Waste Valorization of Coconut Shell Residues into Activated Carbon within the BCG Economy Model for Sustainable Environmental Management

Main Article Content

Anongnart Rotjanakorn Wangchamhan
Anucha Sriburum
Panatda Phothinam
Tanachapong Wangkhamhan

Abstract

The management of coconut processing residues in agricultural communities poses significant environmental and socioeconomic challenges. This study aims to enhance the value of coconut shell waste by producing activated carbon (AC) within the Bio-Circular-Green Economy (BCG) framework, thereby balancing waste management, local economic development, and environmental conservation. Coconut shells obtained from community enterprises in Kalasin Province were subjected to carbonization at 700 °C and chemical activation using phosphoric acid (H3PO4), followed by an evaluation of their physicochemical properties and adsorption performance in wastewater treatment systems. The resulting activated carbon exhibited an iodine number of 958.7 ± 5.2 mg/g, moisture content below 5%, and ash content of 4.60 ± 0.20%. Batch adsorption experiments (n = 3) demonstrated significant reductions in major pollutants, including ammonia–nitrogen (NH3–N), suspended solids (SS), and Total Kjeldahl Nitrogen (TKN), which decreased by 34.20%, 34.85%, and 43.35%, respectively. The pH adjustment (19.67%) further reflected the capability of the activated carbon to improve wastewater quality effectively. In addition, economic assessment indicated that the proposed process could reduce coconut waste management costs by 35%. These findings highlight the potential of coconut-shell-based activated carbon as an effective environmental technology, while demonstrating the practical applicability of the BCG model in promoting waste valorization, reducing environmental impacts, and strengthening local circular economies in a sustainable manner.

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

How to Cite
Rotjanakorn wangkhamhan, A., Sriburum, A. ., Phothinam, P. ., & Wangkhamhan, T. . (2025). Waste Valorization of Coconut Shell Residues into Activated Carbon within the BCG Economy Model for Sustainable Environmental Management. Kalasin University Journal of Science Technology and Innovation, 4(2), 175–183. retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/sci_01/article/view/269684
Section
Research Articles

References

ลินดา เกณฑ์มา และคณะ. การพัฒนาผลิตภัณฑ์การแปรรูปขยะจากเปลือกมะพร้าวทางการเกษตรที่หลากหลายของเกษตรกรชุมชนบ้านแพ้ว จังหวัดสมุทรสาคร. วารสารมหาจุฬานาครทรรศน์, 11(12), 64–73. https://so03.tci-thaijo.org/index.php/JMND/article/view/281476

Ioannidou O. and Zabaniotou A. Agricultural residues as precursors for activated carbon production. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2007, 11(9), 1966–2005, doi: 10.1016/j.rser.2006.03.013

Gratuito M.K.B. and Panyathanmaporn T.; Chumnanklang R.-A.; Sirinuntawittaya N.; Dutta A. Production of activated carbon from coconut shell: Optimization using response surface methodology. Bioresource Technology 2007, 99(11), 4887–4895, doi: 10.1016/j.biortech.2007.09.042.

Gupta V.K. and Suhas. Application of low-cost adsorbents for dye removal. Journal of Environmental Management 2009, 90(8), 2313–2342, doi: 10.1016/j.jenvman.2008.11.017.

Ahmedna M. and Marshall W.E.; Rao R.M. Production of granular activated carbons from select agricultural by-products and evaluation of their physical, chemical and adsorption properties. Bioresource Technology 2000, 71(2), 113–123, doi: 10.1016/S0960-8524(99)00070-X.

Natalia Z. and Beata D. Biomass derived activated carbons in wastewater treatment-The aim of metallurgical industry. Desalination and Water Treatment 2024, 318, 100320, doi: 10.1016/j.dwt.2024.100320.

Nilufer A.B. and et al. Activated Carbon from Coconut Shell: Synthesis and Its Commercial Applications-A Recent Review. Applied Science and Engineering Progress 2023, 16, 6152, doi: 10.14416/j.asep.2022.07.001.

อนุสรณ์ สินสะอาด. การพัฒนาประสิทธิภาพเตาเผาถ่านกัมมันต์ จากกะลามะพร้าว. วารสารวิชาการ วิทยสารบูรณาการเทคโนโลยีอุตสาหกรรมและวิศวกรรมประยุกต์ 2560, 10(2), 95–108. https://li01.tci-thaijo.org/index.php/Itech/article/view/107095

Rattanapan C. and Chantara S.; Leenakul W. Fabrication and characterization of coconut shell activated carbon using variation chemical activation for wastewater treatment application. Results in Chemistry 2022, 4(5), 100256, doi: 10.1016/j.rechem.2022.100291.

Saleem, J., et al. Environmental Impacts and Adsorption Isotherms of Coconut Shell Activated Carbon: Effect of Acid Activation, Journal of Carbon Research 2025, 11 (1),1-18. doi:10.3390/c11010022

ฐิติกร หมายมั่น และคณะ. โมเดลเศรษฐกิจ BCG เพื่อกํารพัฒนําที่สมดุลและยั่งยืน. วารสารวิชาการมหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย, 13(2), 14-27. https://so01.tci-thaijo.org/index.php/EAUHJSocSci/article/view/265111

กิตตินันท์ สดใส และคณะ. การศึกษาแนวทางการบริหารจัดการวัสดุเหลือใช้จากอุตสาหกรรมมะพร้าวน้ำหอมของประเทศไทย: กรณีศึกษาจังหวัดราชบุรีและสมุทรสงคราม. วารสารการจัดการสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน, 21(1), 60–77. https://doi.org/10.14456/jesm.2025.4

Sulaiman M.A., et al. Life cycle assessment of coconut shell activated carbon for water treatment applications. Cleaner Materials 2021, 5, 100092.

เกษศินี รัตนพันธ์, ปิยะพงษ์ อิงไธสง. การสร้างคุณค่าร่วมด้วย BCG Economy Model ของรัฐบาลไทย. วารสารนวัตกรรมสื่อและการสื่อสาร, 2(1), 60–74. doi: 10.60101/jimc2023.706

ซิน เมย์ ทัน, สร้อยดาว วินิจนันทรัตน์. การประเมินการปล่อยแก๊สเรือนกระจกจากกิจกรรมของฟาร์มกุ้งแบบหนาแน่นชายฝั่งแห่งหนึ่งในจังหวัดฉะเชิงเทรา. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหาสารคาม 2564, 40(6), 404–414, https://li01.tci-thaijo.org/index.php/scimsujournal/article/view/252624

APHA Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 23rd ed.; American Public Health Association: Washington, DC, 2017. https://yabesh.ir/wp-content/uploads/2018/02/Standard-Methods-23rd-Perv.pdf

น้ำอ้อย ปัญญา, นฎาภัสส์ คุ้มกลาง. การผลิตถ่านอัดแท่งจากวัสดุเหลือใช้ (กากโหระพา) ในอุตสาหกรรมเครื่องหอม. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหาสารคาม 2568, 44(2), 172–180. https://li01.tci-thaijo.org/index.php/scimsujournal/article/view/261803

Bansal R., Goyal M. Activated Carbon Adsorption 2025. Doi: 10.1201/9781420028812.

ปัณณทัต ลือโสภา, วิจิตรา สิงห์หิรัญนุสรณ์. การผสมผสานวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรเพื่อเป็นแหล่งผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหาสารคาม 2564, 42(4), 127–137. https://li01.tci-thaijo.org/index.php/scimsujournal/article/view/252133