การวิจัยร่วมกันสำหรับการพัฒนาไบโอชาร์จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรและการประยุกต์ใช้กับเทคโนโลยีการนำกลับมาใช้ใหม่ของน้ำและสารอาหารอย่างยั่งยืน

บทคัดย่อ

ไบโอชาร์เป็นวัสดุดูซับที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับการกำจัดสารปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมต่างๆ ในการศึกษานี้ได้ทำการศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้ไบโอชาร์จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร เช่น เปลือกกล้วยเล็บมือนาง และเปลือกทุเรียน เพื่อกำจัดแคดเมียม และตะกั่ว ที่อุณหภูมิไพโรไลซิส 400 600 และ 800 องศาเซลเซียส ผลการวิจัยพบว่าไบโอชาร์จากเปลือกกล้วยเล็บมือนาง และเปลือกทุเรียนที่ผ่านกระบวนการไพโรไลซิสที่อุณหภูมิ 600 ?C ให้ประสิทธิภาพในการดูซับแคดเมียมและตะกั่วดีที่สุดในการศึกษานี้ได้นำวิธีพื้นผิวการตอบสนอง (RSM) มาใช้เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับแคดเมียม และตะกั่ว ด้วยไบโอชาร์จากเปลือกกล้วยเล็บมือนาง และเปลือกทุเรียน โดยศึกษาผลของปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพการดูดซับแคดเมียม และตะกั่วของไบโอชาร์ทั้งสองชนิด เช่น ค่า pH เริ่มต้นของสารละลายโลหะหนัก ปริมาณไบโอชาร์ ความเข้มข้นเริ่มต้นของโลหะหนัก ระยะเวลาในกระบวนการดูดซับโลหะหนัก ได้รับการออกแบบโดย Box-Behnken Design (BBD) ผลการวิจัยพบว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ดี แลยอมรับได้ โดยความสำคัญของปัจจัยที่ส่งผลต่อการดูดซับโลหะหนักคือ ค่า pH เริ่มต้นของสารละลาย > ปริมาณไบโอชาร์ > ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลาย > ระยะเวลาในการดูดซับ และสภาวะที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการดูดซับแคดเมียมด้วยไบโอชาร์จากเปลือกกล้วยเล็บมือนาง และเปลือกทุเรียน คือ ความเข้มข้นของแคดเมียมเท่ากับ 100 mg/L ปริมาณไบโอชาร์เท่ากับ 3.22 g/L ค่า pH เริ่มต้นของสารละลายเท่ากับ 9 และ ระยะเวลาในการดูดซับเท่ากับ 12 ชั่วโมง ในขณะที่กระบวนการดูดซับของตะกั่วด้วยไบโอชาร์ทั้งสองชนิดมีสภาวะที่เหมาะสม เมื่อความเข้มข้นของตะกั่วเท่ากับ 100 mg/L ปริมาณไอโอชาร์เท่ากับ 2.91 g/L ค่า pH เริ่มต้นของสารละลายเท่ากับ 9 และระยะเวลาในการดูดซับเท่ากับ 3 ชั่วโมง ทั้งสองเงื่อนไขให้ค่าประสิทธิภาพในการกำจัดแคดเมียม และตะกั่วมากกว่า 95 % การดูดซับของแคดเมียม และตะกั่วด้วยไบโอชาร์ทั้งสองชนิดเป็นไปตามจลนพลศาสตร์อันดับสอง และแบบจำลองของฟรอยด์ลิช สำหรับการวิเคราะห์กลไกการดูดซับแคดเมียม และตะกั่วของไบโอชาร์ทั้งสองชนิดด้วยเทคนิค FESEM-EDS และ FTIR พบว่าเป็นการดูดซับทางกายภาพ การดูดซับทางเคมี เช่น การแลกเปลี่ยนไอออน การดูดซับไฟฟ้าสถิต และความซับซ้อนของพื้นผิว ไบโอชาร์ทั้งสองชนิดมีความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่ได้ถึง 5 รอบสำหรับการดูดซับตะกั่ว ดังนั้นจึงถือได้ว่าเป็นตัวดูดซับชีวภาพที่มีต้นทุนต่ำ และมีประสิทธิภาพในการกำจัดไอออนของโลหะหนักคำสำคัญ: ไบโอชาร์ วัสดุเหลือทิ้งการเกษตร การดูดซับ โลหะหนัก แบบบ็อกซ์-เบห์นเคน

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ