Hem doğal nedenler hem de insan aktiviteleri sonucu oluşan sudaki bor kirliliği ciddi bir problemdir. Bor yaşayan organizmaların hayatını olumsuz etkiler. Dünya Sağlık Örgütü içme suyundaki bor derişiminin 0,5 mg/L'nin altında olması gerektiğini belirtmiştir. Sulardaki yüksek derişimdeki bordan kaynaklanan çevre problemlerini önlemek için borun uygun bir metotla uzaklaştırılması gerekir. Su ve atık sudan borun uzaklaştırılmasında birçok fizikokimyasal proses vardır. Ana prosesler; koagülasyon-çöktürme, oksitler üzerine adsorpsiyon, temel değiştiriciler ile iyon değişimi, kompleksleşmeden sonra membran filtrasyonu,ters osmoz, elektrodiyaliz, donnan diyalizdir. Membran prosesleri arasında Donnan diyaliz, sulu çözeltiden iyonik formdaki değerli metallerin konsantre edilmesi veya geri kazanılmasında oldukça büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, Donnan diyaliz metodunun uygulanabilirliği, ticari anyon değiştirici membranlar kullanılarak sulu çözeltilerden bor iyonunun uzaklaştırılmasında araştırıldı. Tüm membranlar yüzey modifikasyonu için ECR plazma (Electron Cyloctron Resonance Plasma) ile muamele edildi. Plazma ile modifiye edilmiş ve edilmemiş anyon değiştirici membranların bor uzaklaştırılmasına etkisi incelendi. Membranlardaki yüzey morfolojisindeki değişiklikler, SEM, AFM ve Temas açı resimleriyle gösterildi. Donnan diyaliz deneyleri, besleme fazı derişimi ve farklı değerlikli iyonlar gibi çeşitli parametrelerle gerçekleştirildi. Literatürden elde edilen verilere göre de optimum pH 9,5 olarak seçildi. Donnan diyaliz şartları altında borun akış değerleri (J) ve geri kazanım faktörü (RF) hesaplandı ve en yüksek J ve RF değerleri faklı değerlikli iyonların besleme fazı çözeltisinde olmadığı zaman elde edildi. İlave olarak plazma ile modifiye edilmiş anyon değiştirici membranlar ile borun akış değerinde bir artış gözlenmiştir. Bu durum anyon değiştirici membranın yüzey morfolojisinin değişmesiyle açıklanabilir. Anahtar Kelimeler: Donnan Diyaliz, Anyon Değiştirici Membran, Bor Uzaklaştırılması...
The boron pollution in water is a serious problem and can occur due to both natural reasons and human activity. Boron affects the reproductability of living organisms. The World Human Organization requires boron concentration in drinking water to be below 0,5 mg/L. In order to prevent the environmental problems from high concentration of boron in waters, boron should be removed by an appropriate method. There are several physicochemical treatment processes typically used to remove boron from water and wastewater. The main process are coagulation precipitation, adsorption on oxides, ion exchange with basic exchangers, membrane filtration after complexation, reverse osmosis, electrodialysis and donnan dialysis. Among the membrane processes, Donnan dialysis (DD) is of great importance for recovery or concentrating of valuable metals in ionic form from the aqueous solution. In this study the applicability of the Donnan Dialysis method was investigated for the boron removal from aqueous solution by using commercial anion exchange membranes. All of the membranes were also treated by Electron Cyloctron Resonance Plasma (ECR) for surface modification. The effect of the boron removal was studied through plasma modified and unmodified anion exchange membranes. The changes in the surface morphology of both membranes were illustrated with SEM, AFM and Contact Angle, as well. Donnan dialysis experiments were carried out different parameters such as feed phase concentration and different valences ions from the data of the literature, the optimum pH was chosen as 9,5. Under Donnan dialysis conditions, flux values (J) and recovery factor (RF) of boron were calculated and the highest J and RF values were obtained when the different valences ions were absent in feed phase. In addition, an increase of boron flux has been observed with plasma-modified anion exchange membranes. This situation can be explained with changing surface morphology of anion exchane membrane. Keywords: Donnan Dialysis, Anion Exchange Membrane, Boron Removal.
Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, 2007.
Kaynakça var.
Hem doğal nedenler hem de insan aktiviteleri sonucu oluşan sudaki bor kirliliği ciddi bir problemdir. Bor yaşayan organizmaların hayatını olumsuz etkiler. Dünya Sağlık Örgütü içme suyundaki bor derişiminin 0,5 mg/L'nin altında olması gerektiğini belirtmiştir. Sulardaki yüksek derişimdeki bordan kaynaklanan çevre problemlerini önlemek için borun uygun bir metotla uzaklaştırılması gerekir. Su ve atık sudan borun uzaklaştırılmasında birçok fizikokimyasal proses vardır. Ana prosesler; koagülasyon-çöktürme, oksitler üzerine adsorpsiyon, temel değiştiriciler ile iyon değişimi, kompleksleşmeden sonra membran filtrasyonu,ters osmoz, elektrodiyaliz, donnan diyalizdir. Membran prosesleri arasında Donnan diyaliz, sulu çözeltiden iyonik formdaki değerli metallerin konsantre edilmesi veya geri kazanılmasında oldukça büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, Donnan diyaliz metodunun uygulanabilirliği, ticari anyon değiştirici membranlar kullanılarak sulu çözeltilerden bor iyonunun uzaklaştırılmasında araştırıldı. Tüm membranlar yüzey modifikasyonu için ECR plazma (Electron Cyloctron Resonance Plasma) ile muamele edildi. Plazma ile modifiye edilmiş ve edilmemiş anyon değiştirici membranların bor uzaklaştırılmasına etkisi incelendi. Membranlardaki yüzey morfolojisindeki değişiklikler, SEM, AFM ve Temas açı resimleriyle gösterildi. Donnan diyaliz deneyleri, besleme fazı derişimi ve farklı değerlikli iyonlar gibi çeşitli parametrelerle gerçekleştirildi. Literatürden elde edilen verilere göre de optimum pH 9,5 olarak seçildi. Donnan diyaliz şartları altında borun akış değerleri (J) ve geri kazanım faktörü (RF) hesaplandı ve en yüksek J ve RF değerleri faklı değerlikli iyonların besleme fazı çözeltisinde olmadığı zaman elde edildi. İlave olarak plazma ile modifiye edilmiş anyon değiştirici membranlar ile borun akış değerinde bir artış gözlenmiştir. Bu durum anyon değiştirici membranın yüzey morfolojisinin değişmesiyle açıklanabilir. Anahtar Kelimeler: Donnan Diyaliz, Anyon Değiştirici Membran, Bor Uzaklaştırılması...
The boron pollution in water is a serious problem and can occur due to both natural reasons and human activity. Boron affects the reproductability of living organisms. The World Human Organization requires boron concentration in drinking water to be below 0,5 mg/L. In order to prevent the environmental problems from high concentration of boron in waters, boron should be removed by an appropriate method. There are several physicochemical treatment processes typically used to remove boron from water and wastewater. The main process are coagulation precipitation, adsorption on oxides, ion exchange with basic exchangers, membrane filtration after complexation, reverse osmosis, electrodialysis and donnan dialysis. Among the membrane processes, Donnan dialysis (DD) is of great importance for recovery or concentrating of valuable metals in ionic form from the aqueous solution. In this study the applicability of the Donnan Dialysis method was investigated for the boron removal from aqueous solution by using commercial anion exchange membranes. All of the membranes were also treated by Electron Cyloctron Resonance Plasma (ECR) for surface modification. The effect of the boron removal was studied through plasma modified and unmodified anion exchange membranes. The changes in the surface morphology of both membranes were illustrated with SEM, AFM and Contact Angle, as well. Donnan dialysis experiments were carried out different parameters such as feed phase concentration and different valences ions from the data of the literature, the optimum pH was chosen as 9,5. Under Donnan dialysis conditions, flux values (J) and recovery factor (RF) of boron were calculated and the highest J and RF values were obtained when the different valences ions were absent in feed phase. In addition, an increase of boron flux has been observed with plasma-modified anion exchange membranes. This situation can be explained with changing surface morphology of anion exchane membrane. Keywords: Donnan Dialysis, Anion Exchange Membrane, Boron Removal.