ANAEROBİK ÇÜRÜTME ÇAMURU İLE PB(II) GİDERİMİ



Benzer belgeler
Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

ATIKSULARDA BULUNAN KURŞUN (II) İYONLARININ P.putida İLE BİYOSORPSİYONU

Üzüm Posası (Cibre) ile Sulu Çözeltilerden Ni(II) ve Zn(II) Giderimi

Elçin GÜNEŞ, Ezgi AYDOĞAR

TOA10 SULU ÇÖZELTİDEN ADSORPSİYON YÖNTEMİYLE NİTRİT GİDERİMİ

ACID RED 97 TEKSTİL BOYAR MADDESİNİN SARGASSUM ACİNARUM A BİYOSORBSİYONU

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

MOBİLYA ENDÜSTRİSİ ATIĞININ ALTERNATİF ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

KADMİYUM İÇEREN ATIK SULARIN İLERİ ARITIMINDA SU MERCİMEĞİ (LEMNA MINOR) BİTKİSİNİN KULLANILMASI *

TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ

KURŞUN (II) ve BAKIR (II) İYONLARININ P.putida İLE BİYOSORPSİYONUNDA DENGE, TERMODİNAMİK VE KİNETİK PARAMETRELER

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 3 Sayı: 2 Sh Mayıs 2001 DOĞAL ZEOLİTLERLE ATIKSULARDAN KURŞUN GİDERİMİ

Ultrasonik Aktifleştirilmiş Aktif Karbon ile Krom (VI) Adsorpsiyonu. Adsorption of Chromium (VI) on Ultrasonically Activated Active Carbon

UZMAN TOLGA BAAHDIR ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

YEMEK ATIKLARINDAN BİYOGAZ ÜRETİMİ

TEKSTİL BOYASI REAKTİF MAVİ 221 in POMZA ile ADSORPSİYONU

ŞELATLAYICI İYON DEĞİŞTİRİCİ REÇİNE VE LİFLERİN JEOTERMAL SULARDAN BOR GİDERİM PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

ELEKTROKOAGÜLASYON İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDELERİN GİDERİLMESİ

Proses Analizörleri ile Atıksu Arıtma Tesislerinde Enerji Verimli Kontrol Örnek Uygulamaları /

Deri Endüstrisi Atıksularından Kromun Çeşitli Alglerle Biyosorpsiyonu. Biosorption of Chromium from Tannery Effluents by Various Algae

ORMAN ATIKLARININ SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDE GİDERİMİNDE KULLANILMASI

KONYA ve SELÇUK ÜNÜVERSİTESİ KİMYA-1 (Çalıştay 2010) Temmuz (Çanakkale)

İŞLEM GÖRMÜŞ TAVUK TÜYÜ KULLANILARAK SULU ÇÖZELTİLERDEN AĞIR METAL İYONLARININ UZAKLAŞTIRILMASI

Atıksulardan istenmeyen maddelerin adsorpsiyonla gideriminin incelenmesi ve sistem tasarımı için gerekli parametrelerin saptanması.

DİĞER ARITMA PROSESLERİ

KURŞUN (II) İYONLARININ KESİKLİ REAKTÖRDE Rhizopus arrhizus'a ADSORBSİYONU

Akdeniz Üniversitesi

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ. Engin GÜRTEKİN 1, *

4. ÇÖZÜNÜRLÜK. Çözünürlük Çarpımı Kçç. NaCl Na+ + Cl- (%100 iyonlaşma) AgCl(k) Ag + (ç) + Cl - (ç) (Kimyasal dengeye göre iyonlaşma) K = [AgCl(k)]

1. Ulusal Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü Sempozyumu Kasım 2011, Tekirdağ,

RAPOR. O.D.T.Ü. AGÜDÖS Kod No: Kasım, 2008

Adsorpsiyon. Kimyasal Temel İşlemler

ATIKSULARDAKİ FENOL KİRLİLİĞİNİN BİYOSORPSİYON YÖNTEMİ İLE GİDERİMİNİN KESİKLİ SİSTEMDE İNCELENMESİ

Bursa OSB Atıksu Arıtma Tesisi

Biyolojik Besi Maddesi Gideren Atıksu Arıtma Tesisi Geri Devir Çamurunda Farklı Dezentegrasyon Uygulamalarının İncelenmesi

Çevre Biyoteknolojisi. BİYOTEKNOLOJİ 25.yıl

ANYON DEĞİŞTİRİCİ VE ÇÖZÜCÜ EMDİRİLMİŞ REÇİNELERİN SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) GİDERİM PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

İçme Sularının Dezenfeksiyonunda Çinko Oksit Nanomateryalinin Kullanımı

ALIQUAT-336 EMDİRİLMİŞ HP-20 ve HP-2MG REÇİNELERİYLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) GİDERİLMESİNDE POLİMER ADSORBAN TÜRÜNÜN ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ŞEKER PANCARI KÜSPESİNDEN AKTİF KARBON ELDE EDİLMESİ VE ATIKSULARDAN Cr(VI) GİDERİLMESİNDE KULLANILMASI

ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KODLU TEMEL ĠġLEMLER-1 LABORATUVAR DERSĠ DENEY FÖYÜ

BT 42 TİROSİNAZ ENZİMİNİN EKSTRAKSİYONU, SAFLAŞTIRILMASI VE FENOLLERİN GİDERİMİNDE KULLANIMI

Acid Blue 121 Boyar Maddesinin Muz Kabuğuna Kesikli Sistemde Adsorpsiyonunun Araştırılması

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

ÇEV-401/A DERS TANITIM FORMU

YÜZEY MODİFİYELİ Rhizopus arrhizus VE ŞEKER PANCARI KÜSPESİNİN ANYONİK VE KATYONİK BOYARMADDE BİYOSORPSİYONUNDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 1 sh. 1-9 Ocak 2002 KOT BOYAMA TEKSTİL ATIKSUYUNDA KALICI KOİ'NİN BELİRLENMESİ

REKOMBİNANT E.coli KÜLTÜRLERİ İLE ENZİM ÜRETİMİNİN KİNETİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Dilek KAZAN, Amable HOKTAÇSU ve Agnes ÇAMURDAN

FENOLÜN SULU ÇÖZELTİSİNİN DAMLAMALI YATAKLI REAKTÖRDE KATALİTİK ISLAK HAVA OKSİDASYONU

Çevre Kimyası 1, Örnek Çalışma Soruları

TOPRAKLARIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Konya-Altınapa Barajı Suyunun İçme Suyu Olarak Kullanılmasında Çözünmüş Hava Flotasyonu (DAF) Yönteminin Uygulanabilirliği

DEMİR ELEKTROTLU REAKTÖRDE KOİ, FOSFAT, RENK VE BULANIKLIK GİDERİMİ Tuba ÖZTÜRK a, Sevil VELİ b, Anatoli DİMOĞLO c, M.

İZSU - Halilbeyli Atıksu Arıtma Tesisi

The Activation Operation in Removal of Cu +2 through Biosorption Method and Its Effect on the Rates of Process ph Removal

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ DOĞAL ZEOLİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN METİLEN MAVİSİNİN ADSORPLANMASI

FİLTRASYON. Şekil 4.1. Bir kum filtresinin kesit görünümü 1 GENEL BİLGİ

Nikel(II) Ġyonlarının Sulu Çözeltiden Granül Aktif Karbon Üzerine Adsorpsiyonu

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİTİRME ÖDEVİ YAZIM KILAVUZU

Çevre Kimyası 1, Örnek Çalışma Soruları

Endüstriyel Su Arıtımına Uyarlanmış Çözümler

ALEV FOTOMETRESİ İLE SODYUM VE POTASYUM ANALİZİ. Alev fotometresinde kullanılan düzeneğin şematik gösterimi şekil 1 deki gibidir.

Ağır metallerin giderimi için düşük maliyetli adsorban olarak pirina kullanımı

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 13 Sayı: 41 sh Mayıs 2012

Kırılma Noktası Klorlaması

ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ NDE KİMYASAL PROSESLER

Sabit Yataklı Kolonda Düşük Maliyetli Adsorbent ile Boyarmadde Giderimi. Removal of Dyestuff by Cost-Efficient Adsorbent İn The Fixed Bed Column

ALKALİNİTE. 1 ) Hidroksitler 2 ) Karbonatlar 3 ) Bikarbonatlar

TÜBİTAK-BİDEB Lise Öğretmenleri (Fizik, Kimya, Biyoloji ve Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi Çalıştayı LİSE-2 (ÇALIŞTAY 2012) SUYUN DANSI

Üzüm Sapından Hazırlanan Aktif Karbon ile Sulu Çözeltilerden Ni(II) nin Giderimi

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

MEZBAHA ENDÜSTRİSİ ATIKSULARINDA MAGNEZYUM AMONYUM FOSFAT ÇÖKTÜRMESİ İLE AZOT GİDERİMİ

REAKTİF MAVİ 221 İN POMZA İLE ADSORPSİYONU VE KİNETİĞİ

TEKSTİL VE METAL SANAYİ ARITMA ÇAMURLARININ SUSUZLAŞTIRMA İŞLEMLERİNİN İNCELENMESİ

TEKĠRDAĞ ĠLĠ ARITMA ÇAMURLARININ DEĞERLENDĠRĠLMESĠ ÇALIġTAYI

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE SÜT ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ BİYOLOJİK ARITIMI

İlk çamur arıtım ünitesidir ve diğer ünitelerin hacminin azalmasını sağlar. Bazı uygulamalarda çürütme işleminden sonra da yoğunlaştırıcı

KİMYASAL DENGE. AMAÇ Bu deneyin amacı öğrencilerin reaksiyon denge sabitini,k, deneysel olarak bulmalarıdır.

Removal of Heavy Metal Ions Using Coal Washing Plant s Feed Material, Intermediate Product and Tailings as Adsorbents

BİYOLOJİK YÖNTEMLE ARITILAN KENTSEL ATIK SULARIN YENİDEN KULLANIMI İÇİN NANOFİLTRASYON (NF) YÖNTEMİNİN UYGULANMASI

Saccharomyces cerevisiae Hücreleri ile Ağır Metal Giderimi ve Metal Toleransı 1

Fenton ve Fenton-Benzeri İleri Oksidasyon Yöntemleri i le Acid Yellow 36 Boyar Maddesinin Giderimi

Ca ++ +2HCO 3 CaCO 3(s) +CO 2 +H 2 O 2 CEV3352

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

SON ÇÖKELTİM HAVUZU TASARIMI

g Na2HPO4.12H2O alınır, 500mL lik balonjojede hacim tamamlanır.

WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN

DİMETİL TEREFİTALAT ATIKSULARINDA ÜRETİM ENDÜSTRİSİATIKSULARINDAN ASETİK ASİTİN İYON DEĞİŞTİRME YÖNTEMİ İLE GİDERİMİNİN ARAŞTIRILMASI 1

AYÇİÇEK YAĞININ AĞARTILMASINDA ASİT AKTİF SEPİYOLİT VE BENTONİTİN KARŞILAŞTIRMALI OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI

BURSA HAMİTLER SIZINTI SUYU ARITMA TESİSİNİN İNCELENMESİ

Bu birikintilerin giderilmesi için uygun kimyasallarla membranlar zaman içinde yıkanarak tekrar eski verimine ulaştırılırlar.

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

Bir Anaerobik Çamur Çürütme Sisteminde Çeşitli Yük Parametrelerinin Sistem Verimine Etkileri

ET TAVUĞU VE BÜYÜKBAŞ HAYVAN GÜBRESİNDEN BİYOGAZ ÜRETİM POTANSİYELİ. Gamze Güngör a, Göksel N. Demirer a,b. a ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara

Transkript:

TMMOB Çevre Mühendisleri Odası V. ULUSAL ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ KONGRESİ ANAEROBİK ÇÜRÜTME ÇAMURU İLE PB(II) GİDERİMİ Emre Tokcaer (1) ve Ülkü Yetiş (2) (1) Araş. Gör., Çevre Mühendisi, etokcaer@metu.edu.tr (2) Prof. Dr., Öğretim Üyesi, uyetis@metu.edu.tr Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Eskişehir Yolu, Ankara ÖZ Bu çalışmada, anaerobik çürütme çamuru (AÇÇ) ile Pb(II) biyosorpsiyonu incelenmiştir. Deneylerde Ankara Atıksu Arıtma Tesisi nden alınan ham ve susuzlaştırılmış AÇÇ örnekleri kullanılmıştır. Bu iki farklı biyokütle kullanılarak; kesikli reaktörlerde, sorpsiyon dengesi ve sorpsiyon kinetiği deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ham AÇÇ ile yapılan deneylerde 1g biyokütlenin 8,5 mmol Pb(II) giderdiği gözlenmiştir. Aynı koşullar altında susuzlaştırılmış AÇÇ kullanılarak yapılan deneylerde ise, 1 g biyokütle için en fazla 2,5 mmol Pb(II) giderimi bulunmuştur. Her iki biyokütle için de, yapılan biyosorpsiyon deneylerinde çözelti sında bir artış belirlenmiş; başlangıç değeri olarak yaklaşık 4, 5, dan başlayan deneylerde, ham AÇÇ ile denge sı 8, a ulaşırken, susuzlaştırılmış AÇÇ ile bu değer 7,5 civarında kalmıştır. AÇÇ nin metal içeren atıksuların arıtımında kullanılmasını destekleyecek bir diğer gözlem ise işlem sonunda oluşan çamurun çok çabuk çökme özelliğine sahip, yoğun ve iri tanecikli bir çamur oluşudur. Bütün bu bulgular, giderim mekanizması içinde biyosorpsiyon dışında kimyasal çökelmenin de önemli rol oynadığını göstermektedir. Anahtar Sözcükler : Biyosorpsiyon, Pb(II) giderimi, anaerobik biyokütle PB(II) REMOVAL USING ANAEROBIC DIGESTER SLUDGE ABSTRACT Biosorption of Pb(II) using anaerobically digested sludge (ADS) is examined. Both raw and dewatered ADS samples taken from the Ankara city wastewater treatment plant have been tested. Batch isotherm and kinetic experiments have been conducted with synthetically produced Pb(II) solutions using both raw and dewatered ADS as biomass. It was found that up to 8.5 mmol of Pb(II) could be removed per gram of MLVSS added if raw ADS were used as the biomass. However, when dewatered ADS was used as biomass under the same experimental conditions, Pb(II) removal considerably decreased down to the level 2.5 mmol of Pb(II)/g of MLVSS. For both samples, there was an increase in the of the solution during biosorption. With raw ADS; the solution increased to an equilibrium value of 8. from an initial value of 4. 5.. However, the increase in the solution for dewatered ADS was relatively low and the equilibrium was 7.5. Another observation that supports the use of ADS in the treatment of heavy metal containing wastewaters was the formation of large floc particles, which tend to settle very fast, especially for raw ADS. Therefore, the major mechanisms involved during the process appeared to be not only biosorption but also precipitation. Keywords : Biosorption, Pb(II) removal, anaerobic biomass

GİRİŞ Endüstriyel faaliyetlerin ve teknolojik gelişmelerin bir sonucu olarak alıcı ortamlara ağır metal deşarjı sürekli artmaktadır. Gerek insan sağlığına, gerekse sudaki yaşama karşı toksik etkilerinden ötürü, ağır metallerin giderimi ve alıcı ortamla etkileşimleri konusunda çok sayıda araştırma gerçekleştirilmektedir. Ağır metal içeren atıksuların arıtımında iyon değiştirici, kimyasal çökeltme, ters osmos ve buharlaştırma gibi konvansiyonel teknolojilerin kullanımı sıklıkla yetersiz ve/veya çok pahalı olmaktadır (Çeribaşı ve diğerleri, 21). Son yıllarda; etkili, basit ve ekonomik bir arıtma teknolojisine yönelik araştırmalar, biyolojik kökenli malzemelerin metal sorplayıcı olarak incelenmesine yol açmıştır (Gonzalez ve diğerleri, 21). Bakteri, suyosunu (alg), mantar ve maya gibi çeşitli biyolojik türler denenmiş ve bazı biyolojik materyallerin çözeltideki metalleri alıkoyabildiği gösterilmiştir (Figueira ve diğerleri, 1999). Bu sonuç, metallerle biyolojik materyallerin hücre yapıları arasında yönlendirilmemiş bir fiziko kimyasal etkileşim olarak tanımlanan biyosorpsiyon prosesinin gelişmesini sağlamıştır (Figueira ve diğerleri, 1999). Ancak, temel olarak biyosorpsiyonun; yüzeyde tutunma ve hücre dışı polimerler ile kompleks oluşturma şeklinde gerçekleştiği düşünülmektedir. Biyosorpsiyon prosesi genelde çok kısa zamanda tamamlanan ve esas metal gideriminin olduğu birinci; ve onu takip eden, birinciye göre daha önemsiz ve yavaş ikinci adsorblama süreçlerinden oluşmaktadır. Birinci fazda katyonlar, hücre yüzeyindeki (-) yüklü bölgelere tutunurken, ikinci fazda metabolik prosesler sonucu metal biyosorplanmaktadır. Adsorblama mekanizmasını etkileyen faktörler: metal, metalin sistemde dağılımı, metal konsantrasyonu, biyokütle çeşidi ve konsantrasyonu ve çamur yaşı olarak bilinmektedir (Battistoni ve diğerleri, 1993). Ortam sı da, adsorbsiyonu etkileyen önemli faktörlerden biri olarak bilinmektedir. Ortamda bulunan hidroksil iyonları, metaller için, ligandlarla; hidrojen iyonları da mikrroorganizmalar üzerindeki adsorblama bölgeleri için metallerle sürekli yarış halindedir (Cheng ve diğerleri, 1975). Aynı zamanda, metalin çözünürlüğünü etkileyen bir faktör oluşu nedeniyle de önem taşımaktadır. Biyosorban olarak incelenmiş biyolojik türler arasında anaerobik çürütücü çamuru (AÇÇ) diğerlerine göre daha az dikkat çekmektedir. Artola vd., 1997 yılındaki çalışmalarında anaerobik çamurun ağır metal tutmasını incelemişlerdir (Artola ve diğerleri, 1997). Yakın geçmişte Haytoğlu vd. (21), Pb(II) gideriminde anaerobik biyokütle kullanımını araştırmış ve AÇÇ nin Pb(II) için çok yüksek bir kapasite gösterdiğini bulmuşlardır (Haytoğlu ve diğerleri, 21). Çalışmalarında laboratuar koşullarında yetiştirilmiş anaerobik çamur kullanan Haytoğlu vd., 125 mg Pb(II)/g biyokütle kapasite değeri bulmuşlardır. Bu değer, daha once literatürde hemen her çeşit biyokütle ile belirtilmiş kapasite değerlerinden çok daha yüksektir. Bu çalışmanın temel amacı AÇÇ nin ağır metal gideriminde kullanımı yönündeki incelemeleri daha ileri götürmek ve AÇÇ nin metal biyosorplama mekanizmalarının anlaşılmasına katkıda bulunmaktır. Metal olarak, endüstriyel atıksularda sıklıkla bulunan ve gerek ekositemlere gerekse insan sağlığına olumsuz etkileri bilinen Pb(II) seçilmiştir (Suh ve diğerleri, 21). DENEYSEL MATERYAL ve YÖNTEM malzeme Adsorpsiyon deneyleri sırasında kullanılan ham ve susuzlaştırılmış biyokütle örnekleri Ankara Sincan Evsel Atıksu Arıtma Tesisi nden alınmıştır. Tesis, biyolojik arıtma için konvansiyonel aktif çamur, ve çamur özümleme için ise anaerobik çürütme proseslerini kullanmaktadır. Ham AÇÇ örnekleri anaerobik çürütücü çıkışından, susuzlaştırılmış AÇÇ örnekleri ise mekanik susuzlaştırma ünitelerinin sonundan alınmıştır. Arıtma tesisinden laboratuara getirilen AÇÇ örnekleri herhangi bir metabolik aktivite oluşmasını ve dolayısıyla örneklerin özelliklerinin değişmesini önlemek amacıyla 4 C de buzdolabında tutulmuştur. Deneylerde kullanılacak ham AÇÇ yeterli çökme zamanı geçtikten sonra üstte kalan sulu kısım boşaltılarak konsantre edilirken, susulaştırılmış AÇÇ için herhangi bir ön işlem uygulanmamıştır. 444

Deneylerde kullanılan Pb(II) çözeltileri, PANREAC (Montplet and Esteban SL) tarafından üretilmiş Pb(NO 3 ) 2 tuzu ve saf su kullanılarak sentetik bir şekilde hazırlanmıştır. analitik yöntemler Alınan biyokütle örneklerinde; toplam katı madde, toplam organik katı madde ve askıda katı madde ölçümleri Standard Methods for Examination of Water and Wastewater isimli kaynakta verilen yöntemler takip edilerek gerçekleştirilmiştir (APHA, AWWA, 1995). biyosorpsiyon testleri Temel olarak, sorpsiyon kinetiği ve sorpsiyon denge (izoterm) testlerinden oluşan kesitli biyosorpsiyon deneyleri ile AÇÇ nin Pb(II) tutabilirliği incelenmiştir. Bu testlerde hem ham, hem de susuzlaştırılmış AÇÇ örnekleri kullanılmıştır. Ham AÇÇ örnekleriyle yapılan deneylerde kinetik ve izoterm testleri hem başlangıç sını ayarlamadan hem de ayarlayarak gerçekleştirilmiştir. Susuzlaştırılmış AÇÇ örnekleri ile yapılan tüm deneyler başlangıç sı ayarlanmadan gerçekleştirilmiştir. Başlangıç larının ayarlandığı deneylerde istenilen değerini elde etmek için farklı normalitelerde HNO 3 kullanışmıştır. Pb(II) çözeltilerinin hazırlanması için 25 mg/l konsantrasyonu olan stok çözelti kullanılmıştır. Tüm deneylerde sıcaklık 25 o C de sabit tutulmuştur. Tüm biyosorpsiyon testleri eşli setler olarak yapılmıştır. Biyosorpsiyon kapasitesi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanmıştır: V q = M (Formül 1) ( C C ) w m Formül 1 de q mmol/g cinsinden kapasiteyi, V çözelti hacmini (L), C ve C o (mg/l) çözeltideki başlangıç ve bitiş Pb(II) konsantrasyonlarını, M w Pb(II) nin moleküler ağırlığını (27,2 g/mol) ve m biyokütle miktarını (g) göstermektedir. sorpsiyon kinetik testleri Kinetik deneyler hem ham, hem de susuzlaştırılmış AÇÇ ile 25 o C sıcaklıkta yapılmıştır. Tüm kinetik deneylerde başlangıç Pb(II) konsantrasyonu 125 mg/l olarak ayarlanmıştır. 125 mg/l lik Pb(II) çözeltisi bir beherde hazırlanmış, içine 1g/L biyokütle konsantrasyonu sağlayacak miktarda ham veya susuzlaştırılmış AÇÇ eklenmiştir. Çözelti 5 saat süresince karıştırılırken belirli zaman aralıklarıyla örnekler alınmıştır. Her örnekleme sırasında da ölçülerek sorpsiyon süresince daki değişim izlenmiştir. Beş saat sonunda karıştırma işlemi durdurulmuş ve 1 saatlik çökeltme süreci sonunda son bir örnek daha alınmıştır. Tüm örnekler,45 µm lik filtre kağıdından geçirilmiş ve süzüntü sularının ları 2 ye ayarlanarak Pb(II) konsantrasyonu ölçülmüştür. Pb(II) ölçümleri için alevli atomik absorpsiyon spektrofotometri (AAS) cihazı (ATI Unicam 929) kullanılmıştır. sorpsiyon denge testleri Sorpsiyon denge testlerinde, çalkalamalı inkübatöre yerleştirilen 25 ml lik flasklar kullanılmıştır. Pb(II) derişimi 1 ile 25 mg/l arasında değişen 1 ml çözeltileri 25 ml hacimli flasklara konulmuş, gerekli olduğunda başlangıç ları da HNO 3 ile ayarlanmıştır. Sonra,,1 g biyokütle sağlayacak kadar ham veya susuzlaştırılmış AÇÇ flasklara eklenmiştir. Flasklar 24 saat boyunca 25 C sıcaklık 2 rpm devirde inkübatörde bekletilmiştir. Sorpsiyon kinetiği testlerinde dengeye ulaşmak için gereken zamanın 4 saat olarak belirlenmesi göz önünde bulundurularak, 24 saat gibi uzun bir süre beklenmiştir. Denge halinde flasklardan alınan örnekler,,45 µm filtre kağıdından geçirildikten sonra süzüntüdeki Pb(II) konsantrasyonu AAS tekniği kullanılarak belirlenmiştir. 445

BULGULAR ve TARTIŞMA SORPSİYON KİNETİĞİ Anaerobik biyokütle ile Haytoğlu vd. (21) tarafından yapılan önceki çalışmada sorpsiyon deneyleri için optimum sıcaklık 25 C olarak belirlenmiştir. Bu nedenle sorpsiyon kinetiği deneyleri sırasında sıcaklık 25 C ye ayarlanmış ve deneyler bu sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Pb(II) başlangıç konsantrasyonu 125 mg/l olarak ayarlanan deneyler, gerek ham, gerekse susuzlaştırılmış AÇÇ örnekleriyle paralel setler halinde yapılmıştır. Deneylerde başlangıç sı 4. 5. arasında değişmektedir. Elde edilen sonuçlar Şekil 1 ve 2 de verilmiştir. Şekil 1 de başlangıç sı 4 e ayarlanarak yapılan deney sonuçları da verilmiştir. Şekil 1 ve 2 de Pb(II) konsantrasyonun zamanla azaldığı ve dengeye ulaştığı görülmüştür. Konsantrasyondaki bu azalma ilk olarak oldukça hızlı gerçekleşirken, sonraları daha yavaş bir azalma görülmüştür. Ham AÇÇ ile ve başlangıç sı 4 e ayarlanarak yapılan deneylerde ilk 1 dakika içinde Pb(II) konsantrasyonu 135 mg/l den 65 mg/l ye kadar düşerken, 2,5 saat sonunda dengeye ulaşmış ve 25 mg/l Pb(II) konsantrasyonu ölçülmüştür. Hesaplanan kapasite değerlerinin ise arttığı ve dengede 5,3 mmol/g olduğu görülmüştür. Buna karşılık başlangıç sı ayarlanmadan ham AÇÇ ile yapılan deneylerde, ilk 1 dakika içinde Pb(II) konsantrasyonu 125 mg/l den 4 mg/l ye kadar düşmüş, sistem 2 saat sonunda dengeye ulaşmış ve Pb(II) konsantrasyonu sürekli 15 mg/l nin altında ölçülmüştür. Sistem dengeye ulaştığında ölçülen kapasite değeri ise 6. mmol/g olarak hesaplanmıştır (Şekil 1). Susuzlaştırılmış AÇÇ ile yapılan deneylerde ise, ilk 1 dakika içinde Pb(II) konsantrasyonu 1 mg/l den 75 mg/l ye kadar düşerken, 1 saat sonunda dengeye ulaşan sistemde Pb(II) konsantrasyonu 7 mg/l olarak ölçülmüş ve kapasite değeri de 1,4 mmol/g olarak hesaplanmıştır (Şekil 2). Sorpsiyon kinetiği testleri sırasında ayrıca çözelti sındaki değişim de izlenmiştir. Başlangıç sı 4 olarak ayarlanmış Pb(II) çözeltisine ham AÇÇ atılır atılmaz nın 5,3 olduğu daha sonra 1 dakika boyunca düştüğü ve 4,75 değerine ulaştıktan sonra deneyin sonuna kadar tekrar ve sürekli olarak arttığı ve 5,5 seviyesine geldiği görülmüştür. Başlangıç sı ayarlanmadan ham AÇÇ kullanılarak yapılan deneylerde ise, biyokütle atılır atılmaz nın 5,24 seviyesine kadar yükseldiği daha sonra 5 dakika boyunca düştüğü ve 4,7 değerine ulaştıktan sonra deneyin sonuna kadar tekrar ve sürekli olarak arttığı ve 6,73 seviyesine geldiği görülmüştür (Şekil 3). Susuzlaştırılmış AÇÇ kullanılan deneylerde ise biyokütle atıldığında nın 5,47 değerine çıktığı daha sonra sürekli azalarak, yaklaşık 2 saat sonra 4,97 değerine ulaşarak dengelendiği görülmüştür (Şekil 4). 14 7 12 6 1 5 C (mg/l 8 6 C (Başlangıç =4) C ( ayarlanmadan) q (Başlangıç =4) 4 3 q (mmol/g q ( ayarlanmadan) 4 2 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 Zaman (dak) Şekil 1. Ham AÇÇ ile zamana bağlı Pb(II) giderimi. 446

14 3,5 12 1 C q 3, 2,5 C (mg/ 8 6 2, 1,5 q (mmol/ 4 1, 2,5, 5 1 15 2 25 3 35 4 Zaman (dak) Şekil 2. Susuzlaştırılmış AÇÇ ile zamana bağlı Pb(II) giderimi. 7, 6,5 6, 5,5 5, 4,5 (Başlangıç =4) ( ayarlanmadan) 4, 5 1 15 2 25 3 35 4 Zaman (dak) Şekil 3. Ham AÇÇ ile Pb(II) gideriminde zamana bağlı değişimi. 5,6 5,4 5,2 5, 4,8 4,6 4,4 4,2 4, 5 1 15 2 25 3 35 4 Zaman (dak) Şekil 4. Susuzlaştırılmış AÇÇ ile Pb(II) gideriminde zamana bağlı değişimi. 447

SORPSİYON DENGESİ AÇÇ nin Pb(II) biyosorplama kapasitesini ölçmek üzere yapılan sorpsiyon denge testlerinde; başlangıç sı 4 e ayarlandığında ham AÇÇ için maksimum biyosorpsiyon kapasite değeri 7 mmol/g olarak hesaplanırken, başlangıç sı ayarlanmadan yapılan deneylerde bu değer 8,5 mmol/g olarak bulunmuştur (Şekil 5). Başlangıç sı 4 e ayarlanarak yapılan deneylerde bulunan bu yüksek kapasite değerleri (7mmol/g =145 mg/g), laboratuar ölçeğinde büyütülen anaerobik çamur ile Haytoğlu vd. (21) tarafından belirlenmiş değerlerle çok yakın sonuçlar vermiştir. Susuzlaştırılmış AÇÇ ile elde edilen biyosorpsiyon kapasitesi ise sadece 2,5 mmol/g olarak hesaplanmış, bu değerin ham AÇÇ için elde edilen değerlerden daha düşük olduğu gözlenmiştir (Şekil 6). Farklı biyolojik çamurların Zn(II) giderimi üzerine etkisinin incelendiği bir çalışmada, Artola vd. (1992) bir arıtma tesisinden aldıkları farklı çamur örneklerini kullanmış ve Zn(II) biyosorpsiyonu için en iyi çamur türlerini yoğunlaştırılmış, anaerobik ve susuzlaştırılmış çamur olarak belirlemişlerdir. (Artola ve diğerleri, 1992) 1 9 8 7 q (mmol/g 6 5 4 3 2 1 q (Başlangıç =4) q ( ayarlanmadan) 2 4 6 8 1 12 Ce (mg/l) Şekil 5. Ham AÇÇ izoterm eğrileri. 3,5 3, 2,5 q (mmol/ 2, 1,5 1, q,5, 2 4 6 8 1 12 14 16 18 Ce (mg/l) 448 Şekil 6. Susuzlaştırılmış AÇÇ izoterm eğrisi. Ağır metallerin biyosorpsiyonu üzerine daha önce yapılan çalışmalarda çözelti sının biyosorpsiyonu etkileyen önemli bir parametre olduğu belirtilmiştir (Artola ve diğerleri, 1997, Matheickal ve diğerleri, 1999). Çözeltideki metal matrisi ve biyosorban olarak kullanılan malzemenin hücre duvarındaki asidik fonksiyonel gruplar, biyokütlenin çözelti sına göre farklı davranışlarını açıklayan nedenler olarak gösterilmiştir (Artola ve diğerleri, 1997, Haytoğlu ve diğerleri, 21). Yapılan sorpsiyon izoterm deneylerinin tümünde denge

larının başlangıç larından daha yüksek olduğu gözlenmiş ve başlangıç Pb(II) konsantrasyonu ile denge sı arasında bir ilişki olduğu belirlenmiştir (Şekil 7). Buna göre ham ve susuzlaştırılmış AÇÇ kullanılan deneylerde benzer biyosorpsiyon mekanizmalarının etkili olduğu düşünülmektedir.ham AÇÇ kullanılarak yapılan sorpsiyon testleri sonuçları, başlangıç sı ayarlanmadığı koşullarda, yüksek başlangıç derişimleri için, başlangıç sının 4. e ayarlandığı koşullara göre daha iyi Pb(II) gideriminin gerçekleştiğini göstermiştir. Yaklaşık 14 mg/l den daha düşük başlangıç Pb(II) konsantrasyonlarında ise, Pb(II) giderim kapasitesinin her iki koşulda da aynı olduğu gözlenmiştir (Şekil 8). Yüksek başlangıç Pb(II) derişimlerinde, düşük başlangıç sı ayarlandığı koşullarda; daha düşük denge sına paralel olarak, daha düşük kapasite ve giderim değerleri elde edilmesi, Pb(II) tutulması neticesinde gerçekleştiği düşünülen OH salınımının yüksek Pb(II) giderimi sağlayabilen mekanizmanın düşük değerlerinde etkin olamaması şeklinde speküle edilmiştir. Nitekim, Pb(II) içeren atıksu ile biyokütlenin temas ettirilmesi sonrasında oluştuğu gözlenen bulanıklık ya da çökelme, precipitasyonun etkin bir mekanizma olduğunu işaret etmiştir. Pb(II) nin çökebildiği olan yaklaşık 5.5 sonrasında özellikle biyokütle yüzeyinde ve devamında süspansiyon içerisinde bu oluşumun söz konusu olduğu düşünülmüştür. 8,5 8, 7,5 7, 6,5 e (Başlangıç =4) i (Başlangıç =4) e ( ayarlanmadan) i ( ayarlanmadan) 6, 5,5 5, 4,5 4, (a) 3,5 5 1 15 2 25 3 Ci (mg/l) 8,5 8, 7,5 7, e i 6,5 6, 5,5 5, 4,5 (b) 4, 5 1 15 2 25 Ci (mg/l) Şekil 7. Ham (a) ve Susuzlaştırılmış (b) AÇÇ kullanılan izoterm deneylerinde değişimi. 449

Sorpsiyon dengesinin, hem Freundlich hem de Langmuir modellerine uyumu test edilmiş, ancak yapılan hesaplamalar, bu modellerin genel olarak AÇÇ ile Pb(II) giderimini tarif edemediğini göstermiştir. Freundlich adsorpsiyon modelinin her koşulda sistemi tanımlamadığı; Langmuir modelinin ise yüksek korelasyon katsayıları verdiği görülmektedir (Tablo 1). Ancak, kimyasal çökelme mekanizmasının etkin olduğunun düşünüldüğü Pb(II) gideriminde, bu modellerin geçerli olmaması beklenmelidir. 8,5 9 8, 8 7,5 7 7, 6,5 6, 5,5 e (Başlangıç =4) e ( ayarlanmadan) q (Başlangıç =4) q ( ayarlanmadan) 6 5 4 3 q (mmol 5, 2 4,5 1 4, 5 1 15 2 25 3 Ci (mg/l) Şekil 8. Ham AÇÇ kullanılan izoterm deneylerinde denge sı ve kapasitenin başlangıç Pb(II) konsantrasyonuna göre değişimi. Tablo 1. İzoterm deneylerinde Freundlich ve Langmuir modelleri için hesaplanmış katsayılar. Freundlich Langmuir BİYOKÜTLE K n (mg/g)(l/mg) 1/n R 2 q max b R 2 (mg/g) (L/mg) Ham AÇÇ (Baş. = 4.) Ham AÇÇ (Baş. ayarlanmamış) Susuzlaştırılmış AÇÇ (Baş. ayarlanmamış) 7.553 598.721 1429.7.9977 6.477 651.5911 1667.2.9991-17.513 58.322 294 -.15.6286 SONUÇ Su içeriği oldukça düşük, neredeyse katı halde olduğu için sürekli metal giderim sistemi uygulamalarında kolaylık sağlayacağı düşünülen, susuzlaştırılmış AÇÇ nin, sıvı halde olan ham AÇÇ ye oranla, Pb(II) gideriminde daha az etkili olduğu görülmüştür. Ham AÇÇ ile 8,5 mmol/g Pb(II) biyosorpsiyon kapasitesine ulaşılırken, susuzlaştırılmış AÇÇ ile ancak 2,5 mmol/g biyosorpsiyon kapasitesine ulaşılmıştır. Ham AÇÇ ile tespit edilen değer, bugüne kadar ulaşılmış en yüksek değerdir. Bununla birlikte, ham AÇÇ için çok daha yüksek bir Pb(II) giderim hızı gözlenmiş, gerçek uygulamalarda susuzlaştırılmış AÇÇ ye göre bu açıdan daha etkili olacağı düşünülmüştür. Ham AÇÇ ile elde edilen yüksek Pb(II) giderim değerleri, çözeltideki artışıyla da ilişkilendirilmiş, dengede ölçülen değerlerinin hem başlangıç 45

çözelti sından, hem de Pb(II) nin çökelme sından yüksek çıktığı gözlenmiştir. Dolayısıyla Pb(II) gideriminde biyosorpsiyonun yanısıra kimyasal çökelmenin de etkili olduğu düşünülmüştür. Ayrıca, deneyler sonunda oluşan çamurun yoğun ve çabuk çöken bir çamur olduğu gözlenmiştir. KAYNAKLAR APHA, AWWA, WEP, 1995. Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 19th edition. United Book Press. Baltimore. Artola A., Rigola M., 1992. Selection of Optimum Biological Sludge for Zinc Removal from Wastewater by a Biosorption, Process. Biotech. Letters. 14(12), 1199-124 Artola A., Balaguer M D., Rigola M., 1997. Heavy Metal Binding to Anaerobic Sludge. Wat. Res. 31(5), 997-14 Battistoni P., Fava G., Ruello M. L., 1993. Heavy Metal Shock Load in Activated Sludge Uptake and Toxic Effects, Wat. Res. 27(5), 821-827 Ceribasi H I., Yetis U., 21. Biosorption of Ni(II) and Pb(II) by Phanerochaete chrysosporium from a binary metal system Kinetics. Water SA. 27(1), 1-6 Cheng M.H., Patterson J.W., Minear R.A., 1975. Heavy Metals Uptake by Activated Sludge, Journal WPCF Figueira M M., Volesky B., Mathieu H J., 1999. Instrumental Analysis Study of Iron Species Biosorption by Sargassum Biomass. Environ. Sci. Tecnol. 33(11), 184-1846 Gonzalez M. E. R., Williams C., Gardiner P. H. E., 21. Study of Mechanisms of Cadmium Biosorption by Dealginated Seaweed Waste. Environ. Sci. Technol. 35(14), 325-33 Haytoglu B., Demirer G N., Yetis U., 21. Effectiveness of Anaerobic Biomass in Adsorbing Heavy Metals. Wat. Sci. Tech. 44(1), 245-252 Matheickal J. T., Yu Q., Woodburn G. M., 1999. Biosorption of Cd(II) from Aqueous Solutions by Pre-treated Biomass of Marine Algae Durvillaea Potatorum. Wat. Res., 33(2), 335-342 Suh J. H., Kim S. S., Song S. K., 21. Inhibition effect of initial Pb(II) concentration on Pb(II) Accumulation by Saccharomyces cerevisia and Aureobacidium pullulans. Bioresource Tech., 79, 99-12 451