Fabrika Atığı Çaylarının Sulu Çözeltilerden Ağır Metal İyonlarının Uzaklaştırılmasında Adsorban Olarak Kullanılması

Abstract

11 FABRİKA ATIĞI ÇAYLARIN SULU ÇÖZELTİLERDEN AĞIR METAL İYONLARININ UZAKLAŞTIRILMASINDA ADSORBAN OLARAK KULLANILMASI ÖZET Karboksilik ve fenolik gruplarca zengin bir yapıya sahip olan Fabrika Atığı Çay (FAÇ), sulu çözeltilerden Cu (II) ve Cd (II) iyonlarının tekli ve yarışmalı sistemlerden uzaklaştırılması için adsorban olarak kullanılmıştır. FAÇ materyalinin adsorban olarak kullanılabilmesi için, öncelikle çözeltiye verdiği rengin giderilmesi gerekmektedir. Bu amaçla, nötral (saf su), kuvvetli bazik (NaOH çözeltisi) ve bazik (Na2CÛ3 çözeltisi) karakterli çözeltilerle yıkanmıştır. Bu çözeltilerin adsorpsiyon üzerine etkisi incelenmiştir. Sulu çözeltilerden, Cu (II) ve Cd (II) iyonlarının hazırlanan adsorban tarafından tekli ve yarışmalı adsorpsiyonuna etki eden temas süresi, çözeltinin pH değeri ve adsorban miktarı gibi parametreler çalışılmıştır. Bütün sistemler için optimum temas süresi 60 dakika ve optimum pH değeri pH=5-6 olarak belirlenmiştir. Optimum deneysel koşullarda FAÇ materyalinin adsorpsiyon kapasitesi, saf su ile yıkama için Cu(H)tekii=8,64±0,53, Cu(II)yanşmall=6,65±0,31, Cd(II)tekii=ll,29±0,48, Cd(II)yarışmah=2,59+0,26 mg/g; NaOH çözeltisi ile yıkama için Cu(II)tekii=ll,13±0,43, Cu(II)yanşmaiı=9,59±0,62, Cd(II)tekii=14,36±0,51, Cd(II)yanşmaiı=:6,84±0,57 mg/g; Na2CÛ3 çözeltisi ile yıkama için Cu(II)tekli=10,52±0,37, Cu(II)yanşmalI=9,09±0,50, Cd(II)tekli=13,98±0,35, Cd(II)yanşmaıI=6,41±0,59 mg/g olarak belirlenmiştir. Tüm sistemler için metal iyonlarının adsorpsiyon verilerinin Freundlich izoterm modeline uyduğu belirlenmiştir (r2= 0,900-0,995). Adsorpsiyonun, iyon değişimi, kompleks oluşumu ve yüzeyde adsorpsiyon mekanizmalarının katıldığı ortak bir mekanizmayla gerçekleştiği düşünülmektedir. Geri almabilirlik çalışmaları sonucunda tüm sistemlerde 0,1 M HC1 ile % 96,49-97,23 oranında bir geri kazanım elde edilmiştir. Çalışma sonucunda, çay üretim sürecinde fabrikalarda yan ürün olarak ortaya çıkan FAÇ materyalinin sulu çözeltilerden metal iyonlarının uzaklaştırılmasında adsorban olarak etkin bir biçimde kullanılabileceği deneysel olarak belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Fabrika atığı çay, adsorpsiyon, bakır, kadmiyum.Ill THE REMOVAL OF HEAVY METAL IONS FROM AQUEOUS SYSTEMS BY USING FACTORY WASTE TEA ABSTRACT The factory waste tea contains a number of carboxylic and phenolic groups accounted for the removal of heavy metal ions from aqueous systems. The adsorption ability of the factory waste tea obtained from various tea-processing factories in Black Sea Region was investigated for the removal of Cu (II) and Cd (II) from single (non-competitive) and binary (competitive) aqueous systems. Prior to the experiments, soluble and coloured components of the tea waste were removed by washing with neutral (pure water), strong base (NaOH) and weak base (NaaCOs) solutions until a colourless solution of tea waste were obtained. Adsorption of the investigated heavy metal ions by tea waste strongly depends on pH, contact time, the initial concentration of the heavy metal ions and adsorbent dosage. The optimum contact time and the optimum pH values were experimentally determined as 60 minutes and 5-6 respectively for both metal ions in the studied systems. The maximum adsorption capacities of Cu (II) and Cd (II) for per g tea waste were calculated as Cu(II)single=8,64±0,53, Cu(II)binaiy=6,65+0,31, Cd(II)si'gle= 11,29+0,48, Cd(II)binaiy=2,59±0,26 mg/g for pure water; Cu(II)singIe= 11,13+0,43, Cu(II)binary=9,59±0,62, Cd(II)single=14,36±0,51, Cd(II)binaty=6,84±0,57 mg/g for NaOH; Cu(II)singie= 10,52+0,3 7, Cu(II)b;nary=9,09±0,50, Cd(II)singie=l 3,98+0,35, Cd (II)binary=6,4 1+0,59 mg/g for Na2C03 washing respectively. The experimental data for the studied systems fitted to the Freundlich isotherm model excellently (1^=0.900-0.995). However the actual mechanism is not known well, it is thought that ion exchange, complexation and electrostatic interactions play important roles in the overall adsorption process. Percent recoveries calculated by adding 0,1 M HC1 were between 96,49 and 97,23 % in the studied systems. The results show that tea-processing factory waste, which has a very low economical value, may be used effectively in the removal of metal ions from aqueous systems for the environmental cleaning purposes. Key Words: Factory waste tea, adsorption, copper, cadmium.