Endüstriyel Atıksulardan Adsorpsiyon Yöntemi ile Ni(II) Giderimi ve Seçilen Adsorbanların Karakterizasyonu

Öz

Sulu çözeltilerden, kirletici ve ağır metal özelliğine sahip Ni(II) iyonlarının adsorpsiyon işlemi kullanılarak uzaklaştırılması için adsorban olarak doğal zeolit (klinoptilolit) ve toz aktif karbonun (ticari) kullanılabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Nikelin sulu ortamdan adsorpsiyon işlemi kullanılarak giderilmesi işlemlerinde; pH etkisi incelenmiştir. Deneysel veriler kullanılarak adsorpsiyon işleminin mekanizmasını açıklamak için 2 farklı izoterm modelleri (Freundlich, Langmuir) çalışılmıştır. Deneysel veriler, doğal zeolit ve toz aktif karbon için Freundlich izotermine daha uygun olduğu sonucunu göstermiştir. Zeolit ve toz aktif karbonun XRD ve FTIR analizleri yapılarak karakteristik özellikleri incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• nikel (II) giderimi
• ağır metal giderim yöntemleri
• adsorpsiyon
• zeolit
• toz aktif karbon

Nickel (II) Removal from Waste Water with Natural Zeolite and Powdered Activated Carbon

Öz

It is aimed to investigate the usability of natural zeolite (clinoptilolite) and powdered activated carbon (commercial) as adsorbent for the removal of Ni(II) ions with pollutant and heavy metal properties from aqueous solutions by using the adsorption process. In the processes of removing nickel from the aqueous medium by using the adsorption process; The pH effect was investigated. Two different isotherm models (Freundlich, Langmuir) were studied to explain the mechanism of the adsorption process using experimental data. Experimental data showed that natural zeolite and powdered activated carbon are more suitable for the Freundlich isotherm. XRD and FTIR analyzes of zeolite and powdered activated carbon were performed and their characteristics were investigated.

Anahtar Kelimeler

• Adsorption
• zeolite
• powder activated carbon
• nickel (II) removal
• heavy metals removal methods

Kaynakça

1. 1. Yılmaz H. Doğal ve İşleme Tabi Tutulmuş Adsorbanlar Kullanılarak Atık Sulardan Nikel Giderimi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2018.
2. 2. Fiyadh S, AlSaadi MA, Jaafar WZ, AlOmar MK, Fayaed SS, Mohd NS, Hin LS, El-Shafie, Review on heavy metal adsorption processes by carbon nanotubes, Journal of Cleaner Production, 2019;230(1):783-793.
3. 3. Wang C, Li T, Yu G, Deng S. Removal of low concentrations of nickel ions from electroplating wastewater by combination of electrodialysis and electrodeposition, Chemosphere, 2021;263: 128208.
4. 4. Cheng C, Wang J, Yang X, Li A, Philippe C. Adsorption of Ni(II) and Cd(II) from water by novel chelating sponge and the effect of alkali-earth metal ions on the adsorption Journal of Hazardous Materials, 2014; 264: 332-341.
5. 5. Duong C, Pham TM, Luong ST, Nguyen KV, Nguyen DT, Ansari AJ, Nghiem LD. A novel application of membrane distillation to facilitate nickel recovery from electroplating wastewater, Environ. Sci. Pollut. R., 2019; 26 (23): 23407-23415.
6. 6. Hu K, Xu D, Chen Y. An assessment of sulfate reducing bacteria on treating sulfate-rich metal-laden wastewater from electroplating plant, Journal of Hazardous Materials, 2020; 393: 122376.
7. 7. Hosseini SS, Nazif A, Alaei SMA, Ortiz I. Fabrication, tuning and optimization of poly (acrilonitryle) nanofiltration membranes for effective nickel and chromium removal from electroplating wastewater, Purif. Technol., 2017; 187: 46-59.
8. 8. Wu B, Weng X, Wang M, Yin L, Zhang QA. Chlorine-resistant positively charged polyamide nanofiltration membranes for heavy metal ions removal, Separation and Purification Technology, 2021; 275.

9. 9. Saravanan R, Priya AK, Senthil P, Kumar T, Hoang KA, Karthikeyan S, Chong KY, Khoo KS, Hui SN, Show PL. A critical and recent developments on adsorption technique for removal of heavy metals from wastewater, Chemosphere, 2022; 303(2) : 135-146.
10. 10. Barik B, Kumar A, Nayak PS, Achary LSK, Rout L, Dash P. Synthesis of ionic liquid supported mesoporous silica-graphene oxide nanocomposite and its application for removal of heavy metal ions from water, Mom. Chemistry Physics, 2020 (239) : 1612- 1618.
11. 11. Zhu Y, Fan W, Zhou T, Li X. Removal of chelated heavy metals from aqueous solution: review of current methods and mechanisms. Science Total Environment, 2019 (678) : 253 – 266.
12. 12. Akçam, G. Uşak Organize Sanayisi Tekstil Atık Suyundan Bir Membran Prosesi İle Nikel- II Giderimi, Bitirme projesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Uşak, Türkiye, 2019.
13. 13. Akpomie K.G., Conradie J., (2020). Banana peel as a biosorbent for the decontamination of water pollutants. A review. Environmental Chemistry Letters 18: 1085–1112.
14. 14. Uzun F. Doğal Adsorban Olarak Zeolit (Bigadiç/Balıkesir) İle Sulardan Ağır Metal Gideriminin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aksaray, Türkiye, 2014.
15. 15. Turp SM. Perlit ve zeolit kullanılarak atıksulardan Ni, Zn, Pb giderim verimlerinin belirlenmesi, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, Türkiye, 2012.
16. 16. Tümsek F. ve Karabacakoğlu B. Nikel (II) İyonlarının Sulu Çözeltiden Granül Aktif Karbon Üzerine Adsorpsiyonu, BAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Cilt 2012; 14(2): 1-6.
17. 17. Sudha R, Srinivasan K and Premkumar P. Removal of nickel(II) from aqueous solution using citrus limettioides peel and seed carbon. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2015; 117: 115–123.
18. 18. Kaya RH. Sulu Çözeltilerden Adsorpsiyon Yöntemiyle Ni (II)`nin Giderimi., Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, Türkiye, 2011.
19. 19. Günal A. Klinoptilolit ve Şabazitin Doğal ve Modifiye Formlarının Yapısal ve Termal Özelliklerinin ve Amonyak Adsorpsiyonunun İncelenmesi, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, Türkiye, 2018.
20. 20. Kabadayı O. Kitosan Kaplı Zeolit ile sulu Çözeltilerden Boyar Madde Giderimi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, Türkiye, 2018.
21. 21. Shrestha D, Gyawali G, and Rajbhandari A. Preparation and Characterization of Activated Carbon from Waste Sawdust from Saw Mill, Journal of Insitute of Science and Technology, 2018; 22 : 103-108.
22. 22. Çanlı M. Zeolitin Modifiye Edilmesi ve Yüzey Özelliklerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Manisa, Türkiye, 2013.
23. 23. Mozgawa, W. The influence of some heavy metals cations on the FTIR spectra of zeolites, J. Mol. Struc., 2000 ; 555: 299-304.
24. 24. Canpolat M, Altunkaynak Y. Sulu Çözeltilerden Nikel(II) İyonlarının Uzaklaştırılmasında Portakal Kabuğu Atığının Kullanılması: Denge, Kinetik ve Termodinamik Çalışmalar, Dergipark, 2022 ; 8 (2) : 322-339.
25. 25. Çakıcıoğlu F, ve Ülkü S. The effect of HCI treatment on water vapor adsorption characteristics of clinoptilolite rich natural zeolite. Micro. and Meso. Mater. 2005; 77: 47-53.
26. 26. Cuhadaroglu D, Uygun OA. Production and characterization of activated carbon from a bituminous coal by chemical activation, African Journal of Biotechnology, 2008; 7(20) : 3703-3710.
27. 27. Karaman İ. Soma Linyitinin Fiziksel Aktivasyonu ve Aktiflenmiş Ürüne Boyarmadde Adsorpsiyonu, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2010.
28. 28. Kristianto H., Arie A.A., Susanti R.F., Halim M., Lee J.K. The effect of activated carbon support surface modification on characteristics of carbon nanospheres prepared by deposition precipitation of Fe-catalyst, Second International Conference on Chemical Engineering: Materials Science and Engineering 2017; 162 (1) : 012034.