Fitoremediasyonla Kontrollü Şartlarda Bazı Ağır Metallerin Giderimi ve Kinetiğinin İncelenmesi

Abstract

Çalışmanın amacı, Phragmites australis bitkisi kullanarak ağır metal içeren evsel atıksuda bulunan kirletici parametrelerin, pilot ölçekli yapay sulak alan sisteminde arıtılabilirliğini araştırmaktır. Bu amaçla; düşey akış prensibine göre işletilen reaktörlere, yatay akış prensibine göre işletilen yapay sulak alan reaktörleri seri olarak bağlanmış ve farklı dolgu malzemelerinin kullanıldığı 4 adet kademeli arıtım sistemi oluşturulmuştur. Ortam malzemesinin atıksu arıtımına etkisini değerlendirmek üzere, kaba ve ince çakıl yanında her bir sette farklı bir dolgu malzemesi (kaolinit, gidya, zeolit ve kontrol reaktörü) kullanılmıştır. Çalışmada geliştirilen düzeneklerin performansının izlenmesi için, bir yıl boyunca aylık olarak her bir setin giriş ve çıkışında KOI, AKM, TN, TP, NO2-N, NO3-N, NH4-N ve bazı ağır metallerin (Pb+2, Cu+2, Zn+2 ve Ni+2) konsantrasyonları ve pH ölçümleri yapılmıştır. Pilot ölçekli yapay sulak alan sistemlerinde hangi metalin hangi oranda gideriminin sağlanacağı ile ilgili ön değerlendirme yapabilmek için adsorpsiyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Adsorban malzemelerinin metal seçicikleri ve giderim kinetikleri incelenmiştir. Zeolit, kaolin ve gidya ile gerçekleştirilen rekabetli adsorpsiyon çalışmasının sonuçlarına göre; zeolit için adsorplanma sırası Pb+2>Cu+2>Zn+2>Ni+2, kaolin için adsorplanma sırası Pb+2>Cu+2>Zn+2>Ni+2,gidya için adsorplanma sırası Cu+2>Ni+2>Zn+2>Pb+2 olarak belirlenmiştir. Benzer sonuçlar pilot ölçekli sistemlerde de gözlenmiştir. İlave dolgu malzemesi kullanımı kirletici parametrelerin giderimin verimini arttırmıştır. Kullanılan dolgu malzemelerinden en etkin ağır metal giderimi zeolit ile sağlanmıştır. İlave dolgu malzemesi kullanılmayan kontrol reaktörü ile kıyaslandığında AKM gideriminde % 13 KOİ gideriminde % 10, NH4-N gideriminde % 21, TN gideriminde % 21, TP gideriminde % 18, Pb gideriminde % 24 Cu gideriminde % 17, Zn gideriminde % 7ve Ni gideriminde % 8 artış sağlanmıştır. Anahtar Sözcükler: Yapay sulak alan; Phragmites australis; zeolit; gidya; kaolinit.

The purpose of this study to investigate of treatmentability of pilot-scale constructed wetland by using Phragmites australis in domestic wastewater pollutant parameters. For this purpose, the constructed wetland reactors, operated on the principle of vertical flow reactors were connected in series to the constructed wetland reactors, operated in the principle of horizontal flow reactors and four teatment system has been established atedo using different package materials. In addition to the coarse and fine gravel, different materials (zeolite, gyttja and kaolinite) were used in each sets, to assess the impact of the filter materials on the wastewater treatment. Chemical oxygen demand, suspended solids, total nitrogen, total phosphorus concentrations and pH were measured monthly for a year at inflow and outflow of the constructed wetlands to monitor the performance of developed systems. Adsorption studies were examined to make a preliminary assessment of the rate of metal removal in pilot scale constructed wetland. Metal selectivity and removal kinetics of adsorbents were examined. According to the results of competitive adsorption study performed with zeolite kaolinite and gyttja, selectivity sequence of metals for zeolite, kaolinite and gyttja were Pb+2>Cu+2>Zn+2>Ni+2, Pb+2>Cu+2>Zn+2>Ni+2 and Cu+2>Ni+2>Zn+2>Pb+2 respectively. The use of additional filter materials has increased the efficiency of removal of pollutants. Most effective heavy metal removal was provided by using zeolite in the materials used. Compared to control reactor, TSS, COD, NH4-N, TN, TP, Pb, Cu, Zn and Ni removal were increased by % 13, % 10, % 21, % 21, % 18, % 24, % 17, % 7 and % 8 respectively. Key Words: Constructed wetlands; Phragmies australis; zeolite; gyttja; kaolinite.