Demir ve manganın karbonatça zengin killer üzerinde adsorpsiyonu / Adsorption of iron and manganese on the carbonate-rich clays

Abstract

Bu çalışma ile çevre ve insan sağlığı açısından büyük sorunlar oluşturan Fe+2 ve Mn+2ağır metallerinin düşük maliyetli ve giderim verimi yüksek bir yöntem olan adsorpsiyon yöntemi kullanılarak, sulardan giderimi amaçlanmıştır. Bu iki ağır metalin giderilmesinde adsorban olarak Şanlıurfa İlinin İsaören, Maşuk ve Aşık bölgelerinden temin edilen doğal toprak killeri kullanılmıştır. Batch metoduna göre yapılan çalışmalarda denge süresine Maşuk kili üzerinde demir ve mangan adsorpsiyonuna 40 dk'da ulaşılmıştır. Maşuk kili üzerinde demir adsorpsiyonunda en düşük adsorban dozundan itibaren yüksek adsorbsiyon verimine ulaşmış, adsorban dozunun artmasıyla demir adsorbsiyonunda pek değişiklik görülmemiştir.Mangan adsorbsiyonu ise adsorban dozunun artmasıyla yükselmiştir. Demir adsorbsiyonunda her üç adsorban için başlangıç metal konsantrasyonları arttıkça adsorbsiyon verimide yükselmiştir. Mangan adsorsiyonunda her üç adsorban için başlangıç metal konsantrasyonları arttıkça adsorbsiyon verimi önce yükselmiş sonra düşmeye başlamıştır. Demir adsorpsiyonunda İsören ve Maşuk adsorbanları üzerinde düşük pH değerlerinde yüksek adsorbsiyon verimlerine ulaşılmış, Aşık adsorbanı üzerinde ise pH 7'den itibaren adsorpsiyon yükselmiştir, Mangan adsorbsiyonunda her üç adsorban için pH'nın artmasıyla adsorbsiyon yükselmiştir. Demir adsorbsiyonunun her üç adsorban üzerinde sıcaklık değişiminden etkilenmediği, mangan adsorbsiyonunda ise İsaören ve Maşuk adsorbanı üzerinde sıcaklığın artmasıyla adsorbsiyon yükselirken Aşık adsorbanı üzerinde sıcaklığın artmasıyla adsorbsiyon azaldığı görülmüştür. İsaören, Maşuk ve Aşık killeri üzerinde Demir adsorpsiyonunun Freundlich izotermine uyum sağladığı ancak langmiur izotermine uyum sağlamadığı görülmüştür. Mangan adsorpsiyonunun ise bütün killer üzerinde Freundlich ve Langmiur adsorpsiyon eşitliğine uyum sağladığı görülmüştür. Yapılan çalışmalar, her üç kilinde iyi adsorban malzeme olabileceği, her üç adsorbanın da demiri mangana göre daha iyi adsorbe ettiği sonuçlarını vermiştir. The purpose of this study is the removal of heavy metals Fe+2and Mn+2, causing significant problems for human health, from water through adsorption which is a low-cost method with a high efficiency of removal. Natural clays obtained from İsaören, Maşuk and Aşık regions of Sanlıurfa province were used as absorbents in the removal of these two heavy metals. In the studies conducted with Batch method, equilibrium time was achieved in 40 min. with an adsorption of iron and manganese on Maşuk clay. Not many changes were observed in iron adsorption due to an increase in the dose of adsorbent that achieved the highest level of adsorption efficiency from the lowest dose of adsorbent. Manganese adsorption increased as a result of an increase in the dose of adsorbent. Efficiency of adsorption increased with theincreasing of initial metal concentration for each three adsrobents. As the initialmetal concentration for each three adsorbent increased in manganese adsorption, the efficiency of adsorption first increased but then started to fall. While high efficiency of adsorption was achieved in iron adsorption on İsören and Maşuk adsorbents with low pH values, adsorption increased on only Aşık clay after pH 7. Manganese adsorption improved with the increasing of pH levels for each three adsorbent. Each of three adsorbents in iron adsorption was not affected by a temperature change while adsorption increased with a temperature rise on İsaören and Maşuk adsorbents regarding manganese adsorption. Adsorption decreased on Aşık adsorbent as the temperature increased. It was observed that iron adsorption on İsaören, Aşık and Maşuk clays did not accommodate to Langmuir and Freundlich isotherms. However, it was observed that manganese adsorption complied with Freundlich adsorption equality on Aşık clay adsorbent and adsorption on İsaören and Maşuk clays complied with Freundlich isotherm model with Maşuk adsorption on both adsorbents. These studies showed that each of three clays could be good adsorbent materials and that these three adsorbents adsorbed iron better when compared to manganese.