Kavak Ağacı Kabuğu Esaslı Sorbentlerin 25 Tam Faktöriyel Deney Tasarımı Kullanılarak Boyarmadde Gideriminde Değerlendirilmesi ve %Giderim Etkinliğinin İstatistiksel Analizi

Abstract

Tekstil sektörünün gelişimine bağlı olarak atıksularda bulunan boyarmadde konsantrasyonunun artması çevre kirliliği açısından ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Bunun yanı sıra, çevre bilincinin artması ve sürdürülebilir yaşamın desteklenmesi sonucunda yeni giderim süreçlerinin tasarımı ve çalışma koşullarının optimizasyonu ile ilgili çalışmalar önem kazanmaktadır. Yapılan çalışmanın amacı, ormansal/endüstriyel atık olan ağaç kabuğunun sorbent olarak değerlendirilebilirliğinin incelenmesi ve çalışma koşullarının optimize edilmesidir. Bu kapsamda, kavak ağacı kabuğu hammadde olarak seçilmiş ve karbonize edildikten sonra iki farklı ajanla (KOH ve K2CO3) aktive edilmiştir. 25 tam faktöriyel deney tasarımı modeli kullanılarak deney setleri oluşturulmuş ve sorpsiyon işlemi sonucu elde edilen %giderim etkinliği değerleri kullanılarak varyans analizi gerçekleştirilmiştir. Çözelti pH’ı, boyarmadde konsantrasyonu, temas süresi, sorbent miktarı ve sıcaklık olmak üzere beş parametrenin birbiri ile ilişkisi incelenmiş ve bütün sorbentler için en etkili parametrenin %95 güven aralığında pH olduğu sonucuna varılmıştır. Kavak ağacı kabuğu ile yapılan deneylerde ikili etkileşimlerin de etkili olduğu görülmüştür. En yüksek %giderim etkinliği değerine (%95,6 ) ise KOH ile aktive edilen sorbent kullanıldığında ulaşılmıştır. İzoterm ve kinetik modellere göre, sorpsiyonun tek tabakalı homojen yüzey üzerinde fizikokimyasal etkileşimler ile gerçekleştiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, ormansal/endüstriyel atıkların değerlendirildiği çevre dostu ve giderim etkinliği yüksek süreçlerin tasarımı ile boyarmadde içeren atıksular düşük maliyetle iyileştirilebilmektedir.

Due to the development of the textile sector, the increase in the concentration of dyestuffs in the wastewater poses a critical threat to the environment. In addition, as a result of increasing environmental awareness and supporting sustainable life, studies on the design of new removal processes and optimization of working conditions gain importance. The aim of the study is to examine the evaluability of wood bark which is forest/industrial waste as a sorbent and to optimize the working conditions. In this context, poplar tree bark was selected as raw material and it was activated with two different agents (KOH and K2CO3) after carbonization. Experimental sets were arranged by using 25 full factorial experimental design model and variance analysis was performed by using the %removal efficiency values obtained from the sorption process. The relationship of five parameters, namely solution pH, dye concentration, contact time, sorbent dosage and temperature, were investigated and it was concluded that the most effective parameter was pH in 95% confidence level for all sorbents. In the experiments conducted with poplar bark, it was observed that binary interactions were also effective. The highest %removal efficiency value (95.6%) was achieved when KOH-activated sorbent was used. According to the isotherm and kinetic models, it was determined that sorption was performed by physicochemical interactions on a monolayer homogeneous surface. Consequently, wastewater containing dyestuffs can be treated at low cost with the design of environmental-friendly and high-efficiency process via the evaluation of forestry/industrial wastes.