Journals / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 27 - Sayı: 3

Biosorption of $Cu^{2+}$ from synthetic wastewater by tea waste sorbent: kinetics, equilibrium and thermodynamics

Sentetik atıksulardan atık çay sorbentine $Cu^{2+}$ biyosorpsiyonu: kinetikler,eşitlikler ve termodinamik

Pages
359–367
Publication Date
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

The negative ΔG˚ value indicated that the$Cu^{2+}$ sorption onto the TW is feasible.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:The biosorption of $Cu^{2+}$ onto the tea wastes (TW) was investigated byperforming the batch experiments.
📊
Key Findings & Data:The removal efficiency andbiosorption capacity ($𝑞_𝑒$ ) of TW was investigated as a function of pH,contact time, initial $Cu^{2+}$ concentration, temperature, and TW dose.The $𝑞_𝑒$ value of TW increased with the increase of solutiontemperatures.
💡
Conclusion & Impact:The negative ΔG˚ value indicated that the$Cu^{2+}$ sorption onto the TW is feasible.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

The biosorption of $Cu^{2+}$ onto the tea wastes (TW) was investigated byperforming the batch experiments. The removal efficiency andbiosorption capacity ($𝑞_𝑒$ ) of TW was investigated as a function of pH,contact time, initial $Cu^{2+}$ concentration, temperature, and TW dose.The $𝑞_𝑒$ value of TW increased with the increase of solutiontemperatures. According to the $𝑅^2 value, $𝑞_𝑒𝑥𝑝$ and $𝑞_𝑐𝑎𝑙$, the adsorptionequilibrium was well described by the Langmuir isotherm model. Thehighest sorption of $Cu^{2+}$ onto TW was observed at the initial pH valueand temperature of 6.0 and 55 °C, respectively. Experimental resultsconfirming that the biosorption reaction of $Cu^{2+}$ on the TW wasthought to be endothermic. By the comparison of kinetic models, resultsdemonstrated that the system was best described by the pseudo secondorder kinetic model. The negative ΔG˚ value indicated that the$Cu^{2+}$ sorption onto the TW is feasible.

Özet

$Cu^{2+}$’nin atık çaya (AÇ) biyosorpsiyonu kesikli deneyler ile araştırılmıştır. AÇ’nin giderme verimi ve biyosorpsiyon kapasitesi ($𝑞_𝑒$), pH, temas süresi, başlangıç $Cu^{2+}$ derişimi, sıcaklık ve AÇ dozuna göre araştırılmıştır. AÇ’ın 𝑞𝑒 değeri, çözelti sıcaklığı arttıkça yükselmiştir. Deneysel çalışmalar ile elde edilen $𝑅^2$, $𝑞_𝑑𝑒𝑛$ ve $𝑞_ℎ𝑒𝑠$ değerlerine göre adsorpsiyon eşitliği en iyi, Langmuir izoterm modeli ile tanımlanmaktadır. AÇ’ye en yüksek $Cu^{+2}$ biyosorpsiyonu, başlangıç pH ve sıcaklığı olan 6.0 ve 55 °C’de olduğu belirlenmiştir. Deneysel sonuçlar, AÇ’ye, $Cu^{2+}$ biyosorpsiyonunun endotermik bir reaksiyon olduğunu göstermektedir. Kinetik modeller karşılaştırıldığında biyosorpsiyon en iyi yalancı II. derece kinetik model tarafından tanımlanmaktadır. Negatif ΔG˚ değeri AÇ’ye $Cu^{2+}$ biyosorpsiyonunun uygulanabilir olduğunu göstermektedir.

🔖

Cite This Article

ÖZTÜRK, M., YILDIZ, S., ASLAN, Ş. (2022). Biosorption of $Cu^{2+}$ from synthetic wastewater by tea waste sorbent: kinetics, equilibrium and thermodynamics. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 27 - Sayı: 3, 359–367. https://ajindex.com/articles/587368

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (15)

  1. Boonamnuayvitaya C, Chaiya W, Tanthapanichakoon S, Jarudilokkul S. “Removal of heavy metals by adsorbent prepared from pyrolyzed coffee residues and clay”. Separation and Purification Technology, 35(1), 11-22, 2004
  2. Çay S, Uyanık A, Özaşık A. “Single and binary component adsorption of copper(II) and cadmium(II) from aqueous solutions using tea-industry waste”. Separation and Purification Technology, 38(3), 273-280, 2004
  3. Öztürk NK, Öztürk S, Sütçü M, Sever K. “Fındık kabuğu ve evsel çay atığı katkılı yüksek yoğunluklu polietilen kompozitlerin fiziksel ve mekaniksel özelliklerin belirlenmesi”. XIX. Ulusal Mekanik Kongresi, Trabzon, Türkiye, 24-28 Ağustos 2015
  4. Türkiye İstatistik Kurumu. “İstatistik Veri Portalı, İstatistiksel Tablolar, Çay Üretimi 1988-2018”. https://data.tuik.gov.tr/Search/Search?text=%C3%87ay (18.09.2020)
  5. Usta B. Karadeniz Bölgesindeki Organik Atıkların Değerlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, On Dokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun, Türkiye, 2015
  6. ÇAYKUR, “Çay Sektörü Raporu”, Çay İşletmeleri Genel Müdürlüğü, 2013
  7. Çaykur. “İstatistik Bülten”. http://www.caykur.gov.tr/ Pages/Yayinlar/IstatistikBulteni.aspx. (31.12.2016)
  8. Rize Ticaret Borsası. “Çay kaçakçılığı ve sektöre verdiği zararlar 2013”. https://www.rtb.org.tr/tr/cay-sektoruraporlari (17.12.2019)
  9. Amarasinghe BMWPK, Williams RA. “Tea waste as a low cost adsorbent for the removal of Cu and Pb from wastewater”. Chemical Engineering Journal, 132, 299-309, 2007
  10. Demir İ. “An investigation on the production of construction brick with processed waste tea”. Building and Environment, 41, 1274-1278, 2006
  11. Kara C. “Çay atığının doğal lif olarak betonda kullanılabilirliği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 4(2), 156-165, 2018
  12. Ayas N, Esen T. “Hydrogen production from tea waste”. International Journal of Hydrogen Energy, 41, 8067-8072, 2016
  13. Munda US, Pholane L, Kar DD, Meikap BC. “Production of bioenergy from composite waste materials made of corn waste, spent tea waste, and kitchen waste co-mixed with cow dung”. International Journal of Green Energy, 9, 361-375, 2012
  14. Uzun BB, Varol EA, Ates F, Özbay N, Pütün AE. “Synthetic fuel production from tea waste: Characterisation of bio-oil and bio-char”. Fuel, 89, 176-184, 2010
  15. Yüksek T, Atamov Türüt K. “Demlenmiş çay atığı ve evsel yemek atıkları ile beslenen kırmızı kaliforniya solucanından elde edilen katı solucan gübresindeki bazı besin elementlerinin belirlenmesi”. Journal of Anatoli