Veteriner antibiyotikleri içeren atıksuların ardışık fiziksel ve kimyasal işlemlerle doğal deniz malzemeleri kullanılarak arıtılması
Proje no. 21070 · Durum: Kapanmış · 2019
Özet
Bu tez çalışmasının amacı, veteriner antibiyotikleri içeren atık suların arıtılmasının uygulanabilirliğini incelemektir. Tekli (adsorpsiyon ve ileri oksidasyon yöntemleri) ve hibrit (adsorpsiyon ardından katalitik ıslak hava oksidasyonu veya foto Fenton benzeri oksidasyon) işlemlerinin performansları, mürekkep balığı kemiği bazlı adsorbanlar ve katalizörlerin varlığında test edilmiştir. Doğal deniz malzemesinden (mürekkep balığı kemiği, MBK) hazırlanan yenilikçi, uygun maliyetli ve çevre dostu adsorbanların ve MBK destekli katalizörler (CuFe2O4/MBK ve LaCuO3/MBK) hazırlanmış ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. MBK adsorbenti için SEM, XRD, FTIR, BET; katalizörler için ise SEM, XPS, XRD, FTIR, BET, VSM karakterizasyonları yapılmıştır. İlk aşamada, adsorpsiyon ve ileri oksidasyon yöntemleri ayrı ayrı test edilmiş, uygun çalışma koşulları belirlenmiştir. Deneysel plan Minitab17 programı ve yanıt yüzey yöntemi (Box-Behnken tasarımı) kullanılarak oluşturulmuştur. Parametrik çalışma sonunda optimum koşullar belirlenmiş ve bu optimum koşullarda farklı sıcaklıklarda deneyler yapılarak kinetik çalışma sonuçları elde edilmiştir. Mürekkep balığı kemiği adsorbenti ile en iyi oksitetrasiklin hidroklorür giderimi optimum koşulları 24% giderim için 0.09 g/L adsorbent, pH 8 ve 282 rpm olarak belirlenmiştir. Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich izoterm modelleri üzerinde çalışılmış ve Temkin izotermi en uygun izoterm olarak seçilmiştir. Birinci ve ikinci dereceden kinetik modeller incelenmiş ve birinci dereceden kinetik model en uygun model olarak seçilmiştir. CuFe2O4/MBK katalizörü ile gerçekleştirilen foto Fenton-benzeri oksidasyon yönteminde, %70 giderim için 1.5 g/L CuFe2O4/MBK pH 4 ve 4.76 mM hidrojen peroksit konsantrasyonu optimum koşul olarak belirlenmiştir. LaCuO3/MBK katalizörü ile gerçekleştirilen foto-Fenton benzeri oksidasyon yönteminde, %83 giderim için 0.77 g/L LaCuO3/MBK, pH 4 ve 3.46 mM hidrojen peroksit konsantrasyonu optimum koşul olarak belirlenmiştir. CuFe2O4/MBK katalizörü ile yapılan kinetik çalışmada en uygun model ikinci dereceden iki aşamalı model olarak seçilmiştir. LaCuO3/MBK katalizörü ile yapılan kinetik çalışmada en uygun model ikinci dereceden tek aşamalı model olarak seçilmiştir. Katalitik ıslak hava oksidasyonu yönteminde CuFe2O4/MBK katalizörü seçilip, 0.5 g/L CuFe2O4/MBK, pH 4 ve 100°C optimum koşulunda %75 giderim elde edilmiştir. Son adım olarak da hibrit çalışma için ilk adımları adsorpsiyon olacak şekilde diğer yöntemler optimum koşullarında adsorpsiyon çıkışına uygulanmıştır ve sırasıyla %73, %88 ve %66 giderim elde edilmiştir. Gerçekleştirilen kinetik çalışmada en uygun model birinci dereceden iki aşamalı model olarak seçilmiştir.