Taguchi Deneysel Tasarım Yöntemi Kullanılarak Bromfenol Mavisi Biyosorpsiyonunun Modellenmesi ve Denge İzotermleri

Su ortamında boyaların varlığı, ekosistem kalitesini olumsuz etkilediği için küresel bir sorundur. Tehlikeli boyaların biyosorpsiyon yöntemiyle ayrılması düşük maliyetli ve etkili bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada Fomes fomentarius (L.) Fr. ve Trametes versicolor (L.) Lloyd biyosorbent olarak kullanılarak sulu çözeltiden Bromfenol Mavisinin giderimi çalışılmıştır. Taguchi deney tasarımında L9 (33) ortogonal dizi (OD) kullanılarak başlangıç pH değeri (2, 7, 12) başlangıç boya konsantrasyonu (25, 50, 75 mg L-1) ve temas süresi gibi (30, 150, 270 dk) kontrol edilebilir 3 faktör ve her faktörün 3 farklı seviyesinin biyosorpsiyon sürecindeki istatistiksel ilişkileri araştırılmış ve sistemin optimizasyonu yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda parametrelerin optimum değerleri F. fomentarius ile biyosorpsiyonda temas süresi 270 dk, başlangıç pH değeri 2 ve başlangıç boya konsantrasyonu 50 mg L-1, T. versicolor ile biyosorpsiyonda temas süresi 150 dk, başlangıç pH değeri 2 ve başlangıç boya konsantrasyonu 50 mg L-1 olarak belirlenmiştir. Belirlenen ptimum koşullardaki boya giderim verimleri F. fomentarius için %78.34, T. versicolor için %69.28 olarak bulunmuştur. Biyosorpsiyon izotermleri Langmuir ve Freundlich denklemleri kullanılarak modellenmiştir. F. fomentarius ile yapılan deneylerde en iyi model uyumu Freundlich izotermi ile T. versicolor ile yapılan deneylerde en iyi uyum Langmuir izotermi ile sağlanmıştır. Giderim performansları göz önünde bulundurulduğunda her iki biyosorbentin de boya endüstrisi atıksularının gideriminde düşük maliyetli ve etkili biyosorbentler olarak değerlendirilebilecekleri sonucuna varılmıştır.

Modeling of Bromphenol Blue Biosorption Using Taguchi Experimental Design Method and Equilibrium Isotherms

The presence of dyes in the aquatic environment is a global problem because of the negative consequences on the ecosystem quality. Adsorption process is used as a low cost and effective method for removing hazardous dyes. This study investigated removal of Bromophenol Blue from aqueous solutions by Fomes fomentarius and Trametes versicolor. The statistical relationships of the parameters in the biosorption process by considering three controllable factors including initial pH value (2, 7, 12), initial dye concentration (25, 50, 75 mg L-1) and contact time (30, 150, 270 minutes) were investigated at three different levels and the biosorption process was optimized using Taguchi orthogonal array (L9 OA) experimental design. As a result of experimental studies, the optimal dye removal conditions were determined as the contact time of 270 minutes, pH: 2 and initial Bromophenol Blue concentration of 50 mg L-1 for F. fomentarius. The optimal dye removal conditions were determined as the contact time of 150 minutes, pH: 2 and initial Bromophenol Blue concentration of 50 mg L-1 for T. versicolor. For F. fomentarius and T. versicolor, the removal efficiencies at optimum conditions were 78.34% and 69.28%, respectively. Biosorption isotherms were modeled using the Langmuir and Freundlich models. The biosorption of Bromephenol Blue on F. fomentarius and T. versicolor fitted better in the Freundlich and Langmuir models by non-linearized equations, respectively. Both biosorbents can be promising for dyes removal from aqueous environment.

___

  • Bayramoğlu G, Arıca MY, 2007. Biosorption of benzidine based textile dyes Direct Blue 1 and Direct Red 128 using native and heat-treated biomass of Trametes versicolor. Journal of Hazardous Materials, 143, 1-2, 135-143.
  • Dada AO, Inyinbor AA, Oluyori AP, 2012. Comparative adsorption of dyes unto activated carbon prepared from maize stems and sugar cane stems. Journal of Applied Chemistry, 2: 38–43.
  • Dhananasekaran S, Palanivel R, Pappu S, 2016. Adsorption of methylene blue, bromophenol blue, and coomassie brilliant blue by a-chitin nanoparticles. Journal of advanced research, 7: 113–124.
  • El-Gamal SMA, Amin MS, Ahmed MA, 2015. Removal of methyl orange and bromophenol blue dyes from aqueous solution using Sorel’s cement nanoparticles. Journal of environmental chemical engineering, 3(3): 1702-1712.
  • Freundlich H, 1906. Over the adsorption in solution. Zeitschrift für physikalische Chemie. 57: 385–470.
  • Googerdchian F, Moheb A, Emadi R, Asgari M, 2018. Optimization of Pb (II) ions adsorption on nanohydroxyapatite adsorbents by applying Taguchi method. Journal of hazardous materials, 349: 186-194.
  • Katheresan V, Kansedo J, Lau SY, 2018. Efficiency of various recent wastewater dye removal methods: a review. Journal of environmental chemical engineering, 6(4): 4676-4697.
  • Langmuir I, 1918. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum. Journal of the American Chemical society. 40(9): 1361–1403.
  • Maurya NS, Mittal AK, Cornel P, Rother E, 2006. Biosorption of dyes using dead macro fungi: effect of dye structure, ionic strength and pH. Bioresource technology, 97(3): 512-521.
  • Rashad M, Al-Aoh, HA, 2019. Promising adsorption studies of bromophenol blue using copper oxide nanoparticles. Desalination and Water Treatment, 139: 360-368.
  • Seow TW, Lim CK, 2016. Removal of dye by adsorption: a review. International Journal of Applied Engineering Research, 11(4): 2675-2679.
  • Sohni S, Gul K, Ahmad F, Ahmad I, Khan A, Khan N, Bahadar Khan S, 2018. Highly efficient removal of acid red‐17 and bromophenol blue dyes from industrial wastewater using graphene oxide functionalized magnetic chitosan composite. Polymer Composites, 39(9): 3317-3328.
  • Subbaiah MV, Yuvaraja G, Vijaya Y, Krishnaiah A, 2011. Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies on biosorption of Pb (II) and Cd (II) from aqueous solution by fungus (Trametes versicolor) biomass. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 42(6): 965-971.
  • Taguchi G, 1990. Introduction to Quality Engineering. McGraw-Hill, New York, USA.
  • Zare EN, Motahari A, Sillanpää M, 2018. Nanoadsorbents based on conducting polymer nanocomposites with main focus on polyaniline and its derivatives for removal of heavy metal ions/dyes: a review. Environmental research, 162: 173-195. 3.
  • Zeroual Y, Kim BS, Kim CS, Blaghen M, Lee KM, 2006. Biosorption of bromophenol blue from aqueous solutions by Rhizopus stolonifer biomass. Water, air, and soil pollution, 177(1-4): 135-146.
Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 2146-0574
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

The Effect of Storage Temperature on the Composition of Fatty Acids in Crimson Sweet (Citrullus lanatus var. lanatus) Watermelon Cultivar Seeds

Mozhgan ZARIFIKHOSROSHAHI, Zeynep ERGUN

Bir Rüzgâr Enerji Santralinin Güç Kapasitesine Bağlı Olarak Üretebileceği Elektrik Enerjisi Potansiyelinin Belirlenmesi – Artvin İli Örneği

Durukan ERDOĞAN, Kenan YİĞİT, Bora ACARKAN

Inactivation of Some Pathogens Inoculated to Noodle by Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M.Perry Essential Oil

Elif ELİUZ, Yusuf SICAK

Ruminantlarda Karayolu Nakliyesinde Oluşan Stresin Nedenleri, Belirteçleri ve Sonuçları

Kerim Emre YANAR, M. Sinan AKTAŞ

Uçucu Yağ ve Arbusküler Mikorhizal Fungus’un Domates Kök ve Kök Boğazı Çürüklüğü (Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici Jarvis & Shoemaker) Hastalığına Etkileri

Seda BİLİCİ, Semra DEMİR, Gökhan BOYNO

Potansiyel Biyolojik Aktif Bazı Asimetrik Feniletil Üre Türevlerinin Sentezi

Yusuf AKBABA

Gıdaların Kurutulmasında Ultrason Ön İşleminin Kullanımı

Alev Yüksel AYDAR, Tuncay YILMAZ, Ceren MATARACI, Tuba SAĞLAM

İkili Tank Sisteminin Sıvı Seviye Kontrolü için Genetik Algoritma Tabanlı PI+İleri Besleme Kontrolcü

Mehmet YILMAZ, Kaan CAN, Abdullah BAŞÇİ

Different Plant Growth Regulators on Improvement of Potato (Solanum tuberosum L.)

Ahmet Metin KUMLAY, Canan KAYA, Bünyamin YILDIRIM

Agaricus campestris Metanol Ekstraktının Yağ Asidi Kompozisyonu ve Terapötik Potansiyelinin Araştırılması

Mehmet Kadir ERDOĞAN, Can Ali AGCA, İbrahim Halil GEÇİBESLER