ประสิทธิภาพการดูดซับฟอสเฟตในน้ำเสียสังเคราะห์โดยใช้ใบมะม่วงผสมตะกอนดินจากกระบวนการผลิตน้ำประปา
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ฟอสเฟตเป็นสารมลพิษหลักที่ก่อให้เกิดปัญหายูโทรฟิเคชันในแหล่งน้ำ การพัฒนาวัสดุดูดซับที่มีประสิทธิภาพและราคาประหยัดจึงมีความสำคัญต่อการบำบัดน้ำเสีย งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการดูดซับฟอสเฟตในน้ำเสียสังเคราะห์ โดยใช้ตัวดูดซับที่เตรียมจากตะกอนดินโรงผลิตประปา (S) ผสมกับใบมะม่วง (LM) อัตราส่วน 100:0 70:30 50:50 30:70 และ 0:100 (โดยน้ำหนัก) ผลการศึกษาพบว่าอัตราส่วน S-LM (100:0) และ S-LM (70:30) ที่อุณหภูมิ 500ºC เป็นเวลา 2 ชั่วโมง สามารถนำมาขึ้นรูปอัดแท่งได้และไม่ละลายน้ำ จากนั้นปรับปรุงพื้นผิวตัวดูดซับด้วยการเคลือบผิวด้วยสารไคโตซาน (S-LM+C) ผลการศึกษาระยะเวลาสมดุลการดูดซับ พบว่า ตัวดูดซับ S-LM (70:30) ปริมาณ 1.00 กรัม ณ อุณหภูมิห้อง ที่ pH เท่ากับ 7 ทั้งที่เคลือบไคโตซานจะเข้าสู่สมดุลเร็วกว่าไม่เคลือบไคโตซาน ซึ่งมีระยะเวลาเข้าสู่สมดุลภายใน 16 ชั่วโมง ขณะที่ตัวดูดซับที่ไม่เคลือบต้องใช้เวลาสมดุลนานถึง 24 ชั่วโมง ผลการศึกษาประสิทธิภาพการดูดซับพบว่า ตัวดูดซับที่เคลือบไคโตซานมีร้อยละการกำจัดสูงกว่าตัวดูดซับที่ไม่เคลือบ ซึ่งมีการกำจัดฟอสเฟตเท่ากับ 60.00% และ 44.00% ตามลำดับ ผลการศึกษาไอโซเทอมของการดูดซับฟอสเฟตบนพื้นผิวตัวดูดซับแต่ละชนิด พบว่า ค่า R2 สูงสุดเท่ากับ 0.9910 ซึ่งใกล้เคียง 1 แสดงว่ามีรูปแบบที่สอดคล้องกับแบบจำลองการดูดซับของ Langmuir Isotherm แสดงถึงการดูดซับแบบชั้นเดียว และสำหรับ S-LM (70:30)+C มีค่าความสามารถในการดูดซับสูงสุด เท่ากับ 158.7302 มิลลิกรัมต่อกรัม ขณะที่ตัวดูดซับที่ไม่เคลือบ S-LM (100:0) มีค่าต่ำสุดเท่ากับ 14.7059 มิลลิกรัมต่อกรัม ทั้งนี้การเคลือบไคโตซานโดยเฉพาะตัวดูดซับ S-LM (70:30) ที่เคลือบไคโตซานมีประสิทธิภาพสูงสุด เนื่องจากช่วยเพิ่มประจุบวกบนพื้นผิวตัวดูดซับ ได้แก่ หมู่อะมิโน (-NH3+) ทำให้เกิดแรงดึงดูดกับไอออนฟอสเฟต (PO43-) ที่มีประจุลบผ่านกลไกการดึงดูดทางไฟฟ้าสถิต ส่งผลให้ตัวดูดซับมีประสิทธิภาพสูง จึงเหมาะสำหรับนำไปประยุกต์ใช้ในการบำบัดน้ำเสียที่ปนเปื้อนฟอสเฟต
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
กรมควบคุมมลพิษ. (2565). รายงานสถานการณ์มลพิษของประเทศไทย ปี 2565. กรุงเทพฯ: กรมควบคุมมลพิษ กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม. 330 หน้า
ดวงพร แก่นแก้ว และอัจฉรา ดวงเดือน. (2550). การดูดซับฟลูออไรด์โดยใช้ดินเหนียวที่ปรับสภาพด้วยเถ้าแกลบดำ. ใน: การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 45. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ. 112 - 120.
ธเรศ ศรีสถิต และกิตตินันท์ คงสืบชาติ. (2567). ดินเผาดูดชับจากดินเหนียวและขี้เลื่อยเพื่อการดูดซับแคดเมียมในน้ำเสีย สังเคราะห์. การวิจัยสิ่งแวดล้อมประยุกต์ 26(2): 1 - 12.
นพปฎล เสงี่ยมศักดิ์ และพงศกร พรรณรัตนศิลป์. (2555). ประสิทธิภาพการดูดซับนิกเกิลของดินเหนียวและดินทรายปนทรายแป้ง. วิศวกรรมสารฉบับวิจัยและพัฒนา 23(3): 46 - 53.
ปาจรีย์ บุญทวี และวนิดา ชูอักษร. (2564). การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการดูดซับฟลูออไรด์ด้วยวัสดุดูดซับ. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มทร.สุวรรณภูมิ 5(1): 100 - 101.
ปิยนุช ใจแก้ว, ชาญชัย คหาปนะ และณภัทร โพธิ์วัน. (2565). ประสิทธิภาพของผักตบชวาต่อการดูดซับฟอสเฟตในน้ำเสีย จากกระบวนการผลิตปลาร้า. วารสารวิชาการเทคโนโลยีอุตสาหกรรม : มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา 10(1): 52 - 60.
รัฐพล หงส์เกรียงไกร, อุษารัตน์ คาทับทิม, วิรัญญา เดชอุดม และวราวุฒิ หวังแววกลาง. (2562). การกำจัดตะกั่วออกจาก
น้ำเสียสังเคราะห์ด้วยตัวดูดซับใบผักแพว. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มทร.ธัญบุรี 9(1): 31 - 39.
สุดารัตน์ สมบัติศรี, ณัฐวุฒิ สุไชยชิต และชัยสิทธิ์ ภะวะ. (2562). การดูดซับทางชีวภาพฟอสเฟตด้วยกากมันสำปะหลังดัดแปร. วารสารวิชาการและวิจัย มทร.พระนคร 13(1): 170 - 179.
เสาวภา ไวยสุศรี (2559). การกำจัดฟอสเฟตในน้ำเสียโดยการดูดซับด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตและแคลเซียมออกไซด์จากเปลือกไข่ไก่. วารสารวิชาการพระจอมเกล้าพระนครเหนือ 26(3): 475 - 486.
APHA–AWWA–WEF. (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (23rd ed.). Washington DC: American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, Denver.
Babatunde, A.O. and Zhao, Y.Q. (2007). Constructive Approaches Toward Water Treatment Works Sludge Management: An International Review of Beneficial Reuses. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 37(2): 129 - 164. doi: 10.1080/10643380600776239.
Bhatnagar, A., Sillanpää, M. and Witek-Krowiak, A. (2015). Agricultural waste peels as versatile biomass for water purification - A review. Chemical Engineering Journal 270: 244 - 271. doi: 10.1016/j.cej.2015.01.135.
Correll, D.L. (1998). The role of phosphorus in the eutrophication of receiving waters: a review. Journal of Environmental Quality 27(2): 261 - 266. doi: 10.2134/jeq1998.00472425002700020004x.
De Gisi, S., Lofrano, G., Grassi, M. and Notarnicola, M. (2016). Characteristics and adsorption capacities of low-cost sorbents for wastewater treatment: A review. Sustainable Materials and Technologies 9: 10 - 40. doi: 10.1016/j.susmat.2016.06.002.
Dey, S., Sreenivasulu, A., Veerendra, G.T.N., Phani Manoj, A.V., and Haripavan, N. (2022). Synthesis and characterization of mango leaves biosorbents for removal of iron and phosphorus from contaminated water. Applied Surface Science Advances 11: 100292. doi: 10.1016/j.apsadv.2022.10292.
Dey, S. and Haripavan, N. (2023). Applications of Plants Leaf-Based Biosorbents for Removal of Iron and Phosphorus from Contaminated Water: A Review. Biomedical Materials & Devices 1: 122 - 145. doi: 10.1007/s44174-022-00029-w.
Guibal, E. (2004). Interactions of metal ions with chitosan-based sorbents: a review. Separation and Purification Technology 38(1): 43 - 74. doi: 10.1016/j.seppur.2003.10.004.
Ho, Y.S. (2006). Isotherms for the Sorption of Lead onto Peat: Comparison of Linear and Non-Linear Methods. Polish Journal of Environmental Studies 15(1): 81 - 86.
Huang, W., Wang, S., Zhu, Z., Li, L., Yao, X., Rudolph, V. and Haghseresht, F. (2008). Phosphate removal from wastewater using red mud. Journal of Hazardous Materials 158(1): 35 - 42. doi: 10.1016/j.jhazmat. 2008.01.061.
Huang, W., Zhang, Y. and Li, D. (2017). Adsorptive removal of phosphate from water using mesoporous materials: A review. Journal of Environmental Management 193: 470 - 482. doi: 10.1016/j.jenvman.2017.02.030.
Loganathan, P., Vigneswaran, S., Kandasamy, J. and Bolan, N.S. (2014). Removal and Recovery of Phosphate From Water Using Sorption. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 44(8): 847 - 907. doi: 10.1080/10643389.2012.741311.
Natrayan, L., Kaliappan, S., Dheeraj Kumar Reddy, C.N., Karthick, M., Sivakumar, N.S., Patil, P.P. and Thanappan, S. (2022). Development and characterization of carbon-based adsorbents derived from agricultural wastes and their effectiveness in adsorption of heavy metals in wastewater. Bioinorganic Chemistry and Applications (1): 1659855. doi: 10.1155/2022/1659855.
Sharpley, A., Jarvie, H.P., Buda, A., May, L., Spears, B. and Kleinman, P. (2013). Phosphorus Legacy: Overcoming the Effects of Past Management Practices to Mitigate Future Water Quality Impairment. Journal of Environmental Quality 42(5): 1308 - 1326. doi: 10.2134/jeq2013.03.0098.
Smith, V.H. and Schindler, D.W. (2009). Eutrophication science: where do we go from here?. Trends in Ecology & Evolution 24(4): 201 - 207. doi: 10.1016/j.tree.2008.11.009.
Sowmya, A. and Meenakshi, S. (2013). An efficient and regenerable quaternary amine modified chitosan beads for the removal of nitrate and phosphate anions. Journal of Environmental Chemical Engineering 1(4): 906 - 915. doi: 10.1016/j.jece.2013.07.031.
Taweekarn, T., Wongniramaikul, W., Roop-o, P., Towanlong, W., and Choodum, A. (2024). Recovering Phosphate from Complex Wastewater Using Macroporous Cryogel Composited Calcium Silicate Hydrate Nanoparticles. Molecles 29: 228. doi: 10.3390/molecules29010228.
Usevičiūtė, L., Kaklauskas, A., Danila, V. and Januševičius, T. (2025). Enhanced aqueous phosphate removal using chitosan-modified zirconium-loaded cork biochar. Scientific Reports 15: 29240.doi: 10.1038/s41598-025-14819-x.
Yang, Y., Zhao, Y.Q., Babatunde, A.O., Wang, L., Ren, Y.X. and Han, Y. (2006). Characteristics and mechanisms of phosphate adsorption on dewatered alum sludge. Separation and Purification Technology 51(2): 193 - 200. doi: 10.1016/j.seppur.2006.01.013.
Zhang, X., Liu, X., Zhang, Z. and Chen, Z. (2021). Removal of phosphate from aqueous solution by chitosan coated and lanthanum loaded biochar derived from urban dewatered sewage sludge: adsorption mechanism and application to lab-scale columns. Water Science and Technology 84(12): 3891 - 3906. doi: 10.2166/wst.2021.485.
