAVORTI, R.K., “Pore and Solid Diffusion Models For Fixed-Bed Adsorbers”. Alche Journal 20, 228–238, 1974.
19. [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. [20] CHANG, R., “Chemistry”, Fifth Edition, McGraw-Hill, USA, 736-758, 1994.