การกำจัดไอออนแคดเมียมและตะกั่วจากน้ำเสียด้วยมะขามและเปลือกทับทิม

Abstract

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อกำจัดไอออนแคดเมียมและตะกั่วจากน้ำเสีย โดยใช้มะขามและเปลือกทับทิมที่ไม่ปรับสภาพทางเคมีและที่ปรับสภาพทางเคมีด้วยกรดซัลฟุริกเป็นตัวดูดซับ และศึกษาสมบัติของตัวดูดซับด้วยการหาค่าการดูดซับไอโอดีน รวมทั้งศึกษาสภาวะที่เหมาะสมต่อประสิทธิภาพของตัวดูดซับ ผลการศึกษาจากการทดลองแบบกะพบว่ามะขามและเปลือกทับทิมที่ปรับสภาพมีประสิทธิภาพในการดูดซับตะกั่วในน้ำเสียสังเคราะห์ได้สูงกว่ามะขามและเปลือกทับทิมที่ไม่ปรับสภาพ ส่วนมะขามและเปลือกทับทิมที่ไม่ปรับสภาพต่างก็มีประสิทธิภาพในการดูดซับแคดเมียมได้ใกล้เคียงกับมะขามและเปลือกทับทิมที่ปรับสภาพตามลำดับ นอกจากนี้ประสิทธิภาพการดูดซับไอออนจะเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มเวลาและความเข้มข้นของไอออนโลหะในน้ำเสีย รวมทั้งมีแนวโน้มว่าการดูดซับแคดเมียมและตะกั่วของมะขามและเปลือกทับทิมปรับสภาพมีความเหมาะสมกับไอโซเทอมการดูดซับแบบฟรุนดลิชมากกว่าแบบแลงเมียร์ ซึ่งพบว่าในการดูดซับแคดเมียมด้วยมะขามปรับสภาพ มีค่า K, n และ R² เท่ากับ 0.91, 0.08 และ 0.5424 ตามลำดับ และมีค่า X_m, b และ R² เท่ากับ -0.88, -0.12 และ 0.154 ตามลำดับ ส่วนเปลือกทับทิมปรับสภาพมีค่า K, n และ R² เท่ากับ 49, -0.05 และ 0.8121 ตามลำดับ และมีค่า X_m, b และ R² เท่ากับ 2.57, -1.41 และ 0.0002 ตามลำดับ สำหรับการดูดซับตะกั่วด้วยมะขามปรับสภาพมีค่า K, n และ R² เท่ากับ 23.66, 1.02 และ 0.5138 ตามลำดับ และมีค่า X_m, b และ R² เท่ากับ -256.41, -0.06 และ 0.2775 ตามลำดับ ส่วนเปลือกทับทิมปรับสภาพมีค่า K, n และ R² เท่ากับ 17.79, 0.76 และ 0.534 ตามลำดับ และมีค่า X_m, b และ R² เท่ากับ -55.25, -0.18 และ 0.2668 ตามลำดับ นอกจากนี้มะขามและเปลือกทับทิมที่ปรับสภาพจะมีประสิทธิภาพการดูดซับแคดเมียมในน้ำเสียสังเคราะห์แบบต่อเนื่องได้สูงกว่าการดูดซับตะกั่วมาก และสูงกว่ามะขามและเปลือกทับทิมที่ไม่ปรับสภาพ ส่วนมะขามที่ไม่ปรับสภาพและเปลือกทับทิมที่ปรับสภาพมีประสิทธิภาพการดูดซับแคดเมียมและตะกั่วในน้ำทิ้งจากห้องปฏิบัติการเคมีได้สูงใกล้เคียงกัน และสูงกว่ามะขามที่ปรับสภาพและเปลือกทับทิมที่ไม่ปรับสภาพตามลำดับ

คำสำคัญ : ไอออนแคดเมียม; ไอออนตะกั่ว; น้ำเสีย; มะขาม; เปลือกทับทิม

Abstract

The objective of this research is to determine the efficiency of tamarind and pomegranate shell, as the adsorbent for removing cadmium (II) and lead (II) ions from wastewater. The property of absorbent was studied using iodine adsorption value. The optimum condition for the efficiency of the absorbent was studied by sulfuric acid treatment with a batch experiment. The continuous operation was performed by using the synthetic wastewater and wastewater from chemical laboratory. The result indicated that the treated tamarind and pomegranate shell could remove lead from synthetic wastewater more than those untreated. It also showed that the treated and untreated tamarind and pomegranate shell could similarly remove cadmium. In addition the efficiency of metal ion adsorption increased when the time and the concentration of metal ion in the wastewater increased. Freundlich adsorptive isotherm test was shown to be more appropriate than Langmuir absorbtive isotherm test. The Freundlich constant (K), adsorptive energy constant (n) and correlation coefficient (R²) for cadmium removing by the treated tamarind were 0.91, 0.08 and 0.542 and 0.513, respectively while maximum adsorbate quantity (X_m), Langmuir constant (b) and R² were -0.88, -0.12 and 0.154, respectively. For the treated pomegranate shell,K, n และ R² were 49, -0.05 and 0.8121, respectively and X_m, b and R² were 2.57, -1.41 and 0.0002, respectively. K, n และ R² for removing lead of the treated tamarind were 23.66, 1.02 and 0.5138, respectively and X_m, b and R² were -256.41, - 0.06 and 0.2775, respectively. K, n และ R² of the treated pomegranate shellwere 17.79, 0.76 and 0.534, respectively and X_m, b and R² were -55.25, -0.18 and 0.2668 respectively. The efficiency of cadmium ion adsorption in synthetic wastewater of the treated tamarind and pomegranate shell in the continuous operation was higher than lead ion adsorption and higher than the untreated tamarind and pomegranate shell. The untreated tamarind and treated pomegranate shell could similarly remove cadmium and lead in the wastewater from chemical laboratory and could remove cadmium and lead more than the treated tamarind and untreated pomegranate shell.

Keywords: cadmium (II) ion; lead (II) ion; wastewater; tamarind; pomegranate shell