การใช้ประโยชน์เถ้าลอยชานอ้อยในการดูดซับสารไฮโดรคาร์บอนที่ปนเปื้อนในน้ำ

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการใช้ประโยชน์เถ้าลอยชานอ้อยซึ่งเป็นวัสดุเหลือใช้จากโรงไฟฟ้าชีวมวล สำหรับดูดซับสารประกอบโพลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่ปนเปื้อนในน้ำ สำหรับเถ้าลอยชานอ้อยที่ใช้ในการศึกษานี้ เป็นวัสดุเหลือใช้ที่ได้จากการผลิตไฟฟ้าในอุตสาหกรรมผลิตน้ำตาลแห่งหนึ่งในประเทศไทย จากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของเถ้าลอยชานอ้อย ด้วยเทคนิคเอกซ์เรย์ฟลูออเรสเซนต์ (XRF) พบว่า มีซิลิกา (SiO2) เป็นองค์ประกอบหลัก จึงมีความคาดหวังที่จะใช้เถ้าลอยชานอ้อยมาเป็นสารดูดซับหรือวัตถุดิบสำหรับการสกัดซิลิกาจากการศึกษาเปรียบเทียบประสิทธิภาพการดูดซับแนฟธาลีน (Naphthalene) ซึ่งใช้เป็นตัวแทนสารโพลิไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนด้วยเถ้าลอยชานอ้อย และซิลิกาที่สกัดจากเถ้าลอยชานอ้อย ทั้งที่ผ่านและไม่ผ่านการปรับสภาพผิวด้วยเซทิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ (Cetyltrimethylammoniumbromide, CTAB) พบว่า สารดูดซับแต่ละชนิดให้ประสิทธิภาพการดูดซับแนฟธาลีนใกล้เคียงกัน เมื่อใช้สารละลายแนฟธาลีนความเข้มข้นตั้งต้น 10 มิลลิกรัมต่อลิตร pH 2-10 ทำการเขย่าที่ความเร็วรอบ 100-250 รอบต่อนาที เป็นเวลา 10-100 นาที โดยใช้สัดส่วนโดยน้ำหนักของสารดูดซับต่อปริมาณแนฟธาลีนเท่ากับ 0.4, 0.6, 0.8 และ 1.0 ตามลำดับ และพบว่าสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับของสารดูดซับที่ทำการศึกษา คือ การใช้สารดูดซับ 0.4 กรัมต่อ 1 มิลลิกรัมแนฟธาลีน (ยกเว้นกรณีเถ้าลอยชานอ้อยที่ไม่ผ่านการปรับสภาพผิว จะใช้สัดส่วนสูงถึง 0.7 - 0.8) ในสารละลาย pH 2 ทำการเขย่าที่ความเร็วรอบ 250 รอบต่อนาที เป็นเวลา 40 นาที ส่วนผลการศึกษาพฤติกรรมการดูดซับแนฟธาลีน พบว่าเถ้าลอยชานอ้อยที่ผ่านการปรับสภาพผิวด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ตามด้วย CTAB และซิลิกาจากเถ้าลอยชานอ้อยที่ผ่านการปรับสภาพผิวด้วย CTAB สอดคล้องกับทฤษฎีการดูดซับทั้งแบบฟรุนดลิช (Freundlich Isotherm) และแบบแลงเมียร์ (Langmuir Isotherm) กล่าวคือ เป็นการดูดซับทั้งแบบชั้นเดียวและหลายชั้นผสมกัน