Abstract
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.
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).
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.
Project Number
2021/2-2 YLS
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 | Environmental Engineering |
| Authors | |
| Project Number | 2021/2-2 YLS |
| Publication Date | March 15, 2023 |
| Submission Date | July 7, 2022 |
| Published in Issue | Year 2023 |