Investigation of Hardness Parameter of Samran Karst Spring in Gurpınar (van) District and Evaluation of Hardness Removal Methods

Abstract

Bu tez çalışmasında, Şamran Karst kaynak suyundan farklı dönemlerde numuneler alınarak toplam sertlik (TS) parametresi incelenmiş olup, laboratuvar ortamında kolon adsorpsiyon yöntemi ile doğal kaynak suyundan TS giderim çalışması yapılmıştır. Elde edilen TS sonuçları, ilgili mevzuatlar (İTASHY, WHO, US-EPA ve TS-266) ile literatürde belirtilen şekliyle genel hatlarıyla ortaya konulmuştur. Kaynakta ölçülen fiziko-kimyasal parametre (pH, toplam çözünmüş madde (TÇM), elektriksel iletkenlik (Eİ), çözünmüş oksijen (ÇO) ve oksidasyon indirgeme potansiyeli (ORP)) ve katyon (Mg ve Ca) analizleri gerçekleştirilerek TS sonuçları hesaplanmıştır. Kaynağın sınıflaması Sawyer ve McCarthy sertlik sınıflandırma tablosuna göre yapılmış olup, kaynak numunelerinin TS değerlerine göre 374.12 ve 614.40 mgCaCO3/L ile çok sert sular kategorisinde olduğu görülmüştür. Adsorbanların, adsorpsiyon öncesi ve sonrası spektrumları FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi), SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve BET (Brunauer Emmett-Teller) karşılaştırılarak tipik karakteristik yapıları ortaya konulmuştur. Kolon adsorpsiyon yöntemi ile elde edilen en yüksek TS giderim verimi, 1-2 mm tane boyuna sahip kuvars kumu ile hazırlanan kolon deneyinden elde edilmiş olup %18.68 olarak hesaplanmıştır. Kolon çalışmalarını tanımlamak için Adams-Bohart, Yoon-Nelson ve Thomas matematiksel modellerinden yararlanılmış ve Adams-Bohart modelinin hesaplanan korelasyon katsayısı (R2) 0.97 değeri ile diğer modellere göre daha uygun olduğu görülmüştür. Şamran Karst kaynak suyunda TS giderimi için ileri arıtma yöntemleri gerektiği kanaatine varılmıştır.

In this study, samples were taken from Şamran Karst spring water in different periods and the total hardness (TH) parameter was examined, and TH removal study was carried out from natural spring water by column adsorption method in laboratory environment. The TH results obtained have been presented in general terms as stated in the literature with the relevant legislation. TH results were calculated by performing in physico-chemical parameter (pH, total dissolved matter (TDS), electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO) and oxidation reduction potential (ORP)) and cation (Mg and Ca) analyzes. The classification of the weld was made according to the Sawyer and McCarthy hardness classification table, and it was seen that the weld samples were in the very hard water category with 374.12 and 614.40 mgCaCO3/L according to the TH values. The typical characteristic structures of adsorbents were revealed by comparing the spectra before and after adsorption with FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), SEM (Scanning Electron Microscope) and BET (Brunauer Emmett-Teller). The highest TH removal efficiency obtained by the column adsorption method was obtained from the column test prepared with quartz sand with a grain size of 1-2 mm and was calculated as 18.68%. Mathematical models of Adams-Bohart, Yoon-Nelson and Thomas were used to describe the column studies and it was seen that the Adams-Bohart model was more suitable than other models with the calculated correlation coefficient (R2) value of 0.97. It was concluded that advanced treatment methods are required for TS removal in Şamran Karst spring water.