Atıksulardan Çeşitli Adsorbanlarla Arsenik Giderimi

Abstract

Bilinen en eski zehirlerden biri olan arsenik, sulu ortamlarda +3 değerlikli arsenit ve +5 değerlikli arsenat iyonları halinde bulunur. Yüksek mobilitesi nedeniyle su, hava ve toprak arasındaki transferi kolaydır. Mobilitesi ve yüksek zehirliliği, arseniğin atıksularda kontrolünü zorunlu kılmaktadır. Metalurji, tarım, ormancılık, elektronik, ilaç, cam, seramik gibi endüstrilerin atıksularında yeralan arsenik için deşarj standartları, Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği’nde belirtilmiş olup, deşarj noktasına göre 3 ya da 10 ppm düzeyindedir. Günümüzde çevre bilincinin her geçen gün artması sebebiyle, standartlar sürekli olarak yeniden düzenlenmekte, kanunlar sıkılaştırılmaktadır. Bu nedenle, tüm giderim proseslerinde olduğu gibi, arsenik içeren atıkların arıtımında da daha etkin ve ekonomik yöntemlerin geliştirilmesi gereklidir. Koagülasyon/filtrasyon, kireçle yumuşatma, adsorpsiyon prosesleri, iyon değişimi ve membran prosesleri atıksulardan arsenik gideriminde kullanılan tekniklerdir. Adsorpsiyon prosesleri, adsorban çeşitliliği, işlem kolaylığı ve ekonomikliği dolayısıyla en sık başvurulan yöntemdir. Bu çalışmada, endüstriyel atıksulardan arsenat ve arsenitin aktif karbon ve chitosan adsorpsiyonu yoluyla giderimi incelenmiş; etkinliği en üst düzeyde tutacak operasyon şartları belirlenmiştir. Belirlenen şartlarda, kinetik ve termodinamik analizler yapılmış; uygun adsorpsiyon izotermleri ile adsorpsiyon tanımlanmıştır. Adsorbanlar asidik, bazik ve nötr ortamlarda rejenere edilmiştir. Uygun operasyon şartları, yalnızca arsenik iyonları içeren sentetik çözeltiler ile belirlenmiş; en uygun koşullar altında, atıksulardan arsenik giderimi deneyleri yürütülmüştür. Giderimde ulaşılan seviyeyi arttırmak amacıyla, her iki malzeme de kimyasal modifikasyona tabi tutulmuş ve modifiye malzemeler giderim etkinliği bakımından ham malzemeler ile kıyaslanmıştır. Önerilen modifikasyonlar sayesinde hem sentetik, hem de gerçek koşullarda tutunma miktarlarının artmasını sağlanmıştır.

Arsenic, well known with its toxic nature since ancient times, exists mainly as arsenite (+3) and arsenate (+5) in aqueous media. Arsenic is highly mobile and thus, can easily be transfered between water, soil and air. Regarding its mobility and toxicity, remediation of wastewaters bearing arsenic is crucial. Effluents of metallurgy, agriculture, forestry, electronics, pharmaceutical, glass and ceramics industries are likely to be contaminated with arsenic. Discharge standards set by regulation of water pollution control in our country, are 3 or 10 ppm differing by the point of discharge. Discharge standards are being continuously revised and lowered. Thus, the need for efficacious and economic methods for removal of arsenic species from industrial wastes is obvious. Coagulation/filtration, lime softening, ion exchange, adsorption and membrane processes are methods currently applied for arsenic removal. Adsorption is one of the most favorable methods due to its advantages such as various available adsorbents, economic and easy nature of process. In this study, operation conditions for attaining efficacious removal of arsenic species from industrial wastewaters by adsorption onto activated carbon and chitosan have been determined. At these conditions, kinetic and thermodynamic analysis have been made. Adsorption has been characterized by best fit isotherms. Adsorbents were regenerated in acidic, basic and neutral media. Optimal conditions were determined by synthetic solutions involving only arsenic species and then they were tested by real effluents. In order to increase the adsorptive capacity of raw adsorbents, chemical modifications were applied and the capacities of modified materials were compared to that of raw ones. By the aid of applied modifications, the extent of removal was substantially improved both from synthetic and real media.