การประยุกต์ใช้ตะกอนประปาดัดแปลงสภาพเพื่อเป็นวัสดุดูดซับฟอสฟอรัสจากน้ำเสียในระบบบำบัดน้ำเสียแบบเติมอากาศที่เกิดยูโทรฟิเคชันจากสาหร่ายไซยาโนแบคทีเรีย
คำสำคัญ:
ตะกอนประปาดัดแปลงสภาพ, วัสดุดูดซับ, ฟอสฟอรัส, ไซยาโนแบคทีเรียบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลตะกอนประปาดัดแปลงสภาพเพื่อเป็นวัสดุดูดซับฟอสฟอรัสจากน้ำเสียกระทบของค่าพีเอชเริ่มต้นต่อความสามารถในการดูดซับฟอสฟอรัส และสร้างตัวดูดซับจากตะกอนประปาดัดแปลงซึ่งสามารถกำจัดฟอสฟอรัสออกจากน้ำเสียในระบบบำบัดน้ำเสียที่เกิดยูโทรฟิกจากไซยาโนแบคทีเรีย ตัวดูดซับเตรียมขึ้นจากตะกอนประปาที่ผ่านการใช้งานแล้ว นำมาเผาที่ 600 oC นาน 10 ชั่วโมง ตามด้วยการบดและร่อนเพื่อให้ได้ขนาดอนุภาค 270 µm ทดสอบความสามารถในการดูดซับฟอสฟอรัสของตัวดูดซับนี้ที่ความเข้มข้นฟอสฟอรัส 50-500 mgP/L และพีเอช 3-11 เป็นระยะเวลา 72 ชั่วโมง วิเคราะห์ปริมาณฟอสฟอรัสในรูปออร์โธฟอสเฟตโดยวิธีแอสคอบิก การทดลองละ 3 ซ้ำ ผลการทดลองพบว่า ตัวดูดซับจากตะกอนประปาดัดแปลงสภาพมีพื้นที่ผิวจำเพาะ 19.59 m2/g และปริมาตรรูพรุนรวม 0.079 m3/g และมีองค์ประกอบของโลหะหนักสำคัญที่มีผลต่อการดูดซับ ได้แก่ อะลูมิเนียม เหล็ก และแคลเซียม เมื่อความเข้มข้นของฟอสฟอรัสเริ่มต้นอยู่ที่ 500 mgP/L และค่าพีเอชเป็นกลางที่ 7-9 พบว่า ค่าการดูดซับฟอสฟอรัสสูงสุดเท่ากับ 13.71 และ 12.85 mgP/L ตามลำดับ ซึ่งผู้วิจัยพบว่าเป็นสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการดูดซับฟอสฟอรัสในน้ำเสียนี้ ดังนั้น ตะกอนประปาที่ผ่านการดัดแปลงสภาพแล้วสามารถนำมาใช้เป็นตัวดูดซับที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดฟอสฟอรัสออกจากน้ำเสียได้
References
สุวนันท์ ทันสมัย. การกำจัดออร์โธฟอสเฟตและความขุ่นจากน้ำเสียชุมชนด้วยโพลีอลูมิเนียมคลอไรด์และตะกอนจากการผลิตน้ำประปา. [วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม].กรุงเทพมหานคร: มหาวิทยาลัยศิลปากร; 2565.
Fang X, Zhang D, Chang Z, Li R, Meng S. Phosphorus removal from water by the metal-organic frameworks (MOFs)-based adsorbents: A review for structure, mechanism, and current progress. Environmental Research 2023; 243(12):117816-117816.
Das R. Phosphorous Sources, Consequences and Removal Techniques from Water - A Review. Progress in Chemical Science Research 2023; 9:147–57.
Fan X, Wu Y, He Y, Liu H, Guo J, Li B, Peng, H. Efficient removal of phosphorus by adsorption. Phosphorus Sulfur and Silicon and The Related Elements 2022; 198:375-384.
มธุรส วังชนะชัย, ณัฏฐ์ ภู่เกิดสิน, ศิริพร ลาภเกียรติถาวร, พงศ์ศักดิ์ หนูพันธ์. การคัดเลือกวัสดุสำหรับการดูดซับฟอสฟอรัสเพื่อใช้เป็นตัวกลางในระบบบึงประดิษฐ์. การประชุมวิชาการแห่งชาติ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน ครั้งที่ 9 ตามรอยพระยุคลบาท เกษตรศาสตร์กำแพงแสน. 6-7 ธ.ค. 2555; นครปฐม: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน. นครปฐม: สำนักงานวิทยาเขตกำแพงแสน กองบริหารวิชาการและนิสิตมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน; 2555. น. 394–401.
Isaacs JD, Strangman WK, Barbera AE, Mallin MA. Microcystins and two new micropeptin cyanopeptides produced by unprecedented Microcystis aeruginosa blooms in North Carolina’s Cape Fear River. Harmful Algae 2014; 31:82–86.
สำนักงานบริหารกายภาพและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี. รายงานผลการบำบัดน้พเสียประจำปี 2564. สำนักงานบริหารกายภาพและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี; 2564.
Mohsenpour SF, Hennige S, Willoughby N, Adeloye A, Gutierrez T. Integrating micro-algae into wastewater treatment: A review. Science of the Total Environment 2021; 752:142168.
Florida LAKEWATCH. A Beginner’s Guide to Water Management [Internet]. [cited 2023 May 26]. Available from: https://lakewatch.ifas.ufl.edu/media/lakewatchifasufledu/extension/circulars/101_ABCs_2004copy.pdf
Romanis CS, Pearson LA, Neilan BA. Cyanobacterial blooms in wastewater treatment facilities: Significance and emerging monitoring strategies. Health & Environmental Research Online (HERO) 2021; 180(106123).
Welch EB, Schrieve GD. Alum treatment effectiveness and longevity in shallow lakes. Hydrobiologia 1994; 275–276(1):423–31.
Kasprzyk M, Czerwionka K, Gajewska M. Waste materials assessment for phosphorus adsorption toward sustainable application in circular economy. Resources, Conservation & Recycling 2020; 168(105335):1–9.
Kuster AC, Huser BJ, Thongdamrongtham S, Padungthon S, Junggoth R, Kuster AT. Drinking water treatment residual as a ballast to sink Microcystis cyanobacteria and inactivate phosphorus in tropical lake water. Water Res 2021; 207(117792).
APHA. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21st ed. Washington DC: American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation; 2005.
Seader JD, Henley EJ. Separation process principles. New York: John Wiley & Sons, Inc.; 1998.
Rastogi RP, Sinha RP, Incharoensakdi A. The cyanotoxin-microcystins: Current overview. Environmental Science and Biotechnology 2014; 13:215–49.
Kuster AC, Huser BJ, Padungthon S, Junggoth R, Kuster AT. Washing and heat treatment of aluminum-based drinking water treatment residuals to optimize phosphorus sorption and nitrogen leaching: Considerations for lake restoration. Water (Switzerland) 2021; 13(18):2465.
Assoualaye G, Djongyang N. Influence of pore size and isosteric heat of adsorption of some metal–organic frameworks on the volumetric and gravimetric adsorption capacities of hydrogen at room temperature. Polymer Bulletin 2021; 78(9):1–15.
Matsuzawa F, Amano Y, Machida M. Phosphate Ion Adsorption Characteristics of Nitrogen Doped Carbon-based Adsorbents Prepared from Sucrose, Melamine, and Urea. Carbon Reports 2023; 2(2):114–22.
Zhang Y, Song C, Ji L, Lui Y, Xiao J, Cao X, Zhou Y. Cause and effect of N/P ratio decline with eutrophication aggravation in shallow lakes. Science of The Total Environment 2018; 627:1294-1302.
Brontowiyono W, Patra I, Hussein SA, Alimuddin, Mahdi AB, Izzat SE, et al. Phosphate Ion Removal from Synthetic and Real Wastewater Using MnFe2O4Nanoparticles: A Reusable Adsorbent. Acta Chim Slov 2022; 69(3):681–93.
Zhang Y, Yang K, Fang Y, Ding J, Zhang H. Removal of Phosphate from Wastewater with a Recyclable La-Based Particulate Adsorbent in a Small-Scale Reactor. Water (Switzerland) 2022; 14(15):2326.
Liu T, Ji B, Wu Y, Liu Z, Wang W. Effects of the pH Value on the Electrodeposition of Fe-P Alloy as a Magnetic Film Material. Journal of Physical Chemistry C 2022; 126(36):15472–15484.
Ye T, Pollack GH. Do aqueous solutions contain net charge?. PLoS One 2022; 17(10):e0275953.
Hantal G, Klíma M, McFegan L, Kolafa J, Jedlovszky P. Does the Sign of Charge Affect the Surface Affinity of Simple Ions? Journal of Physical Chemistry B 2023; 127(27):6205–6216.
Kang L, Mucci M, Lürling M. Influence of temperature and pH on phosphate removal efficiency of different sorbents used in lake restoration. Science of the Total Environment. 2021; 812:151489.
Zhang Y, Yang K, Fang Y, Ding J, Zhang H. Removal of Phosphate from Wastewater with a Recyclable La-Based Particulate Adsorbent in a Small-Scale Reactor. Water (Switzerland) 2022; 14(15):2326.
Yankwa Djobo JN, Nkwaju RY. Preparation of acid aluminum phosphate solutions for metakaolin phosphate geopolymer binder. RSC Adv 2021; 11(51):32258–32268.
Goj P, Handke B, Stoch P. Vibrational characteristics of aluminum–phosphate compounds by an experimental and theoretical approach. Dental science reports 2022; 12(1):17495.
Labjar H, Chaair H. Synthesis and characterization of apatite silicated powders with wet precipitation method. E3S Web of Conferences 2021; 234:00106.
Li BG, Chen Y, Ren G, Zhao R, Zhineng Wu Z, Zhu F, Ma X. Efficient low-concentration phosphate removal from sub-healthy surface water by adsorbent prepared based on functional complementary strategy. Science of The Total Environment 2023; 902:166476.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 วารสารการแพทย์และสาธารณสุข มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารการแพทย์และสาธารณสุข มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรง ซึ่งกองบรรณาธิการวารสารไม่จำเป็นต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใด ๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารการแพทย์และสาธารณสุข มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารการแพทย์และสาธารณสุข มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี กองบรรณาธิการไม่สงวนสิทธิ์ในการคัดลอกเพื่อการพัฒนางานด้านวิชาการ แต่ต้องได้รับการอ้างอิงที่ถูกต้องเหมาะสม
