การพัฒนาตัวดูดซับสำหรับน้ำเสียประเภทสีย้อม (ชื่อเดิม : การพัฒนานวัตกรรมอเนกประสงค์สำหรับบำบัดน้ำเสีย)

บทคัดย่อ

น้ำเสียจากการปนเปื้อนสารเคมีสีย้อมเป็นมลพิษทางน้ำที่อันตรายมากและมีแนวโน้มว่าจะเพิ่มปริมาณอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากมีการขยายตัวของโรงงานและวิสาหกิจชุมชนที่เกี่ยวกับสี หากสารเคมีสีย้อมในน้ำเสียเข้าสู่ร่างกายจะส่งผลกระทบต่อการทำงานของระบบในร่างกายและก่อให้เกิดมะเร็ง สีย้อมสังเคราะห์มีโครงสร้างในรูปไอออนบวก ไอออนลบ และเป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่งนิยมนำมาใช้ย้อมผ้า อุปกรณ์ อาคาร รถยนต์ เป็นต้น โดยน้ำสีย้อมที่เหลือเป็นสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดมลพิษในแหล่งน้ำธรรมชาติ ดังนั้น การกำจัดสารเคมีสีย้อมเหล่านี้จึงต้องรีบดำเนินการอย่างเร่งด่วน การดูดซับเป็นวิธีที่ไม่ซับซ้อนและมีต้นทุนต่ำ แต่ประสิทธิภาพการดูดซับจะขึ้นอยู่กับตัวดูดซับ งานวิจัยนี้จะพัฒนาตัวดูดซับชนิดต่าง ๆ เพื่อกำจัดสีย้อมชนิดต่าง ๆ ในน้ำทั้งไอออนบวก ไอออนลบ และเป็นกลางทางไฟฟ้า ตัวดูดซับที่เตรียมได้ประกอบด้วย NiAl-LDH, NiAl-LDO, NiFe-LDH, NiFe-LDO, DS@NiAl-LDH, KTLO และวัสดุคอมโพสิต ซึ่งได้พิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยเทคนิค XRD, FT-IR, SEM, EDX, electron mapping, VSM, BET และ/หรือ DR/UV-VIS เมื่อนำตัวดูดซับชนิดต่าง ๆ มาทดสอบประสิทธิภาพการดูดซับสีย้อมในน้ำเสียสังเคราะห์ พบว่า ตัวดูดซับ LDH และ LDO (NiAl-LDH, NiAl-LDO, NiFe-LDH, NiFe-LDO) ให้ประสิทธิภาพสูงในกำจัดสีย้อมไอออนลบ เช่น เมธิลออเรนจ์ อะลิซารีนเรดเอส ออเรนจ์ II และคองโกเรด ขณะที่ ตัวดูดซับ KTLO สามารถกำจัดสีย้อมไอออนบวกในน้ำ (เมทิลีนบลู) และในเสียสีย้อมกระจูดได้ดี ส่วนสีย้อมที่เป็นกลางทางไฟฟ้า (ฟีนอล์ฟธาลีน) ถูกกำจัดด้วย DS@NiAl-LDH เมื่อนำตัวดูดซับมาบรรจุในคอลัมน์ (ชุดกรอง) พบว่า ให้ประสิทธิภาพการดูดซับใกล้เคียงกับระบบกวนด้วยแท่งแม่เหล็ก และให้ประสิทธิภาพสูงในการบำบัดน้ำเสียจากห้องปฏิบัติการและการย้อมกระจูด โดยสามารถเลือกใช้ตัวดูดซับชนิดเดียวแบบกวนด้วยแท่งแม่เหล็กหรือคอลัมน์เดี่ยวในการบำบัดน้ำเสียสีย้อมแต่ละชนิดด้วยกลไกการดูดซับทางเคมี ซึ่งให้ประสิทธิภาพสูงใกล้เคียงกับ 3 คอลัมน์ และดีกว่าแบบท่อ 3 ชั้น และเป็นกระบวนการที่ง่ายกว่า ใช้ต้นทุนต่ำกว่า และบำบัดน้ำเสียได้รวดเร็วกว่า นอกจากนี้ สามารถแยกตัวดูดซับแม่เหล็ก NiFe-LDH และ NiFe-LDO ด้วยอาศัยแรงดึงดูดจากแท่งแม่เหล็ก และตัวดูดซับยังสามารถนำมาใช้ซ้ำได้อีกหลายรอบซึ่งยังคงให้ประสิทธิภาพใกล้เคียงเดิม งานวิจัยนี้เป็นองค์ความรู้เพื่อนำตัวดูดซับไปประยุกต์ใช้และพัฒนาต่อยอดในการบำบัดน้ำเสียที่มีการปนเปื้อนสีย้อมชนิดต่าง ๆ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการกำจัดสูง และคุ้มทุน

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ