Removal of lead from waste waters by using walnut shell

Bu çalışma, zararlı ağır metallerden biri olan Pb(II) iyonunun kesikli sistemde işlem görmüş ceviz kabuğuna adsorbe edilerek giderilmesini içermektedir. Adsorban çözeltisi olarak 1000 mg/L Pb(NO3)2 çözeltisi hazırlanmış; adsorban olarak da düşük maliyetli bir biyokütle kaynağı olması ve Türkiye'de büyük miktarlarda bulunması sebebiyle ceviz kabuğu seçilmiştir. Tanecik boyutu, adsorban ön işlemi, çözelti pH'ı, sıcaklık, adsorban dozu ve Pb(II) iyonlarının başlangıç derişimi gibi parametrelerin adsorpsiyon verimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen en iyi koşullar; 1,0 M NaOH ile ön işlem görmüş 250 μm tanecik boyutunda 3 gram adsorban, pH: 4,5, 300 mg/L başlangıç Pb(II) derişimi ve 40oC sıcaklık olarak belirlenmiştir. Optimum koşullar sağlandığında %99,88 adsorpsiyon verimi elde edilmiştir. Deneylerden elde edilen veriler incelendiğinde, sonuçların Freundlich izotermi ile uyum sağladığı görülmüştür. Termodinamik analiz sonucunda elde edilen parametreler ΔG = -16,22 kJ.mol-1, ΔH = 20,07 kJ.mol-1, ΔS = 116,86 J.mol-1K-1 olarak bulunmuştur. Ceviz kabuğu kullanılarak kurşun uzaklaştırılmasının, elde edilen düşük adsorpsiyon ısı değeri nedeni ile fiziksel bir adsorpsiyonu olduğu izlenimi edinilmiştir. Kinetik analiz sonucunda, prosesin pseudo-second order kinetiği ile uyum sağladığı görülmüş, aktivasyon enerjisi 820 J/mol olarak hesaplanmıştır. This study contains removal of Pb(II), which is one of the most harmful heavy metals, by adsorption on modified walnut shell in a batch system. 1000 mg/L Pb(NO3)2 solution was prepared as adsorbate solution, and walnut shell was selected as adsorbent because it is a low cost biomass source and available in large quantities in Turkey. The effects of particle size, adsorban treatment, solution pH, temperature, adsorban dose and initial concentration of Pb(II) ions on removal efficiency were studied. As a result of these experiments, optimum removal efficiency was obtained as 99,88% by using 3 g 250 μm particles treated with 1,0 M NaOH under the experimental conditions of 300 mg/L initial Pb(II) concentration, pH=4,5 and at T=40 °C. Experimental data obtained in this study best fits with Freundlich isotherm. As a result of thermodynamic analysis of the experimental data, thermodynamic parameters were calculated as ΔG = -16,22 kJ.mol-1, ΔH = 20,07 kJ.mol-1, ΔS = 116,86 J.mol-1K-1. Small value of heat of adsorption implies that removal of lead by using walnut shell is a physical adsorption. In consequence of kinetic analysis, the process complied with pseudo-second order and activation energy was calculated as 820 J/mol. 77