การกำจัดไอออนโลหะหนักออกจากน้ำเสียโดยใช้ถ่านขาว

Abstract

ABSTRACTThis research was to study heavy metal ion removal efficiency by coconut shell white charcoal. Batch adsorption experiments of Pb(II), Cd (II), Zn(II) and Ni(II) ions from aqueous solution were conducted by using coconut shell white charcoal as an adsorbent. The adsorption processes were carried out at room temperature with 100 mg/L initial metal ion concentration, particle size of 500-710 µm and 1000-2000 µm, and solution pH between 2 and 5. The results showed that the adsorption of metal ions were size and pH dependent and the optimum conditions were sizees of 500-710 µm and pH 5. Single ion adsorption capacity of Pb(II), Cd(II), Zn(II) and Ni(II) from solution were  10.81,  9.10, 4.89 และ1.92 mg/g respectively by 500-710 µm adsorbent at pH 5. However, for mixed metal ions adsorption, the competitive adsorption showed a different sequence, adsorption percentage with preference for Pb(II). The adsorption capacity and sequence of Pb(II), Cd(II), Ni(II) and Zn(II) from solution were 4.63, 2.26, 1.73 และ 1.54 mg/g respectively. The adsorption behavior of all metal ions conformed to Langmuir adsorption isotherm model, with maximum adsorption capacity (qm) of 17.12, 15.82, 4.48 and 3.60 mg/gm for Pb(II) Cd(II) Zn(II) and Ni(II) respectively. The coconut shell white charcoal also showed the removal capability of Pb(II) at in contaminated wastewater obtained from soldering shops  with removal efficiency of Pb(II) around 90 percent (about 0.56 mg/g). This study also confirmed that coconut shell white charcoal could be used for the removal of Pb (II) ions in wastewater treatment. Key words: Heavy metal ions removal, Coconut shell white charcoal, Adsorption isothermบทคัดย่อ ศึกษาการดูดซับแบบกะของไอออนโลหะ 4 ชนิด ได้แก่ ตะกั่ว(II) สังกะสี(II) แคดเมียม(II) และนิกเกิล(II) ในสารละลายเดี่ยวโดยใช้ถ่านขาวกะลามะพร้าวเป็นตัวดูดซับ  พบว่าถ่านขาวกะลามะพร้าวสามารถดูดซับไอออน ตะกั่ว(II) สังกะสี(II) แคดเมียม(II) และนิกเกิล(II)ได้  โดยใช้ตัวดูดซับที่มีขนาดอนุภาคช่วง 500 ถึง 710 ไมโครเมตร มีค่าความสามารถดูดซับไอออนตะกั่ว(II) แคดเมียม(II) สังกะสี(II) และนิกเกิล(II) ออกจากสารละลายที่พีเอช 5 เท่ากับ 10.81, 9.10, 4.89 และ1.92 มิลลิกรัมต่อกรัมตามลำดับ และตัวดูดซับขนาดอนุภาคช่วง 500 ถึง 710 ไมโครเมตร สามารถดูดซับไอออนโลหะได้สูงกว่าตัวดูดซับที่มีขนาดช่วงอนุภาค 1000 ถึง 2000 ไมโครเมตร  เมื่อศึกษาผลของค่าพีเอชสารละลายระหว่างพีเอช 2 ถึง 5 พบว่าค่าการดูดซับไอออนโลหะทั้ง 4 ชนิดมีค่าเพิ่มขึ้นจากพีเอช 2 จนมีค่าสูงสุดที่พีเอช 5   สำหรับการดูดซับไอออนโลหะผสมแบบแข่งขัน พบว่าถ่านขาวกะลามะพร้าวขนาดอนุภาคช่วง 500 ถึง 710 ไมโครเมตร สามารถดูดซับไอออนผสมออกจากสารละลายที่พีเอช 5  มีค่าเป็น 4.63, 2.26, 1.73 และ 1.54 มิลลิกรัมต่อกรัมสำหรับตะกั่ว(II) แคดเมียม(II) นิกเกิล(II) และสังกะสี(II) ตามลำดับ  แบบจำลองการดูดซับไอออนโลหะทั้ง 4 ชนิดเป็นแบบแลงเมียร์และมีค่าความสามารถดูดซับสูงสุด (qm)ของไอออนโลหะต่างๆ เป็น 17.12, 15.82, 4.48 และ 3.60 มิลลิกรัมต่อกรัม สำหรับตะกั่ว(II) แคดเมียม(II) สังกะสี(II) และนิกเกิล(II) ตามลำดับ   และเมื่อนำถ่านขาวกะลามะพร้าวนี้ไปกำจัดไอออนตะกั่วจากน้ำเสียจริงพบว่าสามารถกำจัดไอออนตะกั่วออกจากสารละลายที่พีเอช 5 ได้ประมาณร้อยละ 90 หรือ 0.56 มิลลิกรัมต่อกรัม ดังนั้นถ่านขาวกะลามะพร้าวจึงสามารถใช้เป็นตัวกำจัดไอออนโลหะหนักออกจากน้ำเสียที่ปนเปื้อนโลหะหนักได้จริง คำสำคัญ การกำจัดไอออนของโลหะหนัก ถ่านขาว แบบจำลองการดูดซับ