In this study, arsenic adsorption capacities of modified sand and modified sepiolite were investigated. Modification process was accomplished by mixing materials in iron solution and then drying. Surface morphologies and elemental analysis were done by scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) for both raw and modified materials to evaluate effect of modification. Pore volume and surface area of materials were analyzed by Brauner-Emmer-Teller method (BET) and phase compositions were determined by X-ray diffraction (XRD). Batch experiments were performed to determine adsorption parameters (pH, contact time, adsorbent dose, initial concentration, particle size and competing anions). Results showed that iron was successfully impregnated onto surface of materials. Adsorption mechanisms were described by Freundlich isotherm for modified sand and Langmuir isotherm for modified sepiolite. Adsorption kinetics followed pseudo second order reaction kinetics. In order to determine design parameters of modified materials, column studies were performed and kinetic models were applied. Column studies were performed as a function of bed height, initial concentration and flow rate. The study showed that modified sepiolite would be a more effective material compared to modified sand to remove arsenic from solution. Regeneration studies and reuse potential of materials were evaluated. Modified sand column was regenerated and used efficiently after the first regeneration. However, regeneration of modified sepiolite caused clogging of the column due to destruction of media. The results revealed that, modified sand of and modified sepiolite are effective and cost efficient materials especially for rural areas to remove arsenic from water by adsorption.

Bu çalışmada, modifiye kum ve modifiye sepiyolit malzemelerinin arsenik adsorpsiyon kapasiteleri araştırılmıştır. Modifikasyon prosesi malzemelerin demir çözeltisi ile karıştırılması ve ardından fırında kurutulması ile gerçekleştirilmiştir. Modifikasyonun etkisini inceleyebilmek için ham ve modifiye malzemelerin yüzey morfolojileri ve elementel analizleri taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı X ışını spektroskopisi (EDX) ile yapılmıştır. Malzemelerin boşluk hacmi ve yüzey alanları Brauner-Emmer-Teller (BET) metodu ile ve faz bileşimleri X ışını dağılım (XRD) cihazı ile belirlenmiştir. Kesikli deneylerle önemli adsorpsiyon parametrelerinden olan pH, temas süresi, adsorban dozu, başlangıç arsenik konsantrasyonu, partikül büyüklüğü ve yarışan anyonların etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar demirin başarılı bir şekilde kum ve sepiyolit üzerine tutunduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon mekanizması modifiye kum için Freundlich izotermi ve modifiye sepiyolit için Langmuir izotermi ile uyumlu olarak açıklanmıştır. Adsorpsiyon kinetikleri yalancı ikinci derece reaksiyon modeline uymuştur. Modifiye malzemelerin tasarım parametrelerini belirleyebilmek için kolon çalışmaları yapılmış ve kinetik modeller uygulanmıştır. Kolon çalışmaları yatak derinliği, giriş konsantrasyonu ve debiye bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar modifiye kum ile karşılaştırıldığında, arsenik giderimi bakımından, modifiye sepiyolitin daha verimli olduğunu göstermiştir. Kolonların rejenerasyonu ve ardından yeniden kullanım potansiyeli değerlendirilmiştir. Modifiye kum kolonu rejenere edilebilmiş ve ilk rejenerasyondan sonra tekrar etkin olarak kullanılabilmiştir. Modifiye sepiyolitin rejenerasyonu materyalin yapısının bozulması sonucu kolonun tıkanmasına neden olmuştur. Sonuçlar, modifiye kum ve sepiyolitin özelllikle kırsal kesimler için adsorpsiyon ile sudan arseniği gidermede etkili ve düşük maliyetli malzemeler olduğunu ortaya koymuştur.