Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

AĞIR METAL GİDERİMİ

No description
by

Büşra Yıldırım

on 15 January 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of AĞIR METAL GİDERİMİ

Atık Sulardan Ağır
Metal Giderimi

AĞIR METALLER
AĞIR METALLER
AĞIR METALLER
Sulardan ağır Metal Gideriminde;
Hazırlayan : Büşra YILDIRIM
Endüstriyel gelişmeye paralel olarak çevre kirliliğinin giderek artması günümüzün en önemli sorunlarından biridir.

Çevre sularının, tüm canlı türleri üzerinde toksik etkisi olan ağır metaller ile kirlenmesi ilk sıralarda yer almaktadır.

Ağır metaller biyolojik süreçlere katılma derecelerine göre yaşamsal ve yaşamsal olmayan diye sınıflandırılırlar.

Yaşamsal olanların organizmanın yapısında belirli konsantrasyonda bulunmaları gerekir.

1- Kimyasal çöktürme,
2- Ters ozmos,
3- Elektrodiyaliz,
4- Koagülasyon,
5- İyon değişimi,
6- Adsorpsiyon
gibi metot ve teknolojiden faydalanılmaktadır.

KİMYASAL ÇÖKTÜRME
Kimyasal maddelerin çözeltiye ilavesi ile çözeltide bulunan maddelerin katı faz oluşturarak çözeltinin dibinde birikmesidir.

TERS OZMOZ
Ters Osmoz’da, konsantrasyonu fazla olan sıvı tarafından bir basınç uygulanarak, sağlanacak ters akışla, yoğunluğu fazla olan sıvı içerisinde bulunan mineraller, tuzlar ve organik maddeler, bir membran tarafında bırakılarak yoğunluğu daha az tarafa arındırılmış bir sıvı olarak geçirilir.

ELEKTRODİYALİZ
Sulu çözeltilerden iyonları ayırmak için içerisinde elektriksel yüklü membranların ve elektriksel potansiyel farkının kullanıldığı bir membran ayırma işlemidir.

KOAGÜLASYON
Atık suya kimyasal maddeyi ilave ederek homojen olarak karışmasını sağlayarak uygulanır.

Hızlı karıştırma işleminde yaygın olarak yüksek hızlı mekanik karıştırıcılar kullanılır.

İYON DEĞİŞİMİ
Suda çözünmeyen katı bir maddenin yapısında bulunan iyonları, temasta bulunduğu çözelti içindeki aynı cinsten yüklü başka iyonlarla değiştirmesi esasına dayanır.

ADSORPSİYON
Adsorpsiyon, akışkan fazda çözünmüş haldeki belirli bileşenlerin bir katı adsorban yüzeyine tutunmasına dayanan ve faz yüzeyinde görülen yüze tutunma olayıdır.

SULARDAN AĞIR
METAL GİDERİMİ
SULARDAN AĞIR
METAL GİDERİMİ
SULARDAN AĞIR
METAL GİDERİMİ
SULARDAN AĞIR
METAL GİDERİMİ
SULARDAN AĞIR
METAL GİDERİMİ
SULARDAN AĞIR
METAL GİDERİMİ
ADSORPSİYON
Katı örgüsü içinde bulunan iyonlar, çekim kuvvetlerince dengelenmiştir. Ancak katı yüzeyindeki atomların dengelenmemiş kuvvetleri, çözeltideki maddeleri katı yüzeyine çekerler ve yüzey kuvvetleri dengelenmiş olur. Bu şekilde çözeltideki maddelerin katı yüzeyine adsorpsiyonu gerçekleşir.


ADSORPSİYON
AVANTAJLARI
Ekonomik olması ,
Çevre dostu olması,
Yüzey alanı büyük adsorbanlara olanak sağlaması,
Ucuz ve kolay bulunabilir adsorbanlar seçilmesi

ADSORPSİYON
DEZAVANTAJLARI
Adsorban yüzeyine moleküller adsorplandıkca yeni moleküllerin adsorpsiyonu için daha az yer kalır ve sonuçta adsorban etkin adsorpsiyon özelliğini kaybeder.

Geri kazanım ve tekrar kullanım performansta azalmaya neden olur.

ADSORPSİYON
ADSORPSİYON
Adsorban madde yüzeyi ile adsorplanan madde arasındaki çekim kuvvetlerine bağlı olarak gerçekleşen üç tür adsorpsiyon vardır.

ADSORPSİYON
FİZİKSEL
ADSORPSİYON
Katı yüzey ile adsorplanan madde molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri sonucu oluşan adsorpsiyon olayıdır. Burada zayıf Van Der Waals kuvvetleri etkindir.
ADSORPSİYON
KİMYASAL
ADSORPSİYON
Adsorplanan madde ile katı yüzey arasındaki fonksiyonel grupların kimyasal etkileşimi ile oluşan adsorpsiyondur.
ADSORPSİYON
İYONİK
ADSORPSİYON
Elektrostatik çekim kuvvetlerinin etkisi ile iyonlar yüzeydeki yüklü bölgelere tutunmaktadır.
ADSORPSİYON

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

Kimyasal bir reaksiyonda yüzey alanı büyüklügünün reaksiyonu olumlu yönde artırdığı söylenebilir. Yüzey alanı arttıkça adsorban ile adsorbat moleküllerinin teması artar . Böylece yüzey alanı arttıkça adsorpsiyon da artar.
Adsorbanın yüzey alanı;
Bir çözeltideki maddenin adsorpsiyonu, çözünürlügü ile ters orantılıdır. Çözücü-çözünen bagı ne kadar güçlü olursa adsorpsiyon da o kadar düsük olur. Çünkü bu durumda adsorbatı çözeltiden ayırmak zorlasacaktır (Lundelius kuralı). Bu da adsorpsiyonun azalması anlamına gelir.
Adsorbatın çözünürlüğü ;
Adsorbanın gözenek büyüklüklüğü arttıkça adsorbat moleküllerinin bu gözeneklere tutunabilme olasılığı artar. Böylece adsorpsiyon kapasitesi artar.
Adsorbanın gözenek büyüklüğü;

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Maddenin molekül kütlesi küçükse reaksiyon genellikle daha hızlı olur. Molekül büyüklüğü fazla olan adsorbatın gözeneklere adsorpsiyonu zordur.
Adsorbatın molekül büyüklüğü;

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Adsorban yüzeyi ile adsorbat yüzeyi birbiriyle aynı iyon yüküne sahipse, elektrostatik etkileşimden dolayı birbirlerini iteceklerdir. Bu da adsorbatın, adsorban üzerine bağlanmasını dolayısıyla da adsorpsiyonu zorlaştıracaktır.
Adsorbatın iyon yükü;

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Genel olarak, maddelerin nötral olduğu pH değerlerinde adsorpsiyon hızı artar. Bunun nedeni, hidrojen ve hidroksit iyonlarının oldukça güçlü adsorplanma yetenekleridir.

Çözeltinin pH değeri;

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Adsorpsiyon reaksiyonları genelde ekzotermiktir, adsorpsiyon derecesi genellikle sıcaklığın düşmesi ile artar. Eğer reaksiyon endotermik ise, adsorpsiyon kapasitesi sıcaklığın artması ile artacaktır.
Ortam sıcaklığı;

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Adsorpsiyon dengesi, adsorpsiyon izotermleri olarak bilinen bağlantılarla ifade edilir.

Adsorpsiyon izotermi genel olarak, bilinen miktardaki bir adsorban ile farklı konsantrasyonlarda adsorbat çözeltilerinin dengeye ulaşmasıyla elde edilir.

ADSORPSİYON İZOTERMLERİ
Matematiksel olarak bu denge adsorpsiyon
izotermleri ile açıklanmaktadır.

Langmuir

Freundlich

Dubinin-Radushkevich
(D-R) izotermleridir
ADSORPSİYON İZOTERMLERİ
LANGMUIR İZOTERMİ
ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
FREUNDLICH İZOTERMİ
DUBININ - RADUSHKEVICH (D-R) İZOTERMİ
Langmuir eşitliği tamamen homojen bir yüzeye tek bir molekülün adsorpsiyonu ile oluşan tek tabakalı kaplama için geçerlidir.

LANGMUIR EŞİTLİĞİ
1/q =1/q + (1/q K ).1/C

ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
LANGMUIR İZOTERMİ
q : Dengede adsorplanan madde miktarını (mg g )
q : Maksimum tek tabakalı adsorpsiyon kapasitesini (mg g )
K : Langmuir izoterm sabitini (L mg )
C : Dengede adsorplanmadan kalan madde miktarını (mg L )

ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
Freundlich İzoterm modeline göre bir adsorbanın yüzeyi üzerinde bulunan
adsorpsiyon bölgeleri heterojen yapıdadır.

ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
FREUNDLICH İZOTERMİ
lnq = lnK + 1/n lnC

ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
K ve n sırasıyla, adsorpsiyonun şiddeti ve çözelti konsantrasyonu ile adsorpsiyon arasında doğrusallıktan sapmanın derecesi hakkında bilgi vermektedir.

ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
FREUNDLICH EŞİTLİĞİ
q :Dengede adsorplanan madde miktarı (mg g )
C :Dengede adsorplamadan kalan madde miktarını (mg L )
K ve n :Freundlich izoterm sabitlerini göstermektedir.

FREUNDLICH İZOTERMİ
d
max
max
L
e
d
max
-1
-1
-1
L
e
-1
d

F

d

d

-1

d

-1

F

F

ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
D-R izoterm modeli heterojen yüzeylerde meydana gelen adsorpsiyonun fiziksel
ya da kimyasal olduğunun
anlaşılması için
kullanılmaktadır.

ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
(D-R) İZOTERMİ
lnq =lnq -βε

ADSORPSİYON İZOTERM ÇEŞİTLERİ
(D-R) İZOTERM EŞİTLİĞİ
q : Teorik doygunluk kapasitesi (mg g )
q : Dengede adsorplanan madde miktarı (mg g )
β : Adsorbatın 1 molü başına adsorpsiyonun ortalama serbest enerjisi ile ilgili sabit (mol J )
ε : Polanyi potansiyelidir.

d

m

2

m

-1

-1

d

2

-2

Adsorpsiyon kinetiği adsorpsiyon dengesinin kurulması için gereken zamanı belirleyen teorik temeldir.

Lagergren ,Yalancı 1. dereceden kinetik model
Ho , Yalancı 2. dereceden kinetik model
Weber-Morris Difüzyon eşitliği modeli


ADSORPSİYON KİNETİĞİ
Adsorpsiyon hızının adsorban yüzeyindeki boşluk sayısıyla doğrusal olarak orantılı olduğunu öne sürmektedir.Adsorpsiyon kapasitesi ve temas
süresinin arasındaki ilişki şu eşitlikle ifade edilir.

ADSORPSİYON KİNETİĞİ
LAGERGREN YALANCI 1.DERECEDEN KİNETİK MODELİ
ln(q -q ) =lnq –k t

q :Dengede adsorplanan madde miktarını (mg g )
q : t anındaki adsorpsiyon kapasitesini (mg g )
k : Yalancı 1. dereceden hız sabitini (dk )

ADSORPSİYON KİNETİĞİ
LAGERGREN YALANCI 1.DERECEDEN KİNETİK MODELİ
d
t
d
1
d
t
1
-1
-1
-1
Uygulanmasının basit olmasından dolayı birçok araştırmacı tarafından tercih edilen bir modeldir.

ADSORPSİYON KİNETİĞİ
HO YALANCI 2.DERECEDEN KİNETİK MODELİ
ADSORPSİYON KİNETİĞİ
HO YALANCI 2.DERECEDEN KİNETİK MODELİ
t
t/q = 1/k q +1/q t
2
2
2
2
q :t anındaki adsorpsiyon kapasitesini (mg g )
q :Maksimum adsorpsiyon kapasitesini (mg g )
k :Yalacı ikinci dereceden denge hız sabitini (dk )

t
2
2
-1
-1
-1
q = k t + C

ADSORPSİYON KİNETİĞİ
WEBER - MORRIS DİFÜZYON EŞİTLİĞİ
ADSORPSİYON KİNETİĞİ
WEBER - MORRIS DİFÜZYON EŞİTLİĞİ
Bu doğrunun orjinden geçiyor olması difüzyonun hız belirliyici basamak olduğunu gösterir.

Doğrunun orjinden geçmemesi difüzyonun kademeli olarak tabakalar şeklinde gerçekleştiğinin ve tek başına hız belirleyen basamak olmadığının bir göstergesidir.

Bu eşitlikte q ,t anındaki adsorpsiyon kapasitesi , k ise partiküller arası difüzyon hız sabitidir.
Deneysel olarak hesaplanan q değerlerinin t ye karşı grafiğinin doğrusal olması,partiküller arası difüzyonun adsorpsiyon sistemi içerisinde yer aldığının bir göstergesidir.

t
p
1/2
t
p
t
1/2
LİTERATÜRDE YAPILMIŞ OLAN ÇALIŞMALAR
KURŞUNUN ZEOLİTLE ADSORPSİYONUNUN İZOTERM VE KİNETİK ANALİZİ
Oymak ve ark. Bu çalışmada ,zeoliti kurşun gideriminde adsorban olarak kullanımını araştırmışlardır.
Temas süresi, kurşun konsantrasyonu, sıcaklık ve adsorban dozu gibi parametreleri çalışmışlardır.
Adsorpsiyonunun Freundlich izoterm modeline ve yalancı ikinci dereceden reaksiyon kinetiğine uyduğunu gözlemlemişlerdir.
Dengeye ulaşma süresi 120 dk olarak bulunmuştur.
Adsorban konsantrasyonun 5 g/L olduğu koşullarda Pb gideriminin %98 olarak tespit edilmiştir.

LİTERATÜRDE YAPILMIŞ OLAN ÇALIŞMALAR
ATIKSUDAN KURŞUN ADSORPSİYONUNDA KOYUN YÜNÜ KULLANIMI
Bilgin ve ark. atıksudan kurşun adsorpsiyonunda koyun yününün kullanılabilirliğini araştırmışlardır.
Bu çalışmada yün miktarının ve temas süresinin kurşun adsorpsiyonu üzerindeki etkisini incelemişlerdir.
Deneysel çalışmalarda, 200 mg/l kurşun içeren atıksudan yarım saat içerisinde %48 kurşun adsorpsiyonu gerçekleştiğini belirlemişlerdir.

LİTERATÜRDE YAPILMIŞ OLAN ÇALIŞMALAR
CEVİZ AĞACI TALAŞI (JUGLANS REGIA L.) nin KROM (VI) ADSORPSİYONU ÜZERİNE ETKİLERİ
Çakır ve ark. bu çalışmada adsorban olarak ceviz ağacı talaşını kullanmışlardır.
Temas süresi pH, adsorbent konsantrasyonu, başlangıç metal konsantrasyonu ve sıcaklık parametreleri araştırmışlardır.
Krom (VI) adsorpsiyonu t=120 dakikada dengeye ulaşmıştır. Bu denge süresinde, pH = 2’de ve 10 g/L adsorban miktarında (t=40°C) %50.38 oranında giderim elde etmişlerdir.

LİTERATÜRDE YAPILMIŞ OLAN ÇALIŞMALAR
DOĞAL BENTONİTİN KARAKTERİZASYONU VE KURŞUN (II) İYONLARINI ADSORPSİYON YETENEĞİ
Özcan ve arkadaşları, bu çalışmada Pb(II) iyonlarının giderimi için doğal bentoniti adsorban olarak kullanmışlardır.
pH, sıcaklık ve derişim parametrelerinde çalışmıştır.
Deneysel çalışmalarında optimum pH değerini 5,50 olarak tespit etmiştir.
Adsorpsiyonun 40 dk’da dengeye ulaştığını gözlemlemiştir.

LİTERATÜRDE YAPILMIŞ OLAN ÇALIŞMALAR
FABRİKA DOMATES ATIĞINDAN ÜRETİLEN AKTİF KARBON İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cu (II) METALİNİN ADSORPSİYONU
Önal ve arkadaşları biyokütle olarak seçilen fabrika domates atıklarından farklı sıcaklıklarda (350°C, 450°C ve 550°C) üretilen aktif karbonlar kullanılarak Cu (II) iyonunun adsorpsiyonunu incelemişlerdir.
pH 2-8 arasındaki değerleri çalışmışlardır ve optimum pH değerini 7 olarak bulmuşlardır.
550°C'de elde edilen aktif karbonun 4 g/L adsorban miktarında Cu (II) giderimi yaklaşık %99 olarak tespit etmişlerdir.


LİTERATÜRDE YAPILMIŞ OLAN ÇALIŞMALAR
KAYNAKLAR
[1] Ayla Bilgin ve Nilgün Balkaya,2003, Atıksudan Kurşun Adsorpsiyonunda Koyun Yünü Kullanımı, Ondokuz Mayýs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliði Bölümü
[2] İrem OYMAK,Elif SEKMAN,Selin TOP,Remziye YAZICI,M.Sinan BİLGİLİ, Ahmet DEMİR,Gamze VARANK, Kurşunun Zeolitle Adsorpsiyonunun İzoterm Ve Kinetik Analizi, *Yıldız Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, IV. Sınıf Öğrencisi, Beşiktaş, İstanbul, **Yıldız Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Öğrencisi, Beşiktaş, İstanbul ***Yıldız Teknik Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Öğretim Üyesi, Beşiktaş, İstanbul,
[3] Elif ÜNAL ÇAKIR,Vahdettin TOSUNOĞLU,Yalçın Kemal BAYHAN, 2013, Ceviz Ağacı Talaşı (Juglans Regia L.)’nın Krom (VI) Adsorpsiyonu Üzerine Etkileri,Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Erzurum.
[4] Asiye Safa Özcan, 2010, Doğal Bentonitin Karakterizasyonu ve Kurşun(II) İyonlarını Adsorpsiyon Yeteneği , Anadolu Üniversitesi, Fen Fakültesi, Kimya Bölümü, Yunusemre Kampüsü, 26470 Eskişehir.
[5] Eylem Önal1,Nurgül Özbay1,Rahmiye Zerrin Yarbay Şahin1,Adife Şeyda Yargıç, Fabrika Domates Atığından Üretilen Aktif Karbon ile Sulu Çözeltilerden Cu (II) Metalinin Adsorpsiyonu, 1Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya ve Süreç Mühendisliği Bölümü.


KAYNAKLAR
[6] Erol YAŞA, 2010 , Ters Ozmoz (TO) Su Arıtma Tekniği ve Muhtelif Kullanım Alanları , Makale.
[7] SERİM KAYACAN, 2007 , KÖMÜR VE KOKLARLA SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR
MADDELERİN UZAKLAŞTIRILMASI, ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, YÜKSEK LİSANS TEZİ KİMYA ANABİLİM DALI ,ANKARA
[8] B.Karabacakoğlu,b.Çetin,2006,İyondeğişimi-Elektrodiyaliz Yöntemlerinin Birlikte Kullanımı İle Bazı Ağır Metal İyonlarının Giderimi,Eskişehir Osmangazi Ünüversitesi,Kimya Mühendisliği Bölümü,26200 Meşelik,Eskişehir
[9] WaterMill ,Treatment Technologies,Water Mill Atık Su Arıtma Sistemleri
[10]Murat Karataş,2013,Bazı Elementlerin Birlikte Çöktürülmesi İle Zenginleştirilmesi Ve AAS İle Tayini, Gaziosmanpaşa Üniversitesi,Yüksek Lisans Tezi,Kimya Ana Bilim Dalı


Atık Sulardan Ağır Metal Giderimi
KATILDIĞINIZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM
HAZIRLAYAN : BÜŞRA YILDIRIM :)
Moleküllerin katı yüzey üzerine fiziksel
adsorpsiyonunun temsili gösterimi
Moleküllerin katı yüzey üzerine kimyasal
adsorpsiyonunun temsili gösterimi
Adsorbatın hidrofilik ya da hidrofobik
olmasıda adsorpsiyonu etkiler. Suda çözünebilen (hidrofilik) bir madde, suda
daha az çözünen (hidrofobik) diğer bir
maddeye göre daha az adsorbe olacaktır.
Adsorbatın diğer özellikleri;

ADSORPSİYONA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Full transcript