ศึกษาและออกแบบระบบบำบัดฟลูออไรด์ในน้ำใต้ดินแบบทีละเท โดยวิธีการดูดซับด้วยดินเบนโทไนต์

Study and Design of Groundwater Defluoridation by Adsorption using Bentonite Clay

Name: รุจิรา ไทยเอียด

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิทยาศาสตร์. สาขาวิชาเคมีอุตสาหกรรม

Name: Rujira Thaieaid

Organization : King Mongkut's University of Technology Thonburi. Faculty of Science. Industrial Chemistry

keyword: ฟลูออไรด์

; การดูดซับ

; น้ำใต้ดิน

; ดินเบนโทไนต์

; การบำบัดแบบทีละเท

; Fluoride

; Adsorption

; Groundwater

; Bentonite clay

; Batch treatment

Abstract: วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาและออกแบบระบบบำบัดฟลูออไรด์ในน้ำใต้ดินจากโรงเรียนบ้านไผ่คอกวัว อำเภอบางเลน จังหวัดนครปฐม ซึ่งมีฟลูออไรด์ 3.2-3.7 mg/L โดยวิธีการดูดซับแบบทีละเทด้วยดินเบนโทไนต์ ซึ่งดินเบนโทไนต์ที่ใช้ประกอบด้วยแร่ธาตุต่าง ๆ ตามลำดับดังนี้คือ เหล็ก > ซิลิกอน> อลูมิเนียม> แคลเซียม > ไททาเนียม > แมกนีเซียม > โพแทสเซียม ขนาดอนุภาคเท่ากับ 1.65 ไมครอน เผาดินที่ 3 อุณหภูมิคือ 250 OC 550 OC และ850 OC พบว่าดินเผา 550 OCให้ประสิทธิภาพในการดูดซับฟลูออไรด์ดีที่สุด และมีพื้นที่ผิวในการดูดซับ 49.7140 m2/g จากการศึกษาผลของไอออนบวกและไอออนลบต่อประสิทธิภาพในการดูดซับฟลูออไรด์ของดินเบนโทไนต์ พบว่าโซเดียมและแคลเซียมไอออนไม่มีผลต่อการดูดซับ ส่วนไอออนลบมีผลต่อการดูด ซับตามลำดับคือ คาร์บอเนต > ไฮโดรเจนคาร์บอเนต > ซัลเฟต ส่วนไนเตรตและคลอไรด์ ไม่มีผลต่อการดูดซับ ทำการแอคติเวตดินเบนโทไนต์เผา 550 OC ด้วยโซเดียมคาร์บอเนตและกรดไฮโดรคลอริกพบว่าดินที่แอคติเวตด้วยกรดไฮโดรคลอริกความเข้มข้น 1 โมลาร์ เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ล้างด้วยน้ำปราศจากไอออนให้เป็นกลาง อบที่ 105oC จนแห้ง สามารถดูดซับฟลูออไรด์ได้ดีที่สุดคือ 94.30%และพื้นที่ผิวในการดูดซับเพิ่มเป็น 55.1828 m2/g ไอโซเทอมในการดูดซับสอดคล้องกับแลงเมียร์แอดซอร์พชันไอโซเทอม (Langmuir Adsorption Isotherm) ได้ค่าความจุในการดูดซับ (Q๐) และ ค่าคงที่ในการดูดซับ (b) เท่ากับ 0.2170 mg/g และ1.0000 L/mg ตามลำดับ ผลจากการศึกษาไอโซเทอมใช้ในการออกแบบระบบบำบัดฟลูออไรด์ในน้ำใต้ดินแบบทีละเท บำบัดครั้งละ 10 ลิตรฟลูออไรด์เริ่มต้น 3.2-3.7 mg/L ค่าพีเอช 8.4-8.7 เวลาถึงจุดสมดุลของการดูดซับ 1.5 ชั่วโมงประกอบด้วย 3 กระบวนการคือ กระบวนการดูดซับด้วยดินเบนโทไนต์ (40 g/L) ตามด้วยกระบวนการตกตะกอนด้วยสารส้ม (0.05 g/L) และกระบวนการกรองโดยใช้ไส้กรองตะกอนขนาด 1 ไมครอน วิเคราะห์คุณภาพน้ำหลังผ่านระบบบำบัดฟลูออไรด์พบว่ามีฟลูออไรด์เหลืออยู่0.48 mg/L คิดเป็นประสิทธิภาพในการบำบัด 86.46 % เมื่อใช้ดินดูดซับฟลูออไรด์ซ้ำ 1 ครั้งฟลูออไรด์เหลือ 0.57 mg/L คิดเป็นประสิทธิภาพในการบำบัด 84.20 % ซึ่งผ่านมาตรฐานน้ำดื่มของกรมอนามัย(0.7 mg/L)

Abstract: The purpose of this research was to study and design groundwater defluoridation process of the groundwater collected from Banphicorkvua School, Banglean amphur, Nakornpatom province with fluoride concentration of 3.2-3.7 mg/L by adsorption using bentonite clay. The bentonite clay was composed of ion Iron > Silicon > Aluminium > Calcium > Titanium > Magnecium > Potassium. The particle sizes were 1.65 ?m. To study the effect of heat on activation, the bentonite clay was bunt at three different temperatures (250 oC, 550 oC and 850 oC). It was found that clay bunt at 550 oC with surface area 49.7140 m2/g adsorbed fluorides the best. The effects of cations and anions on the adsorption of fluoride by bentonite clay were studied, Sodium and calcium cations as well as chloride anion the other anions is order to carbonate > hydrogencarbonate > sulphate. Compare of fluoride adsorption efficiency between activated bentonite clay by sodium carbonate (3% Na2CO3) and hydrochloric acid (1 M HCl) solutions. It was found that activated bentonite clay with 1 M HCl for 4 hours and clean with deionized water to neutral after that drying at 105 oC gave the best adsorption efficiency (94.30 %) and increased surface area (55.1828 m2/g). Langmuir isotherm fit well for defluoridation of groundwater using bentonite clay. The adsorption capacity (Qo) and adsorption constant (b) were 0.2170 mg/g and 1.0000 L/mg, respectively. Fluoride adsorption batch systems for groundwater was design by using the burnt and activated by 1M HCl of bentonite clay 40 g/L with adsorption capacity from the isotherm study were performed in three processed in series, the 1.5-hour batch adsorption followed by coagulation the supernatant with 0.05 % w/v of alum and then filter the clarified water with sediment filters (1 ?m). The concentration of fluoride effluent when used bentonite clays in times 1 and 2 were 0.48 mg/L and 0.57 mg/L (adsorption efficiency were 86.46 % and 84.20 %). The fluoride concentration of treated water complies with the standard for drinking water recommended by ministry of health-Thailand (0.7 mg/L).

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: นราพร หาญวจนวงศ์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: ศุภลักษณ์ อ่างแก้ว

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: Naraporn Hanvajanawong

Role: Advisor

Name: Supaluk Angkaew

Role: Advisor

Created: 2548

Modified: 2558-11-26

Issued: 2551-07-15

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

text/plain

ISBN: 9741846517

CallNumber: CHM683

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีอุตสาหกรรม

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CHM683.pdf	3.29 MB	343	2025-05-02 01:07:40
2	CHM683ab.pdf	210.65 KB	113	2025-06-04 02:34:18
3	CHM683abth.txt	2.26 KB	66	2025-06-04 02:04:28
4	CHM683aben.txt	2.41 KB	29	2025-06-04 02:04:09

ใช้เวลา

0.051431 วินาที