Polimer Destekli Ultrafiltrasyon Yöntemi İle Atık Sulardan Ağır Metal İyonlarının Seçimli Olarak Ayrılması

Abstract

Hem günümüzün mevcut membran teknolojisi ve bunların endüstriyel boyutta uygulamaları hem de geleneksel çözeltiden metal eldesine yönelik çalışmalar incelendiğinde, yüksek lisans tezi kapsamında yapılan çözünmüş metal iyonlarının membran sistemlerinde polimer yardımıyla seçimli olarak kazanımı çalışmaları bilimsel olarak seçimli ayırma konusunda yeni bir sayfa açarken, çeşitli endüstriyel uygulamalara uyum sağlayabilecek yeni nesil bir teknolojinin bir çeşit uygulaması olmuştur. Seçimli olarak ayrılması düşünülen kadmiyum (Cd+2) ve nikel (Ni+2) iyonları ile ilk önce ayrı ayrı deneyler yapılmış bunların sonucunda deney parametreleri olan pH ve sıcaklığın süzüntü miktarı ve konsantrasyonu üzerine yaptığı etki gözlenip modellenmiştir. Bu tek tip iyonlu deneylerde ayrıca bu metal iyonlarının hangi koşullar altında tamamen çözeltiden ayrılacağı saptanmıştır. İlk deneylerde ortaya çıkan ayrılma koşullarındaki farklılıklar ve ayrıca literatür taraması sonucunda bulunan polimer ve polimer-metal komplekslerinin titrasyon deneyleri ile bulunan protonasyon grafiklerinden faydalanılarak seçimli bir ayırma yapılabileceği gözlenmiştir. Bu bağlamda hazırlanan çözeltilere her iki metal iyonundan (Cd+2 ve Ni+2) eşit miktarda konup aralarındaki ayrılma koşulları, çalışma parametreleri incelenmiştir.Polimerin deneysel olarak elde edilen protonasyon grafiği ve karışım çözeltisi ile yapılan deney verileri modellenmiştir. Deneyin yapıldığı parametreler dahilinde polimer mekanizması açıklanmaya çalışılmıştır. Diğer yandan karışım deneylerinin çalışma parametrelerinden pH ve sıcaklığın süzüntü oranına birikimli olarak etkisi modellenlenmiştir. Deney sırasında alınan numunelerin ayrı ayrı analiz sonuçlarının karşılaştırılması ardından mevcut deney ayarlarında süzüntü içerisinde kadmiyumun nikele göre 5 kat zenginleşebileceği gözlenmiştir. Dahası bu zenginleşmenin gösterimi için kurulan model sonucu daha iyi bir ayırmanın önünün açık olduğu gösterilmiştir.

When todays present membrane technology and its application in industrial scale and conventional method studies about metal recovery from solutions, both had been investigated within this master thesis frame, it has been noticed that the studies on selective recovery of dissolved metal ions with polymer supported membrane systems has opened a new page for scientifically selective separation and it had been a kind of practice for a kind of new generation technology that could be adapted to different kinds of industrial application. The effects of pH and temprature as experimental parameters on flux rate and metal concentration had been investigated and modelled with the results of experiments that had been done firstly with the planned selective recovery ions cadmium (Cd+2) and nickel (Ni+2) separately. By ion recovery experiments that had been started with a solution consisting polymer and one type of metal ion, the conditions in which the metal ions could be extracted from the solution had been determined. With the differences appared in the separation conditions of two type of ions at the first experiments and also with the researches in literature about the polymer and polymer-metal complexes protonation grafics that had been fixed by titration methods, it had been investigated that a selective separation could be demonstrated. The separation conditions and operation parameters had been investigated by adding two type of ions (Cd+2 and Ni+2) in a polimer solution at the same quantity. The experimentally fixed pronation graphic of the polymer and the results of the experiments done with the mixed ion solution had been modelled. The polymer mechanism in the range of experimental parameters had been tried to be explained. On the other hand the effects of pH and temperature as experimental parameters on deposited flux rate had been modelled for the mixed ion solution experiments. After the compression of the ion concentration analysis of mixture experiment flux samples prepared for each ion type, it had been observed that cadmium could be enriched 5 times for nickel. Moreover this, it had been observed that this enrichment coefficient had an open end, so it can be said that concentration coefficient value can be better depending on the same model.