Çeşitli yöntemlerle tarımsal atıklardan üretilen aktif karbonların karakterizasyonu ve kesikli sistemde boyar madde giderimine uygulanması

Bu çalışmada Reactive Black 5 ve Vat Yellow 33 'ün sulu ortamdan uzaklaştırılmasında tarımsal kaynaklı olan 8 farklı aktif karbon kullanılmıştır. Ayrıca ceviz kabuğu ve şeftali çekirdeğinden üretilen bu aktif karbonların özellikleri de belirlenmiştir.Üretilen bu aktif karbonlar içerisinden Reactive Black 5 ve Vat Yellow 33'ü adsorplama kapasitesi en yüksek olan ceviz ve şeftali hammaddelerinden elde edilen aktif karbonlarla kesikli sistemde adsorpsiyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Başlangıç pH'sının, boyar madde başlangıç konsantrasyonunun, süre ve sıcaklığın adsorpsiyon verimine etkileri araştırılmış, sıcaklığa bağlı olarak elde edilen denge verilerine Langmuir, Freundlich ve Temkin izoterm modelleri uygulanmıştır. Seçilen aktif karbonlar ile gerçekleştirilen Reactive Black 5 ve Vat Yellow 33 adsorpsiyonun en iyi Langmuir modeline uyum sağladığı bulunmuştur. 30 oC'de ŞF 700 ve CF 700 ile gerçekleştirilen Reactive Black 5 adsorpsiyonunda Langmuir adsorpsiyon kapasitesi 61,35 mg/L - 42,86 mg/ L, ŞK 700 ve CK 700 ile gerçekleştirilen Vat Yellow 33 adsorpsiyonunda Langmuir adsorpsiyon kapasitesi 95,24 mg/L ? 75,76 mg/L olarak hesaplamıştır.Kesikli sistemde gerçekleştirilen boyar madde adsorpsiyonunda hız kontrol basamağını belirlemek amacıyla dış kütle transfer katsayıları ve iç difüzyon katsayıları belirlenmiştir. Ayrıca boyar madde adsorpsiyonunda, adsorpsiyon kinetiğini incelemek üzere deneysel verilere birinci ve ikinci mertebe pseudo kinetik modeller uygulanarak, her bir sistem için kinetik sabitler hesaplanmıştır. Yapılan adsorpsiyon prosesleri için en uygun modelin pseudo ikinci mertebe kinetik model olduğu tespit edilmiştir. Bu modelden elde edilen hız sabitleri kullanılarak Arrhenius eşitliğinden hesaplanan aktivasyon enerjileri 5,59 kj/mol - 16,75 kJ/mol arasında değişmektedir. Langmuir enerji sabiti kullanılarak termodinamik parametreler hesaplanmış ve adsorpsiyon prosesinin endotermik olduğu tespit edilmiştir.Deneysel çalışmada elde edilen veriler kullanılarak yapay sinir ağlarının adsorpsiyon veriminin tahmin edilmesinde uygulanabilirliği araştırılmış ve elde edilen sonuçlar deneysel verilerle ile karşılaştırılmıştır. YSA modeli olarak geriye yayılımlı çok katmanlı YSA kullanılmıştır. YSA modelinin performansı orta katmandaki nöron sayısı, giriş sayısı, öğrenme katsayısı gibi parametreler değiştirilerek ayarlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Aktif Karbon, Adsorpsiyon, Boyar Madde, İzoterm, Kinetik, Yapay Sinir Ağları.