Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77892
Title: Removal of arsenite, arsenate and dimethylarsenic acid from wastewater by sludge from tap water production
Other Titles: การขจัดอาร์เซไนต์ อาร์เซเนต และไดเมทิลอาร์เซนิกแอซิดในน้ำเสียด้วยกากตะกอนจากการผลิตน้ำประปา
Authors: Pairat Srechainate
Advisors: Apichat Imyim
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Subjects: Adsorption
Sewage sludge
การดูดซับ
กากตะกอนน้ำเสีย
Issue Date: 2013
Publisher: Chulalongkorn University.
Abstract: Sludge of tap water production from the Metropolitan Waterworks Authority (Bangkhen, Thailand) was utilized as alternative low-cost adsorbent for the removal of arsenite (As(III)), arsenate (As(V)) and dimethylarsenic acid (DMA) from contaminated water. The elemental analysis of the sludge was done using X-ray fluorescence (XRF) technique and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The result of ICP-OES indicated that the sludge have high contents of aluminium and iron at 113.8 and 43.7 mg/g, respectively. The XRD result illustrated that the structure of aluminium and iron compounds in sludge might be amorphous, while the pH of point zero charge of the sludge was 6.7. In the equilibrium contact time was 12 hours. For the kinetics study, the adsorption behaviours of As(III), As(V) and DMA showed a good compliance with the pseudo-second order kinetics model. The Langmuir and Freundlich adsorption isotherms were also studied, it was found that the adsorption of As(V) fitted to the Langmuir isotherm, while those of As(III) and DMA preferably obeyed both isotherms. The maximum adsorption amounts calculated from experiments of As(V), As(III) and DMA in the batch system were 8.76, 1.89 and 1.78 mg/g, respectively. After that, the effects of phosphate and sulphate anions were evaluated. It was found that phosphate significantly affected the adsorptive ability for arsenic, but sulphate did not interfere in adsorption. In case of the column study, the percent removal of As(III) and DMA decreased with increasing the flow rate of solution, whereas the flow rates of 0.5-4.0 mL/min did not affect the adsorption efficiency of As(V). Furthermore, the sludge was applied to remove total arsenic in contaminated water containing arsenic of around 74-77 mg/L and used for the removal of arsenic from a surface water sample collected from the Chulalongkorn University pond and spiked with As(V). All results showed that the sludge has a good potential to be used as adsorbent for removal As(V) from water.
Other Abstract: กากตะกอนจากการประปานครหลวง (บางเขน, ประเทศไทย) ถูกนำมาใช้เป็นตัวดูดซับทางเลือกราคา ประหยัดสำหรับการกำจัดอาร์เซไนต์ As(III), อาร์เซเนต AS(V) และไดเมทิลอาร์เซนิกแอชิด (DMA) ในน้ำปนเปื้อนอาร์เซนิก ใช้เทคนิคเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนต์ (XRF) และอินดักทีฟลีคัปเปิลพลาสมาออฟติคัลสเปกโทรเมตรี (ICP-OES) ในการวิเคราะห์ชนิดและปริมาณของธาตุที่มีอยู่ในกากตะกอน ผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค ICP-OES บ่งชี้ว่ากากตะกอนนั้นมีปริมาณอะลูมิเนียมและเหล็กสูงมากที่ 113.8 และ 43.7 มิลลิ กรัมต่อกรัมตามลำดับ และผลของเอ็กซเรย์ดิฟแฟรกชันแสดงโครงสร้างสารประกอบของอะลูมิเนียมและเหล็ก ในกากตะกอนน่าจะเป็นโครงสร้างอสัณฐาน และค่าพีเอชของสารละลายที่ทำให้ผลรวมของประจุบนผิวของกากตะกอนมีค่าเป็นศูนย์ (pHpzc) คือค่าพีเอชที่ 6.7 จากการศึกษาการดูดซับในระบบแบซท์ พบว่าค่าพี เอชที่เหมาะสมในการดูดซับ As(III), As(V) และ DMA คือ 2 และระยะเวลาของการดูดซับที่เข้าสู่สมดุลคือ 12 ชั่วโมง สำหรับการศึกษาจลนศาสตร์ของการดูดซับ พบว่าพฤติกรรมการดูดซับ As(III), As(V) และ DMA เป็นไปตามความสัมพันธ์แบบการดูดซับแบบอันดับสองเทียม ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาไอโซเทอมของการดูดซับด้วย พบว่าการดูดซับ As(V) เป็นไปตามความสัมพันธ์ของแบบจำลองของแลงเมียร์ ขณะที่การดูดซับ As(III) และ DMA เป็นไปตามความสัมพันธ์แบบจำลองของแลงเมียร์และฟรุนดิช โดยความจุในการดูดซับสูงสุดที่คำนวณได้จากการทดลองของ As(III), As(V) และ DMA เท่ากับ 8.76, 1.89 and 1.78 มิลลิกรัมต่อกรัมตามลำดับ จากนั้นศึกษาผลของตัวรบกวนฟอสเฟตและซัลเฟต พบว่าฟอสเฟตส่งผลรบกวน ต่อการดูดซับอาร์เซนิก แต่ซัลเฟตไม่ส่งผลรบกวน เมื่อศึกษาการดูดซับอาร์เซนิกในระบบคอลัมน์ แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของการดูดซับ As(III) และ DMA ลดลงเมื่อเพิ่มอัตราการไหลของสารละลาย ขณะที่ประสิทธิภาพของการดูดซับ As(V) ไม่เปลี่ยนแปลงที่อัตราการไหลของสารละลายระหว่าง 0.5 ถึง 4.0 มิล ลิลิตรต่อนาที นอกจากนี้นำกากตะกอนมาใช้ในการกำจัดอาร์เซนิกทั้งหมดในน้ำตัวอย่างจริงที่มีความเข้มข้นของอาร์เซนิกประมาณ 74 ถึง 77 มิลลิกรัมต่อกรัม และใช้กำจัด As(V) ในน้ำตัวอย่างที่มาจากสระน้ำ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยที่มีการเติมอาร์เซนิก ผลการทดลองทั้งหมดแสดงให้เห็นว่ากากตะกอนจากการประปานนครหลวงบางเขนมีประสิทธิภาพที่ดีในการใช้เป็นตัวดูดซับ As(V) ในน้ำ
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77892
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.1931
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2013.1931
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Pairat_sr_front_p.pdfCover and abstract982.34 kBAdobe PDFView/Open
Pairat_sr_ch1_p.pdfChapter 1641.61 kBAdobe PDFView/Open
Pairat_sr_ch2_p.pdfChapter 21.42 MBAdobe PDFView/Open
Pairat_sr_ch3_p.pdfChapter 3807.65 kBAdobe PDFView/Open
Pairat_sr_ch4_p.pdfChapter 41.75 MBAdobe PDFView/Open
Pairat_sr_ch5_p.pdfChapter 5659.18 kBAdobe PDFView/Open
Pairat_sr_back_p.pdfReference and appendix820.72 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.