Demir (II, III) Oksit (Fe3O4) Nanopartiküller Kullanılarak Tekstil Atıksularının Arıtılması

İrem Ayranpınar; Ahmet Duyar; Serdar Göçer; Melike Kozak; Emre Oğuz Köroğlu; Kevser Cırık

doi:10.17780/ksujes.1142242

TR EN

Demir (II, III) Oksit (Fe3O4) Nanopartiküller Kullanılarak Tekstil Atıksularının Arıtılması

Öz

Demir (II, III) oksit (Fe3O4) nanopartiküller, ortamdaki kirletici maddeleri adsorbe ederek hızla uzaklaştırması özelliğinden dolayı atıksu arıtımında kullanılabilen manyetik nanopartikül türlerinden biridir. Demir (II, III) oksit (Fe3O4); yüksek rejenerasyon verimi, geniş yüzey alanı ve manyetik özelliklere sahiptir. Fe3O4 partiküllerinin adsorpsiyon kapasitesi, kullanılan partikülün boyutuna ve kirletici konsantrasyonuna bağlı olarak değişkenlik gösterir. Ek olarak, demir oksit maddelerin bu türlerinde, reaksiyon bittikten sonra bir mıknatıs kullanılarak partiküller kolaylıkla ortamdan uzaklaştırılabilir. Daha sonra adsorbe edilen kirleticiler katalizör kullanılarak partikülden ayrıştırılarak partikül tekrar kullanılabilir. Bu çalışmada, kimyasal olarak sentezlenen Fe3O4 nanopartikül kullanılarak adsorpsiyon yöntemi ile tekstil Atıksularının arıtılması incelenmiştir. Adsorpsiyon performansı, farklı Fe3O4 konsantrasyonlarında (250-750 mg/L) ve temas sürelerinde (5-45 dakika) incelenmiştir. Elde edilen optimum reaksiyon süresi ve adsorban konsantrasyonu sırasıyla 30 dakika ve 250 mg/L olarak bulunmuştur. Optimum şartlar altında toplam organik karbon (TOK), renk ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) giderimi sırasıyla %25,94, %51,64 ve %66,68 olarak gözlemlenmiştir. Sonuçlar, manyetik nanopartiküller kullanılarak yapılan adsorpsiyon işleminin tekstil atıksularında KOİ ve renk kirleticilerinin uzaklaştırılmasında oldukça etkili olduğunu, ancak TOK miktarında önemli bir değişiklik gözlemlenmediğini göstermiştir. Tekstil atık sularının arıtılmasına yönelik demir oksit nanopartikül uygulaması deşarj standartlarını sağlamasa da çeşitli arıtma proseslerindeki kirlilik yükünü azaltmak için ön arıtm veya ileri arıtım yöntemi olarak kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler

TREATMENT OF TEXTİLE WASTEWATER USİNG IRON (II, III) OXİDE (Fe3O4) NANOPARTİCLES

Abstract

Iron (II, III) oxide (Fe3O4) nanoparticles are one of the magnetic nanoparticle types that can be used in wastewater treatment due to their ability to adsorb and rapidly remove pollutants in the environment. Iron (II, III) oxide (Fe3O4); It has high regeneration efficiency, large surface area and magnetic properties. The adsorption capacity of Fe3O4 particles varies depending on the particle size and pollutant concentration used. In addition, in these types of iron oxide substances, the particles can be easily removed using a magnet after the reaction is over. Then the adsorbed pollutants can be separated from the particle using a catalyst and the particle can be reused. In this study, the treatment of textile wastewater by adsorption method using chemically synthesized Fe3O4 nanoparticles was investigated. Adsorption performance was investigated at different Fe3O4 concentrations (250-750 mg/L) and contact times (5- 45 minutes). The optimum reaction time and adsorbent concentration obtained were found to be 30 minutes and 250 mg/L, respectively. Total organic carbon (TOC), color and chemical oxygen demand (COD) removals under optimum conditions were observed as 25.94%, 51.64% and 66.68%, respectively. The results showed that the adsorption process using magnetic nanoparticles was very effective in removing COD and color pollutants in textile wastewater, but no significant change was observed in the amount of TOC. Although the application of iron oxide nanoparticles for the treatment of textile wastewater does not meet the discharge standards, it can be used as a pre- treatment or advanced treatment method to reduce the pollution load in various treatment processes.

Keywords

Supporting Institution

BAP

Project Number

2021/2-2 YLS

Thanks

Bu araştırma, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi Koordinasyon Birimi tarafından 2021/2-2 YLS hibesi ile desteklenmiştir.

References

Darwesh, O. M., Matter, I. A., & Eida, M. F. (2019). Development of peroxidase enzyme immobilized magnetic nanoparticles for bioremediation of textile wastewater dye. Journal of Environmental Chemical Engineering, 7(1), 102805.
Gonawala, K. H., & Mehta, M. J. (2014). Removal of color from different dye wastewater by using ferric oxide as an adsorbent. Int J Eng Res Appl, 4(5), 102-109.
Kestioğlu, K., & Yalılı, M. (2006). Yüksek KOİ içerikli tekstil atıksularının kimyasal çökeltim ve adsorpsiyon yöntemleriyle arıtılabilirliği. Ekoloji, 15(59), 27-31.
Nassar, N. N., Marei, N. N., Vitale, G., & Arar, L. A. (2015). Adsorptive removal of dyes from synthetic and real textile wastewater using magnetic iron oxide nanoparticles: thermodynamic and mechanistic insights. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 93(11), 1965-1974.
Özyonar, F., & Karagözoğlu, B. (2012). Elektrokoagülasyon Prosesi ile Tekstil Sanayi Atıksuyunun Arıtımı Treatment of Textile Wastewater by Electrocoagulation Process. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 28(1), 29-37.
Sakallıoğlu, H. (2013). Manyetik nanopartiküller üzerine desteklenmiş Schiff bazi türevi metal komplekslerinin sentezleri ve katalitik etkinliklerinin incelenmesi (Doctoral dissertation, Yüksek Lisans Tezi. Çukuova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü).

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Environmental Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

İrem Ayranpınar ^*
0000-0001-8132-3490
Türkiye

Ahmet Duyar
0000-0001-8850-8308
Türkiye

Serdar Göçer
0000-0003-0443-8045
Türkiye

Melike Kozak
0000-0001-6985-3587
Türkiye

Emre Oğuz Köroğlu
0000-0002-6027-6792
Türkiye

Kevser Cırık
0000-0002-1756-553X
Türkiye

Publication Date

March 15, 2023

Submission Date

July 7, 2022

Acceptance Date

October 20, 2022

Published in Issue

Year 2023 Volume: 26 Number: 1

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.1142242

IZ

https://izlik.org/JA37EU26FK

Cite

RIS / Bibtex

APA

Ayranpınar, İ., Duyar, A., Göçer, S., Kozak, M., Köroğlu, E. O., & Cırık, K. (2023). Demir (II, III) Oksit (Fe3O4) Nanopartiküller Kullanılarak Tekstil Atıksularının Arıtılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(1), 1-7. https://doi.org/10.17780/ksujes.1142242

Cited By

Preparation of Waste Fabric Based Activated Carbon and Determination of Adsorption Performance Using Methylene Blue

Journal of the Turkish Chemical Society Section B: Chemical Engineering

https://doi.org/10.58692/jotcsb.1355600

Effect of UV and Hydrothermal Artificial Aging on Mechanical, Thermal and Morphological Properties of Epoxy and Green Chemistry Synthesized Fe2O3 Nanoparticle Filled Epoxy Composites

Polymer Composites

https://doi.org/10.1002/pc.70290