Elektrokinetik lemin Toplam A ır Metal Giderim Verimine Etkis

Elektrokinetik i lem ile arıtma çamurundan a ır metallerin giderimi için dört ana a amada gerçekle en deneysel i lemlerden; Cr, Pb ve Zn giderim yüzdeleri toplam kütle denkleminden hesaplanmı tır. Yapılan bu çalı malar ile elde edilen de erler ve di er çalı malarla belirlenen a ır metal yüzdeleri Tablo 5.24’de özetlenmi tir.

Cr giderim yüzdesi en dü ük % 8 ile 30 mA akım uygulamasında bulunurken, % 56 ile en yüksek nitrik asit ilavesiyle çamur pH’nın 4’e ayarlandı ı uygulamada elde edilmi tir. EDTA uygulamasında ise en yüksek Cr giderimi; 0,1 N EDTA ilavesinde gerçekle mi tir. Sadece arıtma çamurunun asetik asit ile önasitle tirilmesi sonucu pH=3’de sa lanan Cr giderimi % 54 iken bu oran kaolin-çamur karı ımında % 27-35 arasında kalmı tır. Aynı zamanda karı ıma eklenen kaolin miktarının artması Cr giderim verimini artırmamı tır. Çünkü karı ımda mevcut olan Cr çamura ba lıydı ve karı ımın pH de eri 3’e ayarlandı ından dolayı kaolinin pH de eri dikkate alınmamı tır. Bununla birlikte Cr türlerinin ba langıç formlarının daha çok kalıntı ve yükseltgenebilen kısımda olması Cr hareketlili ini sınırlandırmı tır. Aynı ekilde sadece çamurun 0,1 N EDTA ile muamele edildi i uygulamada Cr giderimi % 34 iken kaolin-çamur karı ımlarında bu oran % 21’e kadar azalmı tır.

Kur un için giderim yüzdeleri incelendi inde % 11 ile en dü ük oran kromda oldu u gibi 30 mA akım uygulamasında elde edilmi tir. Kur un için en yüksek giderim nitrik asit ile çamur pH’nın 3’e ayarlandı ı deney serisinden elde edilmi tir. Bu sonuçlara göre her ne kadar en yüksek kur un ve krom giderim yüzdeleri nitrik asitle yapılan ön asitle trime uygulamalarından elde edilse de deneysel süreç içerisinde metal miktarında sürekli bir azalma asetik asit uygulamalarıyla sa lanmı tır. Bu nedenle son ana a amadaki kaolin-çamur karı ımlarının pH de eri asetik asit ilavesi ile 3’e ayarlanmı tır. Kur un için EDTA uygulamasından elde edilen en yüksek giderim verimi 0,1 N EDTA ile % 26 oranında gerçekle mi tir. Kaolin-Çamur karı ımlarında kaolin miktarının artı ı asetik asit ile olan uygulamada Pb giderim yüzdesini arttırırken, EDTA ile olan uygulamada azaltmı tır.

Tablo 5.24. Elektrokinetik lem le Elde Edilen Cr, Pb Ve Zn çin Giderim Yüzdeleri. EK lemi Cr gid. yüz,% Pb gid. yüz,% Zn gid. yüz, % Kaynak 10 mA uygulaması 18 14 15 * 20 mA uygulaması 11 14 22 * 30 mA uygulaması 8 11 12 *

Asetik asit ile önasitle tirme pH=3 54 37 39 *

Asetik asit ile önasitle tirme pH=4 35 38 32 *

Nitrik asit ile önasitle tirme pH=3 53 39 39 *

Nitrik asit ile önasitle tirme pH=4 56 31 32 *

Fosforik asit ile ön asitle tirme pH=3 48 36 36 *

Fosforik asit ile ön asitle tirme pH=4 43 27 27 *

0,1 N EDTA uygulaması 34 26 19 *

0,05 N EDTA uygulaması 26 20 19 *

0,01 N EDTA uygulaması 27 20 17 *

Mkao:Mçam=0,25-Asetik asit ile pH=3 37 12 20 *

Mkao:Mçam=0,5-Asetik asit ile pH=3 25 23 23 *

Mkao:Mçam=0,25-0,1 N EDTA 21 25 18 *

Mkao:Mçam=0,5-0,1 N EDTA 26 18 21 *

EK ile kaolinitten giderim - 75 - Kim ve di ., 2001

EK- musluk suyu ile elektrolit çöz. artlandırılması

29 11 21 Yuan ve Weng,

2006 EK-Sodyum dodesilsülfat ile elektrolit çöz.

artlandırılması

40 51 37 Yuan ve Weng,

2006

EK-sitrik asit ile elektrolit çöz. artlandırılması 53 59 67 Yuan ve Weng, 2006

EK- Arıtma Çamur pH de eri 2,7 68 19 95 Wang ve di ., 2005

EK- Kumlu topraktan giderim 90 91 - Li ve di ., 1997

EDTA ile zenginle tirilmi elektrokinetik i lem - 36 - Amrate ve di ., 2005

Kaolinden elektrokinetik i lem ile giderim - 35 - Wang ve di ., nce kumlu topraktan EK ile giderim - 100 100 Wong ve di ., 1997

EDTA ile zenginle tirilmi EK 2 - - Reddy ve di ., 2004

Krom ve kur unda bulunan en dü ük giderim yüzdelerine paralel olarak çinko için en dü ük giderim yüzdesi % 12 ile 30 mA akım uygulamasında elde edilmi tir. En yüksek çinko giderim yüzdesi ise asetik asit ve nitrik asit ile çamur pH’nın 3’e ayarlandı ı deney serisinden elde edilmi tir. Çinko gideriminde 0,1 N ve 0,05 N EDTA uygulamaları arasında bir fark olu mamı tır. Kaolin-Çamur karı ımlarında kaolin miktarının artı ı, hem asetik asit ile hem de EDTA ile olan uygulamada Zn giderim oranını arttırmı tır.

Her üç metal için giderim yüzdeleri kar ıla tırıldı ında daha yüksek giderim yüzdeleri krom için elde edilmi tir. Kur un ve çinkonun giderim yüzdeleri tüm uygulamalar da birbirine yakın olarak bulunmu tur. Tablo 5.24’den bakıldı ında di er çalı malara kıyasla bu çalı mada daha dü ük metal giderim yüzdeleri tespit edilmi tir. Örne in kaolinitten Pb giderim yüzdesini Kim ve di . (2001), % 75 olarak bulmu lardır. Ba ka bir çalı mada kumlu topraktan Cr giderim oranı % 90 olarak bulunmu tur (Li ve di ., 1997). Elektrokinetik i lem dü ük hidrolik permeabiliteli topraklarda, karbonat ve sülfat gibi iyonların fazla olmadı ı dolayısıyla organik madde muhtevası dü ük olan ortamlardaki a ır metalleri gidermede daha etkilidir. A ır metaller ortamdaki karbonat, sülfat ve hidroksil iyonları ile kolaylıkla kompleks veya çökelek olu turarak hareketli formdan çökelme durumuna geçmektedir. Bu durum, elektrokinetik i lemde metal giderimini sınırlayan faktörlerden birisidir. Bir di er önemli husus ise, çamurun pH de eridir. Metallerin sorbsiyon-desorbsiyon ve çökelme-çözünme mekanizmalarında en önemli rol oynayan parametre ortamın pH de eridir. Örne in, 30 mA akım uygulamasında katoda yakın kısımda daha yüksek pH de erlerinin olu ması metallerin bu kısımda çökelmesinde neden olmu tur. Bu nedenle en dü ük giderim yüzdeleri bu uygulamada belirlenmi tir. EDTA ile olan uygulamalarda ise özellikle 0,1 N EDTA uygulamasından elde edilen giderim yüzdeleri di er çalı malara kıyasla çok dü ük de ildir. Reddy ve di . (2004), EDTA ile zenginle tirilmi elektrokinetik i lemde % 2 oranında Cr giderimini sa lamı lardır. Ba ka bir çalı mada ise EDTA uygulaması ile Pb giderim oranı % 36 olarak bulunmu tur (Amrate ve di ., 2005).

Elektrokinetik i lem ile yüksek a ır metal giderim veriminin sa lanamasında metallerin ba langıç formları önemlidir (Zagury ve di ., 1999). A ır metallerin formları metalin yapısına oldukça ba lıdır. Bu nedenle her bir metal için elde edilen giderim yüzdeleri birbirinden farklı olabilir. Ba langıçta kalıntı ve yükseltgenebilen formlarda yer alan metallerin toplam giderimi elektrokinetik i lemde daha az gerçekle mektedir. Fakat bu çalı mada çinkonun kroma göre, de i ebilen ve indirgenebilen türlerde daha fazla mevcut olmasına ra men toplam giderim yüzdesi tüm uygulamalarda daha dü ük olarak belirlenmi tir. Örne in asetik asit ile pH=3 uygulamasında Cr giderimi % 54 iken bu oran Zn için % 39 olarak belirlenmi tir. Bu durum çamura zayıf ba lı ve sıkı ba lı a ır metallerin sabit dinamik denge seviyelerinden

kaynaklanabilir. Yani daha zayıf ba lı türdeki a ır metaller giderilirken, bu dinamik dengeyi korumak amacıyla daha sıkı ba lı türdeki metaller daha zayıf ba lı türdeki metallere dönü ebilmektedir.

Elektrokinetik i lem ile EDTA uygulamasında önemli bir durum ortamın pH de eridir (Reddy ve di ., 2004). Bu çalı mada anot bölmesinde bir artlandırılma yapılmadı ından dolayı anoda yakın çamur bölmelerinde daha dü ük pH seviyeleri meydana gelmi tir. Bu dü ük pH seviyeleri olu an metal-EDTA komplekslerinin bozulmasına neden oldu undan dolayı metallerin giderim verimleri istenilen seviyede gerçekle memi tir.

Kaolin-çamur karı ımlarında kaolin miktarının a ır metal giderim yüzdelerine olan etkisinde anlamlı bir ili ki bulunmamı tır. Kaolin miktarının artı ı hem asetik asit ile yapılan deney serilerinde hem de EDTA ile olan uygulamalarda sadece Zn giderim yüzdesinin artı ına

neden olmu tur. Örne in asetik asit ile Mkao:Mçam=0,25 olan uygulamada Zn giderim oranı % 20

iken, Mkao:Mçam=0,5 olan uygulamada % 23 olarak tespit edilmi tir.

Bu çalı madaki her deney serisinden elde edilen metallerin giderim yüzdelerinin zamanla de i imi Cr için ekil 5.43, Pb için ekil 5.44 ve Zn için ekil 5.45’de verilmi tir.