Dergiler / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 27 - Sayı: 3
Sıfır atık konseptinde biyo-adsorban kullanımı: kristal violet'in centaurea solstitialis ve verbascum thapsus bitkileri üzerine adsorpsiyon çalışması
- Sayfa
- 349–358
- DOI
- —
Özet
Adsorpsiyon, sudan boya gideriminde kullanılan en yaygınyöntemlerden biridir. Adsorpsiyon yönteminin en önemli dezavantajı,işlem sonunda ikinci bir atık olarak boyalı adsorban maddelerinoluşmasıdır. Bu çalışmada, adsorban olarak Senturea solstitialis (CS) veVerbascum thapsus (VT) bitkileri kullanılarak sulu çözeltiden CrystalViolet'in (CV) uzaklaştırılması incelenmiştir. İşlem sonunda elde edilenboyalı adsorbanların kalorifik değerleri belirlenerek farklı amaçlar içinkullanılabilirliği araştırılmıştır. Deneysel tasarım ve modelleme, yüzeytepki yöntemi (RSM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Geliştirilenmodeller için regresyon katsayıları CS bitkisi için 0.86 ve VT bitkisi için0.95 olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon işleminde CS ve VT bitkilerininsırasıyla Dubinin-Radushkevich ve Temkin izotermine uyduğu tespitedilmiştir. Her iki bitki için de adsorpsiyon, sahte ikinci derece kinetik,endotermik ve kimyasal reaksiyon olarak gerçekleşmiştir. CS bitkisi içinmaksimum adsorpsiyon kapasitesi 84.03 mg.g-1 ve temas süresi85 dk.’dır. VT bitkisi için ise maksimum adsorpsiyon kapasitesi olan109.89 mg.g-1 'e, 55 dk.’da ulaşılmıştır. Her iki bitkinin de adsorpsiyonöncesinde ve sonrasında kalorifik değerleri ölçülmüş ve adsorpsiyonişlemi sonrasında elde edilen boyalı adsorbanların kalorifikdeğerlerinin arttığı tespit edilmiştir. CS bitkisinde kalorifik değer4003.774'ten 4458.059 Kcal.Kg-1 'e yükselirken VT bitkisinde3206.028'den 4120.330 Kcal.Kg-1 'e yükselmiştir. Bu değerler,adsorpsiyon işlemi sonrasında ikinci bir atık olarak ortaya çıkan boyalıbitkilerin emisyon kontrollü endüstriyel tesislerde yakıt olarakkullanılabileceğini göstermiştir. İşlem bir bütün olarak ele alındığındasıfır atık hedefine ulaşmaktadır.
Abstract
Adsorption is one of the most widely used methods for dye removal from water. At the end of the adsorption process, the dyed adsorbents emerging as a second-order waste which is the main disadvantage of this process. In this study, the removal of a synthetic dye Crystal Violet (CV) from the synthetic wastewater by using Centaurea solstitialis (CS) and Verbascum Thapsus (VT) plants was studied by adsorption. At the end of the adsorption process, the reusing potential of the dyed plant was explored by measuring the dyed plant calorific values. Experimental design and modeling were performed using the surface response method (RSM). The regression coefficients for developed models were 0.86 for the CS plant and 0.95 for the VT plant. Adsorption process for CS and VT plants were fitted by Dubinin-Radushkevich isotherm, and Temkin isotherm, respectively. The two plants were pseudo-second-order, endothermic, and found to be chemically. CS plant had a capacity of 84.03 mg.g-1 with a contact time of 85 min. The capacity of the VT plant reached 109.89 mg.g-1 at a contact time of 55 min. The calorific values results show increases in the calorific values for the two plants after the adsorption process. The CS plant increased from 4003.774 to 4458.059 Kcal.Kg-1. Whereas the VT plant increased from 3206.028 to 4120.330 Kcal.Kg-1. These values indicate the using possibility of the two plants as solid fuel by burning the dyed plants in emission controlled industrial facilities by applying the zero-waste concept.