การศึกษาลักษณะเฉพาะของคาร์บอนกัมมันต์ที่เตรียมจากกากชา และการใช้ประโยชน์ในการบำบัดน้ำเสีย
คำสำคัญ:
คาบอนกัมมันต์, กากชา, ลักษณะเฉพาะด้านกายภาพและเคมี, การบำบัดน้ำเสียบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาลักษณะเฉพาะทางกายภาพและเคมีของคาร์บอนกัมมันต์ที่เตรียมจากกากชาในสภาวะที่เหมาะสมโดยการวิเคราะห์ค่าไอโอดีนนัมเบอร์ ค่าความหนาแน่นปรากฏ ปริมาณความชื้น สารระเหย เถ้าคาร์บอนคงตัว และศึกษาลักษณะสัณฐานวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ศึกษาลักษณะหมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิค FTIR ศึกษาธาตุองค์ประกอบด้วยเทคนิค XRF ศึกษาโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิค XRD และทดสอบประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยวงษ์ชวลิตกุลผลการศึกษา พบว่า คาร์บอนกัมมันต์ที่เตรียมจากกากชาโดยการคาร์บอไนเซชันเพื่อให้ได้ถ่านที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 120 นาที พบการสั่นแบบยืด ของหมู่ฟังก์ชัน O-H และ C-O จากนั้นกระตุ้นทางความร้อนและเคมีด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ในอัตราส่วนโดยน้ำหนักของปริมาณถ่าน :KOH เท่ากับ 1:2 ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียสมีค่าไอโอดีนนัมเบอร์สูงสุด 769.36 มิลลิกรัมต่อกรัม และมีค่าความหนาแน่นปรากฏ 0.63 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
ซึ่งมีคุณลักษณะอยู่ในเกณฑ์กำหนดตามมาตรฐานมอก. 900-2547 กล่าวคือ ลักษณะสัณฐานวิทยาของถ่านที่ผ่านการคาร์บอไนเซชันจะมีลักษณะของรูพรุนเกิดขึ้น และเมื่อถ่านผ่านการกระตุ้นทางความร้อนและเคมีจะทำให้มีพื้นที่ผิวและความพรุนเพิ่มมากขึ้นอย่างชัดเจน พบหมู่ฟังก์ชันของคาร์บอเนต หมู่คาร์บอกซิเลต (COO-) และแลกโตน -CH2- ที่เปลี่ยนรูปซึ่งเป็นโครงสร้าง
อะลิฟาติกในหมู่เมทิลีนและเมทิลของอัลเคนมีธาตุองค์ประกอบหลักในรูปของสารอินทรีย์ (C, H และ O) และธาตุองค์ประกอบรองในรูปของสารอนินทรีย์ของธาตุโพแทสเซียม และแคลเซียมมีลักษณะโครงสร้างเป็นผลึกและผลึกของสารระเหยง่ายในโครงสร้างจะเกิดการสลายไปหลังการคาร์บอไนเซชันเกิดเป็นคาร์บอนอสัณฐาน สำหรับประสิทธิภาพของคาร์บอนกัมมันต์ที่เตรียมจาก
กากชาในการบำบัดน้ำเสียจากโรงอาหารในระบบบำบัดน้ำเสียแบบแบตช์ พบว่า มีประสิทธิภาพในการลดค่าปริมาณน้ำมันและไขมันได้ดีที่สุด คือ ร้อยละ 81.30 รองลงมา คือ ค่าบีโอดี ร้อยละ 73.85 และค่าปริมาณของแข็งแขวนลอยร้อยละ 65.03 ตามลำดับ
เอกสารอ้างอิง
American Society for Testing Materials. (2006). Standard test method for determination of iodine number of activated carbon D4607-94. Annual Book of ASTM Standard Sec.15.15(1).
Avelar, F.F., Bianchi, M.L., Goncalves, M. & Gaspar da Mota, E. (2010). The use of piassava fiber (Attalea funifera) in the preparation of activated carbon. Bioresource Technology. 101: 4639-4645.
Chatsiriwech, D. (2009). Adsorption process. Bangkok: Chulalongkorn University press.
Department of Industrial Works. (2011). Handbook and qualification criteria of waste for processed as fuel rods and blocks. Bangkok. (in Thai)
Dwivedi, C.P., Sahu, J.N., Mohanty, C.R., Raj Mohan, B. & Meikap, B.C. (2008). Column performance of granular activated carbon packed bed for Pb(II) remolval. Journal of Hazardous Materials. 156: 596-603.
Foo, K.Y. & Hameed, B.H. (2011). Factors affecting the carbon yield and adsorption capability of the mangosteen peel activated carbon prepared by microwave assisted K2CO3 activation. Chemical Engineering Journal. 180: 66-74.
Harrelkas, F., Azizi, A., Yaacoubi, A., Benhammou, A. & Pons, M.N. (2009). Treatment of textile dye effluents using coagulation-flocculation coupled with membrane processes or adsorption on powered activated carbon. Desalination. 235: 330-339.
Lamdual, R., Wibuloutai, J. & Phonpimolthape, C. (2010). Efficiency of oil removal from cafeteria wastewater by using flower of Typha Angustifoli Linn. Journal of Environmental Management. 6(1): 42-51.(in Thai)
Li, L., Sun, Z., Li, H. & Keener, T.C. (2012). Effect of activated carbon surface properties on the adsorption of volatile organic compounds. Journal of the Air and Waste Management Association. 62: 1196-1202.
Mahadlek, J. (2012) . Adsorption of fat and oil from canteen wastewater in Kasetsart University by Typha angustifolia Linn. and Cyperus corymbosus Rottb. Master of Science. Kasetsart University. (in Thai)
Menendez-Diaz, J.A. & Martin-Gullon, I. (2006).Types of carbon adsorbents and their production. Interface Science and Technology. 7: 1-47.
Ministry of Natural Resources and Environment. (2005). Standardization of effluent from certain buildings and some sizes. Retrieved February 5, 2018, from https://www.pcd.go.th/law/3_41_water.pdf?CFID=2448846&CFTOK
EN=49059898 (in Thai)
Mopoung, S. & Nogklai, W. (2008). Chemical and surface properties of longan seed activated charcoal. International Journal of Physical Sciences. 3: 234-239.
Mopoung, S., Sirikulkajorn, A., Dummun, D.& Luethanom P. (2012). Nanocarbonfibril in rice flour charcoal. International Journal of Physical Sciences. 7: 214-221.
Olorundare, O.F., Krause, R.W.M., Okonkwo, J.O. & Mamba, B.B. (2012). Potential application of activated carbon from maize tassel for the removal of heavy metals in water. Physics and Chemistry of the Earth. 50-52: 104–110.
Omri, A. & Benzina, M. (2012). Removal of manganese(II) ions from aqueous solutions by adsorption on activated carbon derived a new precursor: Ziziphusspinachristi seed. Alexandria Engineering Journal. 51: 343-350.
Otowa, T. & Tanibata R, Itoh M. (1993). Production and adsorption characteristics of MAXSORB high-surface area active carbon. Gas Separation & Purification. 7(4): 241-245.
Prachpreecha, O. & Prachpreecha, T. (2017). A study on kinetic adsorption of methyl orange dye by activated carbon prepared from banana waste. Journal of Industrial Technology Ubon Ratchathani Rajabhat University. 7(1), 179-196.
Prachpreecha, O., Prachpreecha, T. & Vongchavalitkul S. (2018). “Tea Residue” junk worthless and environmentally friendly products (Eco friendly). Proceedings of ASSURE 2018 International Conference; January 23, 2018;
Songkhla,Thailand; p.9-21.
Puziy, A.M., Poddubnaya, O.I., Martinez-Alonso. A., Suarez-Garcia, F. & Tascon, J.M.D.(2012). Synthetic carbons activated with phosphoric acid: 1. Surface Chemistry and ion binding properties Carbon. 40: 1493-1505.
Rizhikovs, J., Zandersons, J., Spince, S., Dobele, G. & Jakab, E. (2012). Preparation of granular activated carbon from hydrothermally treated and pelletized deciduous wood. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 93: 68-76.
Rattanapan, S., Pengjam, P. & Kongsune, P. (2014). Preparation and characterization of mangoteen pell activated carbon. Thaksin University Journal. 17(3): 13-21.
Shende, R.V. & Mahajani, V.V. (2002). Wet oxidative regeneration of activated carbon loaded with reactive dye. Waste Management. 22: 73-83.
Smith, J.W.H., Mcdonald, M., Romero, J.V., Macdonald, L., Lee, J.R. & Dahn, J.R, (2014). Small and wide angle X-ray studies of impregnated activated carbon. Carbon. 75: 420-431.
Tatayanon. S., Piriyayotha, T., Boonyaem T. & Osot, C.(2009). Feasibility study on the simple production of activated carbon from biomass. Retrieved February 26, 2018, from https://forprod.forest.go.th/forprod/ebook/Research18/04.pdf.
(in Thai)
Tangmankongworakoon, N. & Preedasuriyachai, P. (2013). A study on how to utilize coffee residue and tea residue for the production of briquettes. Journal of Srinakharinwirot University (Science and Technologies). 7(13): 15-26. (in Thai)
Thai Industrial Standard Institute (TISI). (2004). Thai Industrial Standard: Activated Carbon (900-2547). Bangkok: Thai Industrial Standard Institute. (in Thai)
Tondiaw, O. (2009). Treatment of zinc and copper in metal manufacture wastewater by tea residue. Master of Science. Kasetsart University. (in Thai)
Weerachanchai, P., Tangsathikulchai, C.& Tangsathikulchai, M.(2010). Comparison of pyrolysis kinetic models for thermogravimetric analysis of biomass. Suranaree Journal of Science and Technology.17(4): 387-400.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
โปรดกรอกเอกสารและลงนาม "หนังสือรับรองให้ตีพิมพ์บทความในวารสารวิจัยมหาวิทยาลัยราชภัฏพระนคร สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี" ก่อนการตีพิมพ์
