Sulu ortamdan amonyum adsorpsiyonu için atık lastiklerden üretilen karbon bazlı malzemenin izoterm ve kinetiklerinin belirlenmesi

Yeraltı suyu ve yüzey suyundaki amonyum kirliliği, çevre ve insan sağlığına verdiği zararlar nedeniyle dünyanın birçok yerinde büyük endişe kaynağıdır. İstenmeyen kokulara ve çeşitli hastalıklara neden olan amonyak ve amonyum iyonları, atık sularda en sık karşılaşılan azotlu bileşiklerdir. Aşırı amonyum varlığı yeraltı suyu ve yüzey suyunun kalitesini etkileyebilmektedir. Bu nedenle sudan amonyumun giderilmesi gerekmektedir. Su ve atık sudan NH4+ iyonlarını gidermek için iyon değişimi, membran teknolojisi, adsorpsiyon, nitrifikasyon-denitrifikasyon prosesi, kimyasal çöktürme ve elektrokimyasal ayırma gibi çeşitli teknikler uygulanmaktadır. Bunlardan adsorpsiyon özellikle düşük NH4+-N konsantrasyonlarında su kütlelerinden NH4+-N giderimi için etkili, ucuz ve basit bir teknik olarak kabul edilir. Bu çalışmada atık lastiklerden geri kazandırılmış karbon bazlı malzeme ile sulu çözeltilerden NH4+-N'nin giderilmesi amaçlanmıştır. Karbon bazlı malzemenin özellikleri Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile belirlenmiştir. Temas süresi (0-60 dakika), pH (3-10), adsorban dozajı (0,5-3 g/L) ve başlangıç amonyum konsantrasyonu (5-50 mg/L) gibi parametrelerin etkileri incelenmiştir. Sonuçlar, karbon bazlı malzeme ile amonyum iyonunun uzaklaştırılmasının ilk on dakika içinde hızla gerçekleştiğini, pH'ın amonyum iyonu giderme verimliliği üzerinde bir etkiye sahip olduğunu ve karbon bazlı malzemenin amonyum iyonu giderme verimliliğinin başlangıçtaki amonyum iyonu konsantrasyonundaki artışla azaldığını göstermiştir. Optimum koşullarda, karbon bazlı malzemeyle yaklaşık olarak %80 NH4+-N giderilmiştir. Karbon bazlı malzeme üzerindeki amonyumun adsorpsiyon kinetiği, yalancı ikinci dereceden kinetik modeli (R2= 0,9522-0,999) takip ederken, adsorpsiyon izoterm verileri 30 °C'deki denge verileri için Temkin izoterm modelinin en uygun olduğunu göstermiştir. Ayrıca, termodinamik çalışmalar adsorpsiyonun endotermik bir fiziksel süreç olduğunu, kendiliğinden doğal olarak gerçekleştiğini ve adsorpsiyon boyunca katı çözelti ara yüzünde rastgeleliğin arttığını göstermektedir. FTIR spektrumu KBM adsorbanının NH4+-N'yi adsorpladığını, SEM analizi ise NH4+-N'nin KBM'ye tutunduğu göstermiştir. Bu çalışmadan elde edilen bulgular, atık lastiklerden geri kazandırılmış karbon bazlı malzemenin, amonyumun atık sudan uzaklaştırılması için alternatif bir adsorban olarak kullanılabileceğini göstermiştir.