Sabit yataklı modifiye zeolit kolon reaktörde tekstil atıksuyundan renk giderimi ve zeolit yatağın rejenerasyonu

Yıl 2007, Cilt: 17 Sayı: 3, 35 - 44, 31.12.2007

Özgür Özdemir , Mustafa Turan

Öz

Bu çalışmada, sabit yataklı modifiye zeolit kolon reaktörde gerçek tekstil atıksularından zeolit ile adsorpsiyon uygulamasıyla renk giderimi araştırılmıştır. Doğal zeolitin adsorpsiyon kapasitesini
arttırmak için zeolit yüzeyi, tipik kuaterner amin yüzey aktif madde hegzadesil trimetil amonyum bromür (HTAB) ile modifiye edilmiştir. Deneyler temel olarak modifikasyon, renk giderimi ve
rejenerasyon olmak üzere üç ana kademeden oluşan toplam beş aşamada tamamlanmıştır. Kolondaki zeolit yatağın modifiye edilmesini takiben, tekstil atıksuyundan renk giderilmesi çalışılmıştır.
Adsorpsiyon işleminden sonra doygun yatağın rejenerasyonu yapılmıştır. Rejenerasyonun etkinliğinin belirlenmesi amacıyla, zeolit yatak yeniden modifiye edilerek adsorpsiyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Modifikasyon prosesinde kırılma eğrileri değişik HTAB konsantrasyonları için C/C o – süre ve BV (birim yatak hacmi başına arıtılan atıksu miktarı) olarak çizilmiştir. Renk gideriminde ise atıksuyun pik absorpsiyon değeri spektrofotometrede tespit edilmiş ve renk giderimi renk şiddeti olarak değerlendirilerek atıksulardan renk giderim kapasitesi, herhangi bir andaki absorbans değerinin başlangıç absorbans değerine oranı (bağıl renk şiddeti) olarak ifade edilmiştir. Modifikasyon, renk giderim ve rejenerasyon çalışmaları, 25 cm sabit yatak yüksekliğinde, 0.5–1 mm boyut aralığındaki 150 g zeolit ile 1 g/L HTAB konsantrasyonunda, 0.025 L/dk HTAB ve atıksu debilerinde yapılmıştır. Zeolitin adsorpsiyon kapasitesinin, atıksu debisine bağlı olarak belirli bir çalışma süresi
sonunda azaldığı görülmüştür. 100 BV’ lik bir çalışma süresi verimli kabul edilirek 1 g/L HTAB modifikasyonu sonrası 0.025 L/dk atıksu debisi için renk giderimi başarılı olmuştur. Rejenerasyon çalışması
pH 12 ve 60 o C’da gerçekleştirilmiştir. Doğal ve rejenere edilen zeolit için kırılma noktaları sırasıyla 930 ve 390 dakikada 132 BV ile 55 BV olarak gerçekleşmiştir.

Anahtar Kelimeler

Adsorpsiyon, modifikasyon, rejenerasyon, renk giderimi, tekstil atıksuyu, zeolit

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

105Y288 ÇAYDAG

Teşekkür

İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsüne teşekkür ederiz.

Kaynakça

• Al-Degs, Y., Khraısheh, M. A. M., Allen, S. J. Ve Ahmad, M. N., (2000). Effect of carbon surface chemistry on the removal of reactive dyes from textile effluent, Water Research, 34, 3,927-935.
• Al-Qodah, Z., (1998). Adsorption of methylene blue with diatomite, Journal of Engineering Technology, 17, 9,129-137.
• Aktaş, Ö. ve Çecen, F., (2007). Adsorption, desorption and bioregeneration in the treatment of 2-chlorophenol with activated carbon, Journal of Hazardous Materials, 141, 769-777.
• Alaton, I. A., Balcıoğlu, I.A. ve Bahnemann, D. W., (2002). Advanced oxidation of a reactive dye bath effluent: comparison of O 3 , H 2 O 2 /UV-C and TiO 2 /UV-A processes, Water Research, 36, 5, 1143-1154.
• Armağan, B., Özdemir, O., Turan, M. ve Çelik, M.S., (2003)a, The removal of reactive azo dyes by natural and modified zeolites, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 78, 7, 725-732.
• Armağan, B., Özdemir, O., Turan, M. ve Çelik, M.S., (2003)b. Clay mineral batch process for color removal of textile wastewaters, Journal of Environmental Science and Health Part A- Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering, 38, 10, 2251-2258.
• Armağan, B., Özdemir, O., Turan, M., ve Çelik, M.S., (2003)c. Adsorption of negatively- charged azo dyes onto surfactant – modified sepiolite, Journal of Environmental Engineering ASCE, 129, 8, 709-715.
• Asfour, H.M., Nassar, M,M., Fadali, O.A. ve El-Guendi, M. S., (1985). Color removal from textile effluents using hardwood saw dust as an adsorbent, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 35, A,28-35.
• Benkli Y.E., Can M.F., Turan M. ve Çelik M.S., (2005). Modification of organo-zeolite surface for the removal of reactive azo dyes in fixed bed reactors, Water Research, 39, 2-3, 487-493.
• Blum, D. J. W., Suffet, I.H., Duguet, J. P., (1993). Estimating the activated carbon adsorption of organic chemicals in water, Crit. Rev., Environmental Science &Technology, 23, 121-136.
• Buckley C.A., (1992). Membrane technology for the treatment of dye house effluents, Water Science And Technology, 25, 203 - 9.
• Chern, J.M. ve Huang, S.N., (1998). Study of nonlinear wave propagation theory. 1.dye adsorption by activated carbon, Industrial Chemical Research, 37, 253-257.
• Çelik, M. S., (1982). Precipitation/redissolution/reprecipitation phenomenon in sulfonate– inorganics systems, Ph.D. Thesis, Colombia University, USA.
• Ersoy, B., (2000). Çeşitli katyonik yüzey aktif maddelerin klinoptilolit (doğal zeolit) üzerine adsorpsiyon mekanizmalarının incelenmesi ve modifiye klinoptilolit ile sıvılardaki non-iyonik organik kirleticilerin tutulması, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi.
• Fakı, A., Çınar M., Turan, M., (2005)a. Sabit yataklı zeolit kolonda reaktif boyaların adsorpsiyon yoluyla giderilmesi: malzemenin etkisi”, 12. Ulusal Kil Sempozyumu, 669-681, Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Van, Türkiye.
• Fakı, A., Turan, M., Çelik, M.S., (2005)b. Zeolit kolon reaktörde sulu çözeltilerden Everzol Yellow 3RS H/C boyarmaddesinin adsorpsiyonu, VI. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, İTÜ, İstanbul, Türkiye. 459-468.
• Gupta, V.K., Sharma, S., Yadav, I.S. ve Mohan, D., (1998). Utilization of bagasse fly ash generated in the sugar industry for the removal and recovery of phenol and p-nitro phenol from wastewater, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 71, 180-186.
• Gültekin, I. ve İnce, N. H., (2004). Degradation of reactive azo dyes by UV/H 2 O 2 : Impact of radical scavengers, Journal of Environmental Science and Health-A Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering, 39, 4, 1069-1081.
• Haimur, N. ve Sayed, S., (1997). The adsorption kinetics of methylene blue dye on jift, Dirsat, Natural and Engineering Sciences, 24, 2, 215- 224.
• Huang, C.R. ve Shu, H.Y., (1995). The reaction kinetics, decomposition pathways and intermediate formation of phenol in ozonation, UV/O 3 and UV/H 2 O 2 processes, Journal of Hazardous Material, 41, 47-64.
• İnce, N. H., Hasan, D. A., Ustun, B. ve Tezcanlı, G., (2002). Combinative dye bath treatment with activated carbon and UV/H 2 O 2 : a case study on Everzol Black-GSP (R), Water Science and Technology, 46, 4-5, 51-58.
• Kabdaşlı, I., Ölmez, T. ve Tünay, O. (2002). Factors affecting colour removal from reactive dye bath by ozonation, Water Science and Technology, 45, 12, 261-270.
• Koyuncu, I., Topacik D. ve Yuksel, E., (2003). Comparative evaluation of the results for the synthetic and actual reactive dye bath effluent treatment by nanofiltration membranes, Journal of Environmental Science and Health, Part A, 38, 10, 2209-2218.
• McKay, G., (1981). Design models for adsorption system in wastewater treatment, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 31, 717-772.
• McKay, G., (1982). Adsorption of dyestuffs from aqueous solutions with activated carbon I:equilibrium and batch contact-time studies, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 34, A, 294-310.
• McKay, G., (1984). Two-resistance mass transfer models for the adsorption of dyestuffs from solutions using activated carbon, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 32, 759-731.
• Meshko, V., Markovska, L., Mincheva, M. ve Rodrigues, A.E., (2001). Adsorption of basic dyes on granular activated carbon and natural zeolite, Water Research, 35, 14, 3357-3366.
• Özdemir, Ö., Turan, M., Fakı, A., Çelik, M.S., Karadağ, D., (2006). Sabit yataklı zeolit kolonda gerçek tekstil atıksularından renk giderilmesi, 10. Endüstriyel Kirlenme Kontrolü Sempozyumu, İTÜ, İstanbul, Türkiye, 191-199.
• Rytwo G., Nir, S., Crepsin M. ve Margulies L., (2000). Adsorption and interactions of methyl green with montmorillonite and sepiolite, Journal of Colloid and Interface Science, 222, 12-19.
• William, A.R. ve Leonard, T.F., (1997). Water and salt reuse in the dye house, Textile Chemist and Colorist, 29, 4, 10-19.
• Wu, G., Kaliadima, A., Her, Y. ve Matijevic, E., (1997). Adsorption of dyes on nanosize modified silica particles, Journal of Colloid and Interface Science, 193-222.
• Wu, J., Eitman, M. A. ve Law, S. E., (1998). Evaluation of membrane filtration and ozonation processes for treatment of reactive dye wastewater, Journal of Environmental Engineering, ASCE, 12, 3, 272-27.
• Yoo, E. S., Libra, J. ve Adrian, L., (2001). Mechanism of Decolorization of Azo Dyes in Anaerobic Mixed Culture, Journal of Environmental Engineering, 127, 9, 844-84.