E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Pamukkale University Journal of Engineering Sciences Utilizing of Bio-Adsorbent in Zero Waste Concept: Adsorption study of Crystal Violet onto the Centaurea Solstitialis and Verbascum Thapsus Plants [Pamukkale Univ Muh Bilim Derg]
Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. Ahead of Print: PAJES-85282 | DOI: 10.5505/pajes.2020.85282

Utilizing of Bio-Adsorbent in Zero Waste Concept: Adsorption study of Crystal Violet onto the Centaurea Solstitialis and Verbascum Thapsus Plants

Mutlu yalvaç, Hüdaverdi Arslan, Mohammed Saleh, Melis Gün, Muhammed Şahin Hekim
Mersin University, Environmental Engineering Department, Mersin

Adsorption is one of the most widely used methods for dye removal from water. At the end of the adsorption process, the dyed adsorbents emerging as a second-order waste which is the main disadvantage of this process. In this study, the removal of a synthetic dye Crystal Violet (CV) from the synthetic wastewater by using Centaurea solstitialis (CS) and Verbascum Thapsus (VT) plants was studied by adsorption. At the end of the adsorption process, the reusing potential of the dyed plant was explored by measuring the dyed plant calorific values. Experimental design and modeling were performed using the surface response method (RSM). The regression coefficients for developed models were 0.86 for the CS plant and 0.95 for the VT plant. Adsorption process for CS and VT plants were fitted by Dubinin-Radushkevich isotherm, and Temkin isotherm, respectively. The two plants were pseudo-second-order, endothermic, and found to be chemically. CS plant had a capacity of 84.03 mg.g-1 with a contact time of 85 min. The capacity of the VT plant reached 109.89 mg.g-1 at a contact time of 55 min. The calorific values results show increases in the calorific values for the two plants after the adsorption process. The CS plant increased from 4003.774 to 4458.059 Kcal.Kg-1. Whereas the VT plant increased from 3206.028 to 4120.330 Kcal.Kg-1. These values indicate the using possibility of the two plants as solid fuel by burning the dyed plants in emission controlled industrial facilities by applying the zero-waste concept.

Keywords: Zero waste, Crystal Violet, Centaurea Solstitialis, Verbascum Thapsus.

Sıfır Atık Konseptinde Biyo-Adsorban Kullanımı: Kristal Violet'in Centaurea Solstitialis ve Verbascum Thapsus Bitkileri üzerine adsorpsiyon çalışması

Mutlu yalvaç, Hüdaverdi Arslan, Mohammed Saleh, Melis Gün, Muhammed Şahin Hekim
Mersin Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Mersin

Adsorpsiyon, sudan boya gideriminde kullanılan en yaygın yöntemlerden biridir. Adsorpsiyon yönteminin en önemli dezavantajı, işlem sonunda ikinci bir atık olarak boyalı adsorban maddelerin oluşmasıdır. Bu çalışmada, adsorban olarak Senturea solstitialis (CS) ve Verbascum thapsus (VT) bitkileri kullanılarak sulu çözeltiden Crystal Violet'in (CV) uzaklaştırılması incelenmiştir. İşlem sonunda elde edilen boyalı adsorbanların kalorifik değerleri belirlenerek farklı amaçlar için kullanılabilirliği araştırılmıştır. Deneysel tasarım ve modelleme, yüzey tepki yöntemi (RSM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen modeller için regresyon katsayıları CS bitkisi için 0.86 ve VT bitkisi için 0.95 olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon işleminde CS ve VT bitkilerinin sırasıyla Dubinin-Radushkevich ve Temkin izotermine uyduğu tespit edilmiştir. Her iki bitki için de adsorpsiyon, sahte ikinci derece kinetik, endotermik ve kimyasal reaksiyon olarak gerçekleşmiştir. CS bitkisi için maksimum adsorpsiyon kapasitesi 84.03 mg.g-1 ve temas süresi 85 dakikadır. VT bitkisi için ise maksimum adsorpsiyon kapasitesi olan 109.89 mg.g-1'e, 55 dakikada ulaşılmıştır. Her iki bitkinin de adsorpsiyon öncesinde ve sonrasında kalorifik değerleri ölçülmüş ve adsorpsiyon işlemi sonrasında elde edilen boyalı adsorbanların kalorifik değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. CS bitkisinde kalorifik değer 4003,774'ten 4458,059 Kcal.Kg-1'e yükselirken VT bitkisinde 3206,028'den 4120,330 Kcal.Kg-1'e yükselmiştir. Bu değerler, adsorpsiyon işlemi sonrasında ikinci bir atık olarak ortaya çıkan boyalı bitkilerin emisyon kontrollü endüstriyel tesislerde yakıt olarak kullanılabileceğini göstermiştir. İşlem bir bütün olarak ele alındığında sıfır atık hedefine ulaşmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Sıfır atık, Kristal Viyole, Centaurea Solstitialis, Verbascum Thapsus.



Corresponding Author: Mohammed Saleh, Türkiye
LookUs & Online Makale