Equilibrium and kinetic studies on the biosorption of 2-chlorophenol and 4-chlorophenol by live aspergillus niger

Canlı aspergillus niger üzerine 2-klorofenol ve 4-klorofenol biyosorpsiyonunu gösteren denge ve kinetik çalışmaları

Özet

Bu çalışmada, canlı olarak kullanılan Aspergillus niger’in 2-klorofenol ve 4-klorofenolü giderme potansiyeli değerlendirildi. Biyosorpsiyon özellikleri başlangıç pH’ı, temas zamanı, başlangıç klorofenol konsantrasyonu, biyokütle konsantrasyonu ve sıcaklık gibi arıtım koşullarından etkilendi. Canlı A. niger üzerine 2-klorofenol ve 4-klorofenol biyosorpsiyonu için optimum pH değeri doğal pH (pH 5.1) olarak bulundu. 2-klorofenol biyosorpsiyonu 48 saatte dengeye ulaşırken 4-klorofenol 96 saatte dengeye ulaştı. Sorpsiyon çalışmalarından 2-klorofenol alımının 4-klorofenol alımından daha yüksek olduğu gözlemlendi. 2-klorofenol ve 4-klorofenolün sorpsiyon izotermleri Langmuir ve Freundlich eşitliğine göre modellendi. Denge verisi 2-klorofenol ve 4-klorofenol için Langmuir izoterm modeline uydu. Biyosorpsiyon hızları özellikle 4-klorofenol için iyi korelasyonla partikül içi difüzyon modeline uygunluk gösterdi. Başlangıç 2- klorofenol konsantrasyonu 50 mg/L’den 690 mg/L’ye arttığı zaman A.niger’in biyosorpsiyon kapasitesi 4.81’den 38.8 mg/g’a arttı. Fakat maksimum 4-klorofenol biyosorpsiyon kapasitesi pH 5.1 ve 28°C sıcaklıkta 260,8 mg/L başlangıç 4-klorofenol konsantrasyonu için 12,26 mg/g olarak elde edildi. Bu araştırma gösterdi ki seçilen mantar türü ile biyosorpsiyon işlemi atıksudan 2-klorofenol ve 4-klorofenolü gidermek için kullanılabilme potansiyeline sahiptir.

Abstract

In this study the potential of the live fungus Aspergillus niger (A. niger) to remove 2-chlorophenol (2-CPh) and 4-chlorophenol (4-CPh) was evaluated. The biosorption properties are affected by the treatment conditions, such as initial pH, contact time, initial chlorophenol concentration, biomass concentration, and temperature. The optimal pH value for 2-CPh and 4-CPh biosorption by the live A. niger was found to be a natural pH of 5.1. The biosorption of 2-CPh reached equilibrium in 48 h, whereas, the equilibrium for 4-CPh was reached in 96 h. From the sorption studies it was observed that the uptake of 2-CPh was higher than 4-CPh. The sorption isotherms of 2-chlorophenol and 4-chlorophenol were modeled according to the Langmuir and Freundlich equations. The equilibrium data fit well with the Langmuir isotherm model for 2-CPh and 4-CPh. The rates of biosorption were found to obey the rules of the intra-particle diffusion model with good correlation for especially 4-CPh. When the initial 2-CPh concentration was increased from 50 mg/L to 690 mg/L, the biosorption capacity of A. niger increased from 4.81 mg/g to 38.80 mg/g. However, the maximum 4-CPh biosorption capacity was obtained as 12.26 mg/g for 260.8 mg/L initial 4- CPh concentrations at pH 5.1 and 28°C. This research showed that fungal biosorption has a potential to be used in the removal of 2-CPh and 4-CPh from wastewaters.