การใช้ประโยชน์จากกากไดอะตอมไมต์และสลัดจ์จากอุตสาหกรรมเครื่องดื่มเพื่อการดูดซับฟีนอล

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำสลัดจ์และกากไดอะตอมไมต์ จากอุตสาหกรรมเครื่องดื่มไปใช้ประโยชน์เป็นตัวดูดซับฟีนอล ด้วยการผ่านกระบวนการกระตุ้นด้วยสารเคมีและความร้อนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดูดซับและนำไปขึ้นรูปเพื่อผลิตวัสดุผสมชนิดเม็ดเพื่อใช้เป็นตัวดูดซับ โดยผ่านการศึกษาสมบัติทางกายภาพและเคมี การทดสอบประสิทธิภาพการดูดซับ จลนพลศาสตร์และไอโซเทอมการดูดซับฟีนอล อุณหภูมิและพีเอชที่เหมาะสมต่อความสามารถในการดูดซับฟีนอลของตัวดูดซับ และความต้านทานต่อแรงกดของตัวดูดซับวัสดุผสม จากการศึกษาพบว่ากากไดอะตอมไมต์มีองค์ประกอบหลักของซิลิกาที่สูงทำให้มีโครงสร้างผลึกประกอบด้วยคริสโตบาไลท์และควอตซ์ มีหมู่ฟังก์ชันไซลอกเซนและซิเลนอลเป็นหมู่ฟังก์ชันหลักบนพื้นผิว แต่มีขนาดพื้นที่ผิวจำเพาะต่ำ ส่งผลให้ไม่เกิดการดูดซับฟีนอล การกระตุ้นกากไดอะตอมไมต์ด้วยสารเคมีและความร้อนไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการดูดซับฟีนอล ในขณะที่ตัวดูดซับสลัดจ์มีองค์ประกอบหลักเป็นสารอินทรีย์ที่มีขนาดพื้นที่ผิวจำเพาะต่ำ แต่เมื่อนำไปผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชัน กระตุ้นด้วยสารเคมีและความร้อน พบว่าได้ตัวดูดซับถ่านสลัดจ์มีพื้นที่ผิวและรูพรุนที่เพิ่มมากขึ้น ตัวดูดซับที่ถูกกระตุ้นด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส ภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน (ASC_KOH_3:1) มีค่าพื้นที่ผิวจำเพาะสูงถึง 2,565 ตารางเมตรต่อกรัม มีโครงสร้างผลึกเป็นคาร์บอนอสัณฐาน โดยมีจลนพลศาสตร์การดูดซับเป็นไปตามปฏิกิริยาอันดับสองเสมือน ไอโซเทอมการดูดซับเป็นไปตามแบบจำลองฟรุนดลิชโดยมีค่าความสามารถในการดูดซับที่สภาวะสมดุล 56.07 มิลลิกรัมต่อกรัม ที่ความเข้มข้นฟีนอลที่สมดุล 90 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยปฏิกิริยาการดูดซับเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนและการดูดซับฟีนอลของตัวดูดซับถ่านสลัดจ์เกิดได้ดีที่พีเอชระหว่าง 3 ถึง 7 การขึ้นรูปตัวดูดซับวัสดุผสมด้วยวิธีอัดรีดทำให้สะดวกต่อการนำไปใช้งาน ดังนั้นตัวดูดซับสลัดจ์ที่ได้จากงานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้เป็นทางเลือกในการดูดซับน้ำเสียที่มีการปนเปื้อนของฟีนอลได้อย่างมีประสิทธิภาพ