Modeling of Biosorption of Arsenic (V) On Waste Orange Peel Derived Graphene-Like Porous Carbon by Artificial Neural Network Approach

Authors : Ceren KARAMAN

Pages : 91-100

Doi:10.31590/ejosat.803101

View : 27 | Download : 13

Publication Date : 2020-10-05

Article Type : Research Paper

Abstract :Özellikle arsenikle kirlenmiş içme suyundan kaynaklanan ana tehditler, çevresel ve sosyal olarak önemli bir sorun olarak ortaya çıkmaktadır. Burada, atık portakal kabuğundan (OP) üretilmiş grafen benzeri gözenekli karbonun (GPC) arsenik (V) (As (V)) biyosorpsiyon performansı deneysel olarak incelenmiş ve biyosorpsiyon prosesini modellemek için yapay bir sinir ağı (YSA) yaklaşımı kullanılmıştır. Biyosorpsiyon prosesini optimize etmek için başlangıç pH’ı (2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 10.0), başlangıç As (V) konsantrasyonu (5.0, 25.0, 50.0, 100.0, 250.0, 500.0 ve 750.0 mg.L-1), biyosorbent dozu (1.0, 2.0, 3.0, 4.0 and 5.0 g.L-1) ve temas süresi (0– 120.0 dakika) parametreleri incelenmiştir. Yüksek spesifik yüzey alanine (985 m2.g-1) ve gözenek hacmine (1.04 cm3.g-1) sahip GPC biyosorbentleri, 6.0 başlangıç pH değerinde, 2.0 g.L-1 biyosorbent dozunda ve 100 mg.L-1 başlangıç As(V) konsantrasyonunda, % 88.2 giderim verimi (denge biyosorpsiyon kapasitesi; 46.5 mg.g-1) ile üstün biyosorpsiyon kapasitesi göstermişlerdir. Bu çalışmada, GPC'lerin Ar (V) biyosorpsiyon performansının modellemesinde üç katmanlı bir YSA modeli geliştirilmiştir. YSA modelini doğrulamak için elde edilen deneysel veriler, YSA modelinde test verileri olarak kullanıldı. YSA modeli, Levengberg-Marquardt (LMA) algoritması, çıktı katmanında lineer transfer fonksiyonu (purelin) ve 12 nöronlu gizli katmanda tanjant sigma transfer fonksiyonu (tansig) ile gerçekleştirildi. Sonuçlar, deneysel verilerin YSA temelli verilerle uyum içerisinde olduğunu ve YSA yaklaşımının hedef değişkeni tahmin etmedeki yüksek doğruluğunu ortaya koydu. Geliştirilen YSA modeli, GPC tarafından As (V) biyosorpsiyon işleminin pilot ölçekli kullanımı için işlem koşullarının optimizasyonu için yararlıdır.
Keywords : Tarımsal Atık, Arsenik V giderimi, Yapay Sinir Ağları, Biyosorpsiyon, Modelleme, Portakal Kabuğu