Tezin birinci fazının ana amacı karbon nanotüplerin adsorpsiyon süreciyle sulardan doğal organik madde (DOM) gideriminin araştırılmasıdır. Karbon nanotüp modifikasyonu, dozu ve DOM türünün DOM giderim kinetiğine ve nihai giderim miktarlarına olan etkileri incelenmiştir. Asitle modifikasyon sonucu karbon yüzey fonsiyonel grupların değiştiği tespit edilmiştir. Orijinal çok duvarlı karbon nanotüplerin DOM tutma kapasiteleri modifiye edilmiş olanlardan oldukça yüksektir. Orijinal çok duvarlı karbon nanotüp yüzeyleri tercihen DOM’un yüksek miktarda UV absorplayan fraksiyonunu gidererek UV değerlerinde %80 varan giderim verimleri sağlanmıştır. Yüksek DOM adsorpsiyon kapasitelerine dayanarak orijinal çok duvarlı karbon nanotüplerin sulardan DOM gideriminde ve dezenfeksiyon sırasında oluşan karsinojenik dezenfeksiyon yan ürünlerini kontrol açısından umut verici yeni bir adsorban olabilir.Tez çalışmasının ikinci fazının ana çalışmanın amacı, deri atıksularında renk ve KOİ gideriminde seramik ultrafiltrasyon (UF) ve mikrofiltrasyon (MF) membranların performansını araştırmaktır. Sabit basınçta, membranların ortalama gözenek boyutu arttıkça akılar artış göstermiştir. Testler sonucunda, % 95 renk giderimi ve 9140 Pt-Co kadar yüksek olan renk değeri 10 Pt-Co ’ta düşmüştür. UF membranlar da KOİ giderim test tüm basınçlarda için % 58 ile % 90 arasında değişmektedir. KOİ giderimi genellikle membran basıncının 1 den 4 bar artması ile artırılmıştır. Ham suda maksimum % 90 KOİ giderimi 4 bar membranın basınçta ile 10 nm gözenek boyutunda elde edilmiştir. Tüm membran testleri için, permeate akısı membranlaraki tıkanma nedeniyle azalır. Tıkanma kimyasal temizlik prosedürlerini uygulayarak etkili bir giderildi. Sonuç olarak son derece kirli deri atıksularında seramik ultrafiltrasyon sistemleri ile etkili bir arıtım sağlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Atıksu, Doğal Organik Madde, Dezenfeksiyon Yan Ürünü, İçme suyu, Karbon Nanotüp, Seramik Membran
The main objective of first phase was to investigate the removal of natural organic matter (NOM) through adsorption using carbon nanotubes from various natural sources. The impacts ofcarbon nanotubes modification, particle size fraction, dose and NOM source on the ultimate extent and rate of NOM removal were studied. Modification with acid changed the surface properties of carbon nanotubes pumice particles. Carbon nanotubes surfaces preferentially removed high UV-absorbing fractions of NOM, with UV absorbance reductions up to 80%. Modified carbon nanotubes exhibited low NOM uptakes. Based on high NOM adsorption capacities, carbon nanotubes may be a promising novel adsorbent in removing NOM and controlling the formation of disinfection by-products from waters.The objective of second phase was to investigate the treatment of highly polluted tannery wastewater with ceramic membranes. The impacts of membrane pore size and pressure on permeate flux and chemical oxygen demand (COD) and color reduction was examined. All experiments were performed at a lab-scale, cross-flow ceramic membrane test unit. Three different single-channel tubular ceramic membrane modules (γ-Al2O3, Media and Process Technology, Inc., USA) were used with average pore sizes of 10, 50 and 200 nm. Wastewater sample was obtained from the effluent of tannery organised industrial district. Permeate flux is reduced due to membrane fouling after all operation and fouling was removed effectively by using chemical cleaning procedures. More than 95% of color removal was consistently achieved with both UF membranes. COD reductions ranged between 58 and 90% for all pressures of UF membranes tested in the wastewater. As the tested pressure of the UF ceramic membranes increased, COD and color reduction also increased. Ceramic UF membranes with 10 nm average pore size could be used in removing COD and color from highly polluted tannery wastewater. Keywords: Ceramic Membrane, Disinfection by-product, drinking water, carbon nanotubes, natural organic matter, Wastewater
Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, 2015.
Kaynakça var.
Tezin birinci fazının ana amacı karbon nanotüplerin adsorpsiyon süreciyle sulardan doğal organik madde (DOM) gideriminin araştırılmasıdır. Karbon nanotüp modifikasyonu, dozu ve DOM türünün DOM giderim kinetiğine ve nihai giderim miktarlarına olan etkileri incelenmiştir. Asitle modifikasyon sonucu karbon yüzey fonsiyonel grupların değiştiği tespit edilmiştir. Orijinal çok duvarlı karbon nanotüplerin DOM tutma kapasiteleri modifiye edilmiş olanlardan oldukça yüksektir. Orijinal çok duvarlı karbon nanotüp yüzeyleri tercihen DOM’un yüksek miktarda UV absorplayan fraksiyonunu gidererek UV değerlerinde %80 varan giderim verimleri sağlanmıştır. Yüksek DOM adsorpsiyon kapasitelerine dayanarak orijinal çok duvarlı karbon nanotüplerin sulardan DOM gideriminde ve dezenfeksiyon sırasında oluşan karsinojenik dezenfeksiyon yan ürünlerini kontrol açısından umut verici yeni bir adsorban olabilir.Tez çalışmasının ikinci fazının ana çalışmanın amacı, deri atıksularında renk ve KOİ gideriminde seramik ultrafiltrasyon (UF) ve mikrofiltrasyon (MF) membranların performansını araştırmaktır. Sabit basınçta, membranların ortalama gözenek boyutu arttıkça akılar artış göstermiştir. Testler sonucunda, % 95 renk giderimi ve 9140 Pt-Co kadar yüksek olan renk değeri 10 Pt-Co ’ta düşmüştür. UF membranlar da KOİ giderim test tüm basınçlarda için % 58 ile % 90 arasında değişmektedir. KOİ giderimi genellikle membran basıncının 1 den 4 bar artması ile artırılmıştır. Ham suda maksimum % 90 KOİ giderimi 4 bar membranın basınçta ile 10 nm gözenek boyutunda elde edilmiştir. Tüm membran testleri için, permeate akısı membranlaraki tıkanma nedeniyle azalır. Tıkanma kimyasal temizlik prosedürlerini uygulayarak etkili bir giderildi. Sonuç olarak son derece kirli deri atıksularında seramik ultrafiltrasyon sistemleri ile etkili bir arıtım sağlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Atıksu, Doğal Organik Madde, Dezenfeksiyon Yan Ürünü, İçme suyu, Karbon Nanotüp, Seramik Membran
The main objective of first phase was to investigate the removal of natural organic matter (NOM) through adsorption using carbon nanotubes from various natural sources. The impacts ofcarbon nanotubes modification, particle size fraction, dose and NOM source on the ultimate extent and rate of NOM removal were studied. Modification with acid changed the surface properties of carbon nanotubes pumice particles. Carbon nanotubes surfaces preferentially removed high UV-absorbing fractions of NOM, with UV absorbance reductions up to 80%. Modified carbon nanotubes exhibited low NOM uptakes. Based on high NOM adsorption capacities, carbon nanotubes may be a promising novel adsorbent in removing NOM and controlling the formation of disinfection by-products from waters.The objective of second phase was to investigate the treatment of highly polluted tannery wastewater with ceramic membranes. The impacts of membrane pore size and pressure on permeate flux and chemical oxygen demand (COD) and color reduction was examined. All experiments were performed at a lab-scale, cross-flow ceramic membrane test unit. Three different single-channel tubular ceramic membrane modules (γ-Al2O3, Media and Process Technology, Inc., USA) were used with average pore sizes of 10, 50 and 200 nm. Wastewater sample was obtained from the effluent of tannery organised industrial district. Permeate flux is reduced due to membrane fouling after all operation and fouling was removed effectively by using chemical cleaning procedures. More than 95% of color removal was consistently achieved with both UF membranes. COD reductions ranged between 58 and 90% for all pressures of UF membranes tested in the wastewater. As the tested pressure of the UF ceramic membranes increased, COD and color reduction also increased. Ceramic UF membranes with 10 nm average pore size could be used in removing COD and color from highly polluted tannery wastewater. Keywords: Ceramic Membrane, Disinfection by-product, drinking water, carbon nanotubes, natural organic matter, Wastewater