This study presents the fabrication and characterization of 3D-printed biodegradable composite filters for the removal of cationic dyes from aqueous solutions. Inspired by the hierarchical structure of tree leaves, the filters were produced using commercially available polylactic acid (PLA) and a PLA/wood composite filament containing 30% wood dust, via fused deposition modeling (FDM). Post-printing modification was performed by treating the filters with aqueous potassium hydroxide (KOH) solutions at varying concentrations (0.1, 0.2, and 0.4 M). The adsorption behavior was assessed using Crystal Violet (CV) as a model cationic dye at concentrations ranging from 10 to 200 mg L⁻¹ under gravity driven filtration. KOH treatment significantly enhanced the dye adsorption capacity of PLA/wood composite filters, achieving removal efficiencies up to 97.5%. Surface characterization via SEM, FTIR, XRD, and pHpzc analysis confirmed that KOH activation increased surface roughness and introduced functional groups, leading to enhanced electrostatic interaction with cationic species. Moreover, the bioinspired filter geometry with hierarchical porosity contributed to improved mass transfer and dye retention. These findings demonstrate the synergistic effect of material composition, surface modification, and structural design in developing 3D-printed filtration media. The study offers a reproducible and scalable approach for designing polymer-based sorbents for potential applications in water purification.

İçme suları şebeke hatlarındaki problemler, su kalitesini etkileyebilir. Bu nedenle, arıtma tesisi çıkışında elde edilen uygun kalitedeki su, uç noktada kabul edilemeyecek düzeye ulaşabilir. Su kaynaklı mikrobiyal kirlenmenin önüne geçebilmek adına dezenfeksiyon yöntemleri uygulanmaktadır. Klor ile dezenfeksiyon, mikrobiyal kirlenmeyi önlerken su içerisinde bulunan kirleticilerle etkileşime girerek çeşitli problemlere sebep olabilir. Bartın ili hizmet alanı içerisinde yer alan 20 farklı mahalleden, tesadüfi olarak seçilmiş ev, cami, gıda işletmeleri ve sanayi işletmelerinden Mart ve Haziran ayları içerisinde aynı gün su numuneleri alınarak, bulanıklık, renk, toplam çözünmüş katı, serbest ve toplam klor analizleri yapılmıştır. Bulanıklık değeri, 17 noktada "TS 266" ve "İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik" sınır değeri olan 1 NTU değerinden yüksek bulunmuştur. Renk parametreleri incelendiğinde en yüksek renk, 17 PtCo değeri ile Cumhuriyet Mahallesi'nde bulunmuştur. 8 mahallede serbest klor miktarı mevzuat sınır değeri olan 0,2 mg/L değerinden düşüktür. Ayrıca, 4 mahallede serbest klor miktarları 2,8 - 3,48 mg/L aralığında tespit edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, aynı su dağıtım şebekesinde bulunan farklı noktalardaki ölçüm parametreleri arasında belirgin farklılıklar göze çarpmaktadır. Bunun nedeninin şebeke hatlarındaki bozukluklar olduğu düşünülmektedir. Şebeke hatlarının onarımı ve yenilenmesi yerine klorlama miktarının artırılarak halk sağlığının korunmasının amaçlanması, ancak geçici bir çözüm olacaktır.

Pamukkale University Journal of Engineering Sciences