Adsorption Mechanism of Heavy Metal in Coal-Fired Power Plant Waste Waterby Activated Carbon in Thailand.

Abstract

The purpose of this research was to collect secondary data of activated carbon is produced in Thailand including study the adsorption mechanism and efficiency to adsorb the heavy metals in synthetic waste water as same as coal-fired power plants, zinc and lead by domestic activated carbon. The research found that Thailand have 4 producers and distributors of activated carbon. It has product capacity of 18,300 tons per year from coconut shells, 720 tons per year from palm shells and 480 tons per year from eucalyptus wood. The selling price is 60-200 baht per kilogram depend on grade of activated carbon. The basic characteristic of domestic activated carbon as same as the activated carbon was produced in the United States. When use 4 types of activated carbon including activated carbon from coconut Shell by Carbo Karn Co., Ltd. (C-1), activated carbon from coconut shell by C. Gigantic Carbon Co., Ltd. (C-2), activated carbon from palm shell by C. Gigantic Carbon Co., Ltd. (P-1) and activated carbon from eucalyptus wood by C. Gigantic Carbon Co., Ltd. (U-1) to absorb the zinc ions and lead ions, It was found that all four activated carbon can adsorb zinc ions was 98.78% at 60 minute equilibrium times. And they can adsorb lead ions was 100% at 30 minute equilibrium times. The Kinetic is appear that the adsorption rate of both heavy metal metal was 1st order reaction. The mechanism of adsorption is based on the equation of Redlich-Peterson isotherm which shows that the adsorption is related to the chemical and physical adsorption. Three-parameter adsorption equations can describe the adsorption mechanism better than two-parameter adsorption equation.

การวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อรวบรวมข้อมูลทุติยภูมิที่เกี่ยวข้องกับถ่านกัมมันต์ที่ผลิตในประเทศไทย และศึกษากลไกการดูดซับประสิทธิภาพในการดูดซับโลหะหนักในน้ำเสียสังเคราะห์ที่มีลักษณะใกล้เคียงกับน้ำเสียจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน ได้แก่ สังกะสีและตะกั่ว โดยพบว่าปัจจุบันในประเทศไทยมีผู้ผลิตหลักที่จำหน่ายถ่านกัมมันต์ทั้งสิ้น 4 บริษัท กำลังการผลิตรวมของถ่านกัมมันต์จากกะลามะพร้าว กะลาปาล์ม และจากไม้ยูคาลิปตัส เท่ากับ 18,300 ตันต่อปี 720 ตันต่อปี และ 480 ตันต่อปี ตามลำดับ มูลค่าของถ่านกัมมันต์ที่ผลิตได้อยู่ที่ 60–200 บาทต่อกิโลกรัม ขึ้นอยู่กับเกรดของถ่าน โดยถ่านกัมมันต์ที่ผลิตได้ภายในประเทศมีลักษณะสมบัติเบื้องต้นใกล้เคียงกับถ่านกัมมันต์ที่ผลิตในอเมริกา เมื่อนำตัวอย่างถ่านกัมมันต์ทั้ง 4 ชนิด ได้แก่ ถ่านจากกะลามะพร้าว ของบริษัท คาร์โบกาญจน์ จำกัด (C-1) ถ่านจากกะลามะพร้าว ของบริษัท ซี.ไจแกนติค คาร์บอน จำกัด (C-2) ถ่านจากกะลาปาล์มของบริษัท ซี.ไจแกนติค คาร์บอน จำกัด (P-1) และถ่านจากไม้ยูคาลิปตัสของบริษัท ซี.ไจแกนติค คาร์บอน จำกัด (U-1) มาทำการดูดซับไอออนของโลหะหนัก พบว่า ถ่านกัมมันต์ทั้ง 4 ชนิด สามารถดูดซับไอออนสังกะสีได้สูงสุดที่ 98.78% โดยมีระยะเวลาในการเข้าสู่สมดุล 60 นาที และสามารถดูดซับไอออนตะกั่วได้ 100% โดยมีระยะเวลาในการเข้าสู่สมดุล 30 นาที ซึ่งอัตราการดูดซับโลหะหนังทั้งสองชนิดมีแนวโน้มเป็นแบบปฏิกิริยาอับดับ 1 และมีกลไกในการดูดซับเป็นไปตามสมการไอโซเทอมของเรดิช–ปีเตอร์สัน โดยกลไกในการดูดซับนั้นมีความซับซ้อน และมีตัวแปรในการดูดซับมากกว่าสองตัวแปร ทำให้สมการไอโซเทอมการดูดซับแบบ 3 ตัวแปร สามารถอธิบายกลไกการดูดซับได้ดีกว่าสมการไอโซเทอมการดูดซับแบบ 2 ตัวแปร