การเตรียมวัสดุเชิงประกอบถ่านกัมมันต์/ซีโอไลต์/ไททาเนียสำหรับการบำบัดน้ำเสียอินทรีย์จากอุตสาหกรรม

Abstract

งานวิจัยนี้เตรียมวัสดุเชิงประกอบจากวัสดุดูดซับถ่านกัมมันต์ผสมซีโอไลต์ชนิดโซเดียมเอและวัสดุโฟโตคะตะลิสต์ไททาเนียในการกำจัดฟีนอลซึ่งเป็นของเสียอินทรีย์อันตรายที่พบได้จากอุตสาหกรรมหลายประเภท เนื่องจากการขึ้นรูปเป็นชิ้นงานช่วยให้การเก็บกำจัดภายหลังกระบวนการกำจัดของเสียทำได้ง่ายกว่า จากพื้นที่ผิวจำเพาะที่สูงมากทำให้ถ่านกัมมันต์มีความสามารถในการดูดซับที่ดี ในขณะที่โซเดียมเอซีโอไลต์มีความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุได้ดีและมีขนาดโพรงที่สม่ำเสมอ การเตรียมวัสดุเชิงประกอบโดยการปั่นผสมผงวัสดุดูดซับทั้งสองชนิดกับ ฟีนอลิกเรซินด้วยหม้อบดความเร็วสูง ผสมสารเชื่อมประสานอินทรีย์แล้วอัดรีดเพื่อขึ้นรูปเป็นท่อกลวงทรงกระบอกแล้วเคลือบไททาเนียที่แขวนลอยในน้ำร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก เผา 600 และ 650 องศาสเซลเซียสในบรรยากาศรีดักชันนาน 1 2 และ 3 ชั่วโมง จากนั้นฉีดโฟมในท่อกลวงของชิ้นงานทำให้ชิ้นงานสามารถลอยน้ำและได้รับแสงเพื่อกระตุ้นไททาเนียที่เคลือบบนผิววัสดุให้ทำงานได้ พบว่าโซเดียมเอซีโอไลต์และฟีนอลิกเรซินมีส่วนช่วยเพิ่มความแข็งแรงของชิ้นงาน เนื่องจากซีโอไลต์ขาดสมบัติความเป็นพลาสติก สูตรที่ดีที่สุดคือสูตรที่ขึ้นรูปง่ายและใช้งานในน้ำได้ เป็นสูตรที่ใช้ผงวัตถุดิบถ่านกัมมันต์กับซีโอไลต์ในอัตราส่วน 1:1 และฟีนอลิกเรซินร้อยละ 50 ของน้ำหนักผงวัสดุรวม เผาที่ 650 องศาเซลเซียสนาน 3 ชั่วโมง แต่ภายหลังกระบวนการเผาขึ้นรูปไททาเนียที่เคลือบ ไม่สามารถเร่งให้เกิดการย่อยสลายฟีนอลได้ จึงใช้ดินดำสุราษฎร์ธานีผสมโซเดียมเอซีโอไลต์ เป็นวัสดุรองรับและดูดซับแทนถ่านกัมมันต์ พบว่าการดูดซับฟีนอลน้อยมากแต่สามารถเร่งให้ฟีนอลเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยไททาเนียโฟโตคะตะลิสต์ที่เคลือบอยู่ได้ สังเกตจากค่าการดูดกลืนแสงยูวีที่เพิ่มขึ้นและแถบการดูดกลืนแสงที่เปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากเกิดปฏิกิริยาเคมีแล้วเกิดสารชนิดใหม่ โดยสูตรดินดำสุราษฎร์ธานีต่อซีโอไลต์เป็น 1:3 คือสูตรที่ผสมซีโอไลต์มากที่สุดและสามารถเร่งให้เกิดปฏิกิริยาได้มากที่สุด