รายงานผลการวจย

เรอง

การกาจดฟอสเฟตในน าเสยโดยการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยม

ออกไซดจากเปลอกไขไก

Phosphate Removal in Wastewater by Adsorption on Calcium Carbonate

and Calcium Oxide from Eggshell

โดย

เสาวภา ไวยสศร

มหาวทยาลยธรกจบณฑตย งานวจยน ไดรบทนอดหนนจากมหาวทยาลยธรกจบณฑตย

2558

DPU

ก

ชอเรอง : การกาจดฟอสเฟตในนาเสยโดยการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยม ออกไซดจากเปลอกไขไก ผวจย : เสาวภา ไวยสศร สถาบน : มหาวทยาลยธรกจบณฑตย ปทพมพ : 2558 สถานทพมพ : มหาวทยาลยธรกจบณฑตย แหลงทเกบรายงานการวจยฉบบสมบรณ จานวนหนางานวจย : 86 หนา : มหาวทยาลยธรกจบณฑตย ลขสทธ : มหาวทยาลยธรกจบณฑตย

บทคดยอ งานวจยนไดศกษาคณสมบตการดดซบฟอสฟอรสในรปของออโธฟอสเฟตดวย CaCO3 จากเปลอกไขไกและ CaO จากเปลอกไขไกเผา ในการศกษาการดดซบออโธฟอสเฟตดวย CaCO3 จากเปลอกไขไก และ CaO จากเปลอกไขไกเผาวเคราะหหาปรมาณออโธฟอสเฟตดวยวธกรดแอสคอรบก พบวาปจจยทเหมาะสมตอการดดซบ เมอใช CaCO3 จากเปลอกไขไกเปนตวดดซบ คอ พเอชเรมตนของสารละลายเทากบ 1 เวลาในการดดซบ 180 นาท และปรมาณตวดดซบ 2.0 กรม โดยประสทธภาพในการดดซบออโธฟอสเฟตมากกวารอยละ 80 สวนการใช CaO จากเปลอกไขไกเผาเปนตวดดซบ พบวา พเอชเรมตนอยในชวง 4-11 เวลาในการดดซบ 30 นาท และปรมาณตวดดซบ 0.1 และ 0.5 กรม สงผลใหประสทธภาพในการดดซบออโธฟอสเฟตมากกวารอยละ 97 การศกษาไอโซเทอรมของตวดดซบทใชในการดดซบออโธฟอสเฟตสามารถวเคราะหและทานายไดจากไอโซเทอรมของการดดซบแบบเชงเสนตรงของฟรนดชและแลงเมยร ซงในการใช CaCO3 จากเปลอกไขไกเปนตวดดซบพบวามความสอดคลองกบไอโซเทอรมการดดซบของฟรนดชไดดกวา แลงเมยร แสดงใหเหนวาลกษณะการดดซบดงกลาวเปนแบบหลายชนหรอเปนการดดซบทางกายภาพมากกวาทางเคม สวนการใช CaO จากเปลอกไขไกเผาเปนตวดดซบจะสอดคลองกบ ไอโซเทอรมการดดซบของแลงเมยรไดดกวาฟรนดช แสดงใหเหนวาพนผวของตวดดซบเปนแบบเดยวกนหมด ตวถกดดซบจะเรยงตวเพยงชนเดยวบนพนผวตวดดซบ ในการศกษาความสามารถในการดดซบออโธฟอสเฟตในนาเสยจากโรงงานอตสาหกรรมอาหารและโรงงานอตสาหกรรมผลตเหลก โดยการใชสภาวะทเหมาะสมจากการศกษานาตวอยางสงเคราะห พบวาผลการทดลองมความสอดคลองกนโดยประสทธภาพในการดดซบมากกวารอยละ 73 และ 99 เมอใช CaCO3 จากเปลอกไขไก และ CaO จากเปลอกไขไกเผาเปนตวดดซบตามลาดบ คาสาคญ : การดดซบ การกาจดฟอสเฟต เปลอกไขไก ไอโซเทอรมการดดซบ

DPU

ข

Title: Phosphate Removal in Wastewater by Adsorption on Calcium Carbonate and Calcium Oxide from Eggshell Researcher: Saowapa Waiyasusri Institution: Dhurakij Pundit University Year of Publication: 2015 Publisher: Dhurakij Pundit University Sources: Dhurakij Pundit University No. of page: 86 pages

Copyright: Dhurakij Pundit University

Abstract This research was carried out in order to study the adsorption of phosphorus in form

of orthophosphate on CaCO3 from eggshell and CaO from burned eggshell. From the study focused on orthophosphate adsorption on CaCO3 from eggshell and CaO from burned eggshell by ascorbic acid method. The optimum conditions for orthophosphate adsorption on CaCO3 from eggshell were conducting in solution with operating initial pH 1 for a contact time of 180 minutes and adsorbent dosage of 2.0 g, the efficiency of orthophosphate adsorption was higher than 80%. While CaO from burned eggshell were conducting in solution with operating initial pH in the range of 4-11 for a contact time of 30 minutes and adsorbent dosage of 0.1 and 0.5 g, the efficiency of orthophosphate adsorption was higher than 97%. Moreover, the isotherm adsorption of adsorbents used for orthophosphate was measured and extrapolated using linear Freundlich and Langmuir isotherm. Isotherm of the CaCO3 from eggshell showed better correlation to the Freundlich isotherm than the Langmuir isotherm. Which showed that adsorption was multi-layer adsorption or physicsorption rather than chemisorption. The Langmuir isotherm was the best correlated with CaO from burned eggshell, which indicated that adsorption was monolayer adsorption on a homogenous surface. In the study of orthophosphate removal from the wastewater from food industry and steel fabrication industry by using obtained optimum operation conditions. The results of the experiment were consistent with the synthetic sample. The percentage of orthophosphate adsorption was higher than 73% and 99 % when using CaCO3 from eggshell and CaO from burned eggshell as an adsorbent respectively.

Keywords : Adsorption, Phosphate removal, Eggshell, Adsorption isotherm

DPU

ค

กตตกรรมประกาศ

งานวจยฉบบนสาเรจสมบรณไดดวยความอนเคราะหชวยเหลอของบคคลและหนวยงานจากหลายฝาย ผวจยขอขอบคณมหาวทยาลยธรกจบณฑตยทไดกรณาใหทนสนบสนนในการวจยครงนจนทาใหงานวจยสาเรจลลวงไปไดดวยด ขอขอบคณ บรษท จงเจรญขนมปง-ลกกวาด จ ากด และบรษท กรงเทพผลตเหลก จ ากด (มหาชน) ทใหความอนเคราะหตวอยางน าเสยจากการปนเปอนฟอสเฟต

ขอขอบคณคณะวทยาศาสตรประยกต มหาวทยาลยธรกจบณฑตยทอานวยความสะดวกดานอปกรณ เครองมอและสถานทใชในการทาวจย หากงานวจยฉบบนกอใหเกดคณคาและประโยชนประการใด ผวจยขอมอบแด บพการ และครอาจารยทกทานทอบรมสงสอนผวจย ดวยความเคารพยง

เสาวภา ไวยสศร

DPU

ง

สารบญ

หนา บทคดยอภาษาไทย ก บทคดยอภาษาองกฤษ ข กตตกรรมประกาศ ค สารบญ ง สารบญตาราง ฉ สารบญภาพ ฌ บทท 1 บทนา 1

1.1 ความเปนมาและความสาคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของการวจย 3 1.3 ขอบเขตของการวจย 3 1.4 กรอบแนวคดการวจย 4 1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 5

บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ 6 2.1 ฟอสฟอรสและฟอสเฟต 6

2.2 เปลอกไข 8 2.3 กระบวนการดดซบ 11 2.4 งานวจยทเกยวของ 18 บทท 3 วธดาเนนการวจย 23 3.1 วสดและอปกรณ 23 3.2 สารเคม 24 3.3 การทดสอบความถกตองของวธวเคราะห 24 3.4 การเตรยม CaCO3 จากเปลอกไขและ CaO จากเปลอกไขเผา 27 3.5 การศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบออรโธฟอสเฟต ดวย CaCO3 จากเปลอกไข และCaO จากเปลอกไขเผา 28 3.6 การศกษาพฤตกรรมการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสยสงเคราะห ดวย CaCO3 จากเปลอกไข และCaO จากเปลอกไขเผา 29

DPU

จ

สารบญ (ตอ)

หนา 3.7 การศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสย จากโรงงานอตสาหกรรมโดยใชเปลอกไขเปนตวดดซบ 30 บทท 4 ผลการวจย 31 4.1 ผลการทดสอบความถกตองของวธวเคราะห 31 4.2 ผลการศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบออรโธฟอสเฟต ดวย CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา 34 4.3 ผลการศกษาพฤตกรรมการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะห ดวย CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา 45 4.4 ผลการศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสย จากโรงงานอตสาหกรรมโดยใชเปลอกไขเปนตวดดซบ 53 บทท 5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ 55

5.1 ผลการทดสอบความถกตองของวธวเคราะห 56 5.2 การศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบออรโธฟอสเฟต ดวย CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา 56

5.3 ผลการศกษาพฤตกรรมการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะห ดวย CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา 58 5.4 ผลการศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสยจากโรงงาน

อตสาหกรรมโดยใช CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา 59 5.5 ขอเสนอแนะ 59

บรรณานกรม 60 ภาคผนวก 63 ภาคผนวก ก การคานวณผลการทดลอง 63 ภาคผนวก ข ตารางผลการทดลอง 67 ภาคผนวก ค เครองมอและอปกรณ 81 ประวตยอผวจย 85

DPU

ฉ

สารบญตาราง ตารางท หนา 2-1 องคประกอบทางเคมของเปลอกไข 8 2-2 ธาตและองคประกอบของเปลอกไขและเปลอกไขดดแปรทอณหภม 800 ๐C เปนเวลา 3 ชวโมง 22 4-1 คาการดดกลนแสงทความเขมขนตางๆ ทความยาวคลน 890 นาโนเมตร 31 4-2 ผลการทดสอบคาความแมนยา (Accuracy) และความเทยง (Precision) ของวธการวเคราะหหาปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางหลงการดดซบ ดวย CaCO3 จากเปลอกไข 33 4-3 ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวย

CaCO3จากเปลอกไขทปรมาณตางๆ ความเขมขนของออรโธฟอสเฟต เทากบ 100 มลลกรมตอลตร ปรมาตรนาเสยสงเคราะห 200 มลลลตร 35 4-4 ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาเสยสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวย CaO จากเปลอกไขเผาในปรมาณตางๆ ความเขมขนของออรโธฟอสเฟตเรมตน

เทากบ 100 มลลกรมตอลตร ปรมาตรนาเสยสงเคราะห 200 มลลลตร 38 4-5 ขอมลการทดลองการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะห 200 มลลลตรดวย CaCO3 จากเปลอกไข โดยใชระยะเวลาการดดซบ 3 ชวโมง 45 4-6 ขอมลการทดลองการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะห 200 มลลลตร ดวย CaO จากเปลอกไขเผา โดยใชระยะเวลาการดดซบ 30 นาท 46 4-7 ขอมลการศกษาไอโซเทอรมในการดดซบออรโธฟอสเฟต โดยใช CaCO3 จากเปลอกไข 2.0 กรม ท pH เทากบ 1 46 4-8 ขอมลการศกษาไอโซเทอรมในการดดซบออรโธฟอสเฟต โดยใช CaO จากเปลอกไขเผา 0.1 กรม ท pH เทากบ 7 47 4-9 ขอมลการศกษาไอโซเทอรมในการดดซบออรโธฟอสเฟต โดยใช CaCO3 จากเปลอกไข 2.0 กรม ท pH เทากบ 1 47 4-10 ขอมลการศกษาไอโซเทอรมในการดดซบออรโธฟอสเฟต โดยใช CaO จากเปลอกไขเผา 0.1 กรม ท pH เทากบ 7 47

DPU

ช

สารบญตาราง (ตอ) ตารางท หนา 4-11 ขอมลคาคงทและความถกตองของขอมลจากสมการแลงเมยรและฟรนดชในการ ดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaO จากเปลอกไข และ CaCO3 จากเปลอกไขเผา 52 4-12 ขอมลการดดซบนาเสยจากโรงงานอตสาหกรรมดวย CaO จากเปลอกไขเผา และ CaCO3 จากเปลอกไข 54 4-13 ขอมลการดดซบนาเสยจากโรงงานอตสาหกรรมดวย CaCO3 จากเปลอกไข โดยทาการปรบ pH ในนาเสยกอนการดดซบ 55 ก-1 การคานวณเพอหาขดจากดการวเคราะหออรโธฟอสเฟต 65 ก-2 การคานวณเพอหาคาสหสมพนธของวธวเคราะหออรโธฟอสเฟต 66 ข-1 ผลการทดลองหาคาการดดกลนแสงของสารละลายมาตรฐานออรโธฟอสเฟต ทความยาวคลน 890 นาโนเมตร 68 ข-2 ผลการทดลองแสดงปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจาก ผานการดดซบดวย CaCO3 จากเปลอกไขทปรมาณตางๆ 69 ข-3 ผลการทดลองแสดงรอยละออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจาก ผานการดดซบดวย CaCO3 จากเปลอกไขทปรมาณตางๆ 71 ข-4 ผลการทดลองแสดงปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจาก ผานการดดซบดวย CaO จากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ 73 ข-5 ผลการทดลองรอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะห ดวย CaO จากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ 74 ข-6 ผลการศกษาเวลาในการดดซบทมผลตอประสทธภาพในการดดซบ ออรโธฟอสเฟตดวย CaCO3 จากเปลอกไข 75 ข-7 ผลการศกษาเวลาในการดดซบทมผลตอประสทธภาพในการดดซบ ออรโธฟอสเฟตดวย CaO จากเปลอกไขเผา 76 ข-8 ผลการศกษา pH เรมตนของสารละลายฟอสเฟตทมผลตอประสทธภาพ ในการดดซบดวย CaCO3 จากเปลอกไข 77

DPU

ซ

สารบญตาราง (ตอ) ตารางท หนา ข-9 ผลการศกษา pH เรมตนของสารละลายฟอสเฟตทมผลตอประสทธภาพ ในการดดซบดวย CaO จากเปลอกไขเผา 78 ข-10 ผลการศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสยจาก โรงงานอตสาหกรรมดวย CaO และ CaCO3 จากเปลอกไขเปนตวดดซบ โดยไมมการปรบ pH เรมตนของนาเสย 79 ข-11 ผลการศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสยจาก โรงงานอตสาหกรรมดวย CaCO3 จากเปลอกไขเปนตวดดซบ โดยปรบ pH เรมตนของนาเสย 80

DPU

ฌ

สารบญภาพ ภาพท หนา 2-1 ไอโซเทอรมของการดดซบ 14 2-2 ไอโซเทอรมการดดซบแบบไมเชงเสนของแลงเมยร 15 2-3 ไอโซเทอรมการดดซบแบบเชงเสนของแลงเมยร 16 2-4 ไอโซเทอรมการดดซบแบบเชงเสนตรงของฟรนดช 17 2-5 ไอโซเทอรมการดดซบแบบไมเชงเสนของฟรนดช 18 4-1 กราฟมาตรฐานความสมพนธระหวางความเขมขนของออรโธฟอสเฟตกบ คาการดดกลนแสง 32 4-2 ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวย CaCO3 จากเปลอกไขทปรมาณตางๆ เวลาในการดดซบตงแต 5-330 นาท 36 4-3 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวย CaCO3 จากเปลอกไขทปรมาณตางๆ เวลาในการดดซบตงแต 5-330 นาท 37 4-4 ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวย CaO จากเปลอกไขเผาในปรมาณตางๆ เวลาในการดดซบตงแต 5-60 นาท 39 4-5 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวย CaO จากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ โดยใชเวลาในการดดซบ 5-60 นาท 40 4-6 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวย CaCO3 จากเปลอกไข 2.0 กรม โดยใชเวลาในการดดซบ 5-300 นาท 41 4-7 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวย CaO จากเปลอกไขเผา 0.1 กรม โดยใชเวลาในการดดซบ 5-60 นาท 41

4-8 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหท pH ตางๆ

ดวย CaCO3 จากเปลอกไข 2.0 กรม โดยใชเวลาในการดดซบ 180 นาท 43 4-9 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหท pH ตางๆ ดวย CaO จากเปลอกไขเผา 0.1 กรม โดยใชเวลาในการดดซบ 30 นาท 43 4-10 ฟรนดชไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaCO3 จากเปลอกไขท pH เทากบ 1 48

DPU

ญ

สารบญภาพ(ตอ) ภาพท หนา

4-11 ฟรนดชไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaO จากเปลอกไขเผา

ท pH เทากบ 11 49

4-12 แลงเมยรไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaCO3 จากเปลอกไข ท pH เทากบ 1 50 4-13 แลงเมยรไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaO จากเปลอกไขเผา ท pH เทากบ 11 50 ก-1 กราฟมาตรฐานความสมพนธระหวางความเขมขนของออรโธฟอสเฟตกบ คาการดดกลนแสง 63 ค-1 เครอง UV-Vis Spectrophotometer 81 ค-2 เครอง HTS 1003 Hotplate Magnetic Stirrer 81 ค-3 ชดเครองกรองสญญากาศ 82 ค-4 เตาเผา 82 ค-5 เตาอบไฟฟา 83 ค-6 อปกรณในการเตรยมสารละลายสาหรบวดคาการดดกลนแสง 83

DPU

บทท 1

บทน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา ปญหามลพษทางนาในปจจบนของประเทศไทยมแนวโนมเพมมากขน สาเหตสวนใหญ

เกดจากการเจรญเตบโตในดานตางๆ ของประเทศ ฟอสฟอรสเปนธาตอาหารตวหนงทเปน

สาเหตของปญหามลพษทางนาในปจจบน กจกรรมในดานตางๆ ทเปนสาเหตของการปลอย

ฟอสฟอรสลงสแหลงนา เชน นาทงจากโรงงานอตสาหกรรม อาท อตสาหกรรมปยเคม

อตสาหกรรมชบเคลอบ อตสาหกรรมอาหาร เปนตน นอกจากนกจกรรมจากการซกลางใน

ครวเรอน การใชปยเคมจากภาคเกษตร การทาฟารมปศสตว ลวนเปนสาเหตของการปลอย

ฟอสฟอรสลงสแหลงนา

ฟอสฟอรสตามธรรมชาตสวนใหญอยในรปของออรโธฟอสเฟต (PO43 -) ทงทเปน

สารอนทรยและสารอนนทรย ชนดทละลายนาและไมละลายนา เมอมการปลอยฟอสฟอรสลงส

แหลงนา ฟอสฟอรสจะกลายเปนธาตอาหารทมประโยชนตอพชนา (Aquatic plants) สาหราย

(Algae) และแพลงกตอนพช (Phytoplankton) ซงจะเจรญเตบโตอยางรวดเรวและเกดขนอยาง

หนาแนน เรยกวา “ปรากฏการณยโทรฟเคชน (Eutrophication)” การแพรกระจายปกคลมผวนา

ของผผลตเหลานทาใหแสงสวางไมสามารถสองผานลงไปในนาได สงผลใหปรมาณออกซเจนท

ละลายในนาลดลง เมอผผลตเหลานตายลงจะเกดการยอยสลายโดยจลนทรยกลมทใชออกซเจน

ทมอยในนา เมอออกซเจนทมอยในนาหมดไป จลนทรยกลมทไมใชออกซเจนจะทาหนาทเปนผ

ยอยสลายแทน ทาใหเกดการเนาเสย

ปญหาปรากฏการณยโทรฟเคชนเกดขนมากในประเทศแถบสแกนดเนเวย เนองจากม

แหลงนาปดมาก เชน อางเกบนา หนอง บง หรอทะเลสาบ ซงเปนสงทเ ออตอการเกด

ปรากฏการณน เคยมรายงานวาคาวกฤตของฟอสฟอรสในแหลงนาเทากบ 0.007-0.03

มลลกรมตอลตร หากเกนคานแลวสามารถเกดปรากฏการณ “นาขนนาลงสแดง” หรอ “red tide”

อนเปนรปแบบหนงของยโทรฟเคชนได ในประเทศไทย พบปญหายโทรฟเคชนหรอทเรยก

DPU

2

กนวา “ขปลาวาฬ” เกดขนในหลายพนท เชน ศรราชา ชะอา หวหน กวานพะเยา บงแกนนคร

และบรเวณปากแมนาเจาพระยา จงหวดสมทรปราการ (ธงชย พรรณสวสด, 2544)

ดงนน จงจาเปนอยางยงทจะตองควบคมปรมาณของฟอสฟอรสทระบายลงสแหลงนาใหม

ปรมาณนอยทสดเทาทจะทาได วธการกาจดฟอสฟอรสมหลายวธแตวธทนยมใชโดยทวไปไดแก

การใชกระบวนการทางกายภาพ (Physical Treatment Processes) การใชกระบวนการทาง

ชวภาพ (Biological Treatment Processes) และการใชกระบวนการทางเคม (Chemical

Treatment Processes)

ขอเสยของการใชกระบวนการทางกายภาพคอจะมคาใชจายทคอนขางสง สวนการใช

กระบวนการทางชวภาพจาเปนตองมผทมความรและความชานาญเปนพเศษ และตะกอนทได

จากการกาจดโดยกระบวนการทางชวภาพจะปลอยฟอสฟอรสออกมา หากอยในสภาพไร

ออกซเจน การกาจดฟอสฟอรสโดยใชกระบวนการทางเคมนนจะเตมสารเคมลงไปเพอเขาทา

ปฏกรยากบฟอสฟอรสทมอยในนา สารเคมทนยมใชเปนตวตกตะกอน เชน สารสม (Al(SO4)3)

เฟอรรคคลอไรด (FeCl3) หรอเฟอรรสซลเฟต (FeSO4) เปนตน แตตะกอนทไดอาจมสารพษ

เจอปน (Thi An Hang Nguyen, .et.al, 2012) และการใชตวตกตะกอนบางชนดอาจมคาใชจาย

ทสง

ในการเลอกใชวธการบาบดจะตองคานงถงประสทธภาพการบาบด และความเหมาะสม

ของเทคโนโลยทใช รวมทงตองมราคาถกคมคาตอการบาบด ในการวจยครงนเปนการศกษาการ

กาจดฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟตทอยในนาทงโดยการดดซบบนแคลเซยมคารบอเนต

และแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขไก โดยทาการหาสภาวะทเหมาะสมในการดดซบออรโธ

ฟอสเฟตไดสงสด ซงเทคนคการดดซบจะมขอดคอเปนเทคนคทออกแบบไดงาย สามารถกาจด

ออรโธฟอสเฟตไดในปรมาณมากและมคาใชจายทตา (Elwakeel and Yousif, 2010) การนา

วสดเหลอทงไดแกเปลอกไขไกมาใชเปนตวดดซบออรโธฟอสเฟตในนาทง นอกจากจะเปนการ

ลดคาใชจายไมตองใชตวดดซบทมราคาแพงแลวยงชวยเพมมลคาใหแกของเหลอทง อกทงเปน

การชวยจดการของเสยและของเหลอทงเหลานอกทางหนง ซงในแตละปจะมปรมาณเปลอกไขท

ถกทงเปนจานวนมหาศาล โดยเฉพาะจากรานอาหารและโรงงานอตสาหกรรมทเกยวของกบ

อาหารทตองใชไขในกระบวนการผลต หรอจากอตสาหกรรมโรงฟกไกทมเปลอกไขเหลอทงใน

ปรมาณทสงโดยตองเสยคาใชจายในการฝงกลบจานวนมาก

DPU

3

1.2 วตถประสงคของงานวจย 1. เพอศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟต

ในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขไก 2. เพอนาวสดเหลอทงจากกระบวนการผลต ไดแก เปลอกไขไกและเปลอกไขไกทผาน

การเผามาเปนใชเปนตวดดซบ (Adsorbent)

3. เพอเปรยบเทยบไอโซเทอรมระหวาง Langmuir Isotherm และ Freundlich Isotherm

ของการดดซบฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยเปลอกไขไกและ

เปลอกไขไกทผานการเผา

4. เพอประยกตใชเปลอกไขไกเปนตวดดซบฟอสฟอรสทอยในรปของออรโธฟอสเฟตใน

นาทงจากโรงงานอตสาหกรรม

1.3 ขอบเขตของการวจย 1. การเตรยมตวดดซบ การศกษาประสทธภาพการดดซบฟอสฟอรสในรปของออรโธ

ฟอสเฟต การศกษาพฤตกรรมการดดซบ และการประยกตนาตวดดซบทเตรยมไดใชดดซบ

นาเสยจากโรงงานอตสาหกรรมทาการทดลองภายในหองปฏบตการเคม มหาวทยาลย

ธรกจบณฑตย

2. ศกษาการเตรยมตวดดซบ ไดแก แคลเซยมคารบอเนต และ แคลเซยมออกไซด โดย

ใชวสดเหลอทงจากกระบวนการผลต ไดแก เปลอกไขไก และเปลอกไขไกทผานการเผา

3. ศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟตใน

นาเสยสงเคราะหดวยเปลอกไขไกและเปลอกไขไกทผานการเผา โดยปจจยทศกษา ไดแก

ระยะเวลาการดดซบ ปรมาณตวดดซบและ pH เรมตนทใชในการดดซบ

4. หาปรมาณฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟต โดยเทคนคกรดแอสคอรบก (Ascorbic

Acid Method) ดวยเครองยว-วสเบล สเปกโทรโฟโตมเตอร (UV-Vis Spectrophotometer)

5. ศกษาขอมลทไดวามความสอดคลองกบกระบวนการดดซบแบบใด คอ Langmuir

Isotherm หรอ Freundlich Isotherm

6. ศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาทงจากโรงงานอตสาหกรรมโดย

ใชเปลอกไขไกเปนตวดดซบ

DPU

4

1.4 กรอบแนวคดการวจย ในการวจยเรองการกาจดฟอสเฟตในนาเสยโดยการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตและ

แคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขไก ผวจยไดกาหนดกรอบแนวคดและตวแปรในการวจย ดงน

การดดซบ

(ประสทธภาพการดดซบ) นาตวอยางสงเคราะห CaCO3, CaO จากเปลอกไขไก

ปรมาณตวดดซบทเหมาะสม

CaCO3 จากเปลอกไขไก CaO จากเปลอกไขไกเผา

pH เรมตนในการดดซบฟอสเฟตสงสด

ไอโซเทอรมการดดซบ

Langmuir Freundlich

ระยะเวลาในการดดซบฟอสเฟตสงสด

สภาวะทเหมาะสม

นาเสยจากโรงงานอตสาหกรรม

CaCO3 จากเปลอกไขไก CaO จากเปลอกไขไกเผา

DPU

5

ตวแปรตน ตวแปรตาม

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 1. สามารถกาจดฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟตโดยกระบวนการดดซบ ซงจะชวย

ลดปญหาฟอสฟอรสปนเปอนลงสแหลงนาสาธารณะ

2. ทราบปจจยทมผลตอการกาจดฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟตโดยใชกระบวนการ

ดดซบ

3. สามารถนาวสดเหลอทงจากกระบวนการผลตมาใชใหเกดประโยชน และชวยลด

คาใชจายในการซอสารเคม

4. สามารถนาไปเปนขอมลพนฐานในการพฒนาวสดดดซบชนดอนๆ ตอไปได

5. สามารถนาองคความรทได ไปใชในการพฒนาผลตอปกรณบาบดฟอสฟอรสในนาเสย

จากแหลงตางๆ ได

ตวดดซบ -CaCO3 จากเปลอกไขไก -CaO จากเปลอกไขไกเผา

ปรมาณตวดดซบทตางกน

ระยะเวลาในการดดซบทตางกน

pH เรมตนในการดดซบทตางกน

pH เรมตนในการดดซบทตางกน

ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนา

ทเปลยนแปลง

ขนาดของตวดดซบ และความเรวในการตกวน

ตวแปรควบคม

DPU

บทท 2

เอกสารและงานวจยทเกยวของ

2.1 ฟอสฟอรสและฟอสเฟต (Phosphorus and Phosphate) ฟอสฟอรสในนาธรรมชาตและในนาทงจะอยในรปตางๆ กนของฟอสเฟต เชน ออรโธ

ฟอสเฟต อนทรยฟอสเฟต หรอคอนเดนสฟอสเฟต เปนตน ฟอสเฟตเหลานถกปนเปอนใน

ธรรมชาตไดหลายทางเนองจากกจกรรม เชน การเตมลงไปในนาประปา เพอปองกนการ

ตกตะกอนของแคลเซยมคารบอเนตภายหลง การซกฟอกหรอลางภาชนะซงใชผงซกฟอกในรป

ของฟอสเฟตและโพลฟอสเฟต จากกจกรรมทางการเกษตรซงใชปยเคมในรปของออรโธ

ฟอสเฟต เปนตน

2.1.1 ประเภทของสารประกอบฟอสฟอรส

สารประกอบฟอสฟอรสทพบในนา ม 3 ประเภท ดงน (กรรณการ สรสงห, 2544)

1. ออรโธฟอสเฟต (Orthophosphate) หรออาจเรยกอกอยางวาฟอสฟอรสละลายนา

(Soluble Reactive Phosphorus) ไดแก ไตรโซเดยมฟอสเฟต (Na3PO4) ไดโซเดยมฟอสเฟต

(Na2HPO4) โมโนโซเดยมฟอสเฟต (NaH2PO4) และ ไดแอมโมเนยมฟอสเฟต ((NH4)2HPO4)

2. คอนเดนสฟอสเฟต (Condentphosphate) หรอ โพลฟอสเฟต (Polyphosphate) เปน

สารประกอบทพบไดมากในนาทงจากบานเรอนหรอโรงงานอตสาหกรรม เนองจากเปนสวนผสม

ของนายาทาความสะอาดเมอแตกตวจะใหออรโธฟอสเฟตออกมา ไดแก โซเดยมเฮกซาเมตา

ฟอสเฟต (Na3(PO4)6) โซเดยมไตรโพลฟอสเฟต (Na5P3O10) และ เตระโพลฟอสเฟต

(Na4P2O7) คอนเดนสฟอสเฟตเปน Dehydrate Phosphate ดงนนจะถกไฮโดรไลสในนากลบไป

เปนออรโธฟอสเฟตตามเดม อตราการเกดปฏกรยาขนอยกบอณหภมและพเอชทตา และจะเกด

ในนาสกปรกรวดเรวกวานาบรสทธ

3. อนทรยฟอสเฟต (Organic Phosphate) ไดแก สารอนทรยทมฟอสเฟตเปน

องคประกอบ เชน กรดนวคลอค (Nucleic Acid) ฟอสโฟลปด (Phospholipid) นาตาลฟอสเฟต

(Sugar Phosphate)

DPU

7

2.1.2 การหาปรมาณฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟต

ฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟตอาจหาไดโดยวธ Gravimetric หรอ Volumetric หรอ

Colorimetric สาหรบวธ Gravimetric เหมาะสาหรบตวอยางทมฟอสเฟตอยเปนจานวนมาก

สวนวธ Volumetric ใชเมอมฟอสเฟตอยในความเขมขนสงกวา 50 มลลลตรตอลตร ซงพบมาก

ในหมอตมนา (Boiler) ซงจะเตมฟอสเฟตลงไปเพอปองกนไมใหเกดตะกรนซงอาจทาใหหมอนา

เกดการระเบดได เนองจากวธนทาใหใชเวลานาน ดงนนจงนยมใชวธ Colorimetric

วธ Colorimetric ทใชหาปรมาณฟอสเฟตม 3 วธ คอ

1. Vanadomolybdophosphoric acid

2. Stannous Chloride

3. Ascorbic Acid

ทงสามวธมหลกการเหมอนกน ตางกนตรงตวลดออกซเจนทใชทาใหเกดสในขนตอน

สดทาย ปฏกรยาทเกดขนคอ ฟอสเฟตจะรวมตวกบแอมโมเนยมโมลบเดทภายใตสภาวะทเปน

กรดเกดเปนแอมโมเนยมฟอสโฟโมลบเดท ซงเปนสาร Complex ดงสมการท 2-1

O12H21NH.12MoOPO)(NH 24HMoO)12(NHPO 24343442434 2-1

เมอมฟอสเฟตในนาเปนจานวนมากจะเกดเปนตะกอนสเหลองของ Phosphomolybdate

ซงกรองออกไดและใชในการหาวธ Volumetric ในความเขมขนตาๆ จะไดเปน colloidal

สเหลอง ซงถอวาเปนความเขมขนปานกลางใชวดโดยวธ Colorimetric ไดเลย ถาฟอสเฟตมอย

นอยกวา 10 มลลกรมตอลตร ซงพบเปนสวนใหญในการวเคราะหนา สเหลองของคอลลอยดจะ

ไมปรากฏชด จงตองใชตวลดออกซเจนไปทาใหเกดสซงสามารถวดได สารทนยมใชคอสแตนนส

คลอไรดหรอกรดแอสคอรบกตวใดตวหนง ซงสารนจะไปรดวซ Molybdenum ใน แอมโมเนยม

โมลบเดทเกดเปนสารสนาเงน สทเกดขนเปนปฏภาคกบปรมาณฟอสเฟตในนา โดยทปรมาณ

แอมโมเนยมโมลบเดททเกนพอจะไมถกรดวซและไมขดขวางการวเคราะห สารทมสทเกดขนยง

แยกไมไดจงไมทราบสตรทแนนอน เรยกกนวา Molybdenum Blue หรอ Heteropoly Blue

ปฏกรยาเคมทเกดขนเมอใชสแตนนสคลอไรดเปนตวลดออกซเจนเปนดงสมการท 2-2

(NH4)3PO4.12MoO3 + Sn2+ (molybdenum blue) + Sn4+ 2-2

DPU

8

2.2 เปลอกไข เปลอกไขมหนาทรองรบนาหนกของแมไกขณะกกฟกไขเปนทางใหอากาศผานเขาออก

ปองกนการกระทบกระเทอนและไมใหเชอจลนทรยจากภายนอกเขาไปทาลายเชอลกไก แตตอง

โปรงบางพอใหลกไกเจาะออกไปได (ยวรตน ปรมศนาภรณ, 2544) โดยไขทงฟองของสตวปก

ตางๆ รวมทงเปด ไก มองคประกอบและโครงสรางเหมอนกน แบงเปน 3 สวนใหญๆ คอ ไขแดง

ไขขาว และเปลอกไข แตสดสวนและปรมาณตางกนตามขนาดและชนดของสตวปก โดยไขไก

ฟองหนงนาหนกเฉลย 58 กรม แบงเปนไขขาว ไขแดงและเปลอก เทากบ 32.9, 18.7 และ6.4

กรมตอฟอง ตามลาดบ ไขขาวและไขแดงนา ไปใชประโยชน คดเปนรอยละ 89 ของนาหนกไข

ทงฟอง สวนเหลอทงอกรอยละ 11 เปนเปลอกไข ทประกอบดวย แคลเซยมคารบอเนต

(CaCO3) รอยละ 94 แคลเซยมฟอสเฟต (Ca3(PO4)2) รอยละ 1 แมกนเซยมคารบอเนต

(MgCO3) รอยละ 1 และอนทรยสาร รอยละ 4 ของนาหนกเปลอกแหง

ตารางท 2-1 องคประกอบทางเคมของเปลอกไข (วชย ดารงโภคภณฑ, 2555)

แรธาต % โดยนาหนก

เปลอกไขไก เปลอกไขเปด เปลอกไขนกกระทา

CaCO3 99.0 96.5 97.3

S 0.1 1.2 0.4

Mg 0.5 0.1 1.0

P 0.2 0.5 1.1

K - 0.0839 -

2.2.1 โครงสรางและองคประกอบของเปลอกไข (ยวรตน, 2544)

1. สวนเคลอบผวไข (Cuticle) เปนชนทอยบนผวนอกของเปลอกไข หนาประมาณ

0.5-12.8 ไมโครเมตร เมอขยายภาพดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสแกน จะปรากฏรอย

แยกจานวนมากบนพนผว เพราะเคลอบผวไขมหนาท อดรพรนทผวดานนอกปองกนการสญเสย

นาและการบกรกของจลนทรย ประกอบดวยโปรตนรอยละ 85-87 คารโบไฮเดรตรอยละ 3.5-4.4

ไขมนรอยละ 2.5-3.5 และเถารอยละ 3.5 ทงหมดประกอบกนเปนอนทรยสารทรงกลมเสนผาน

ศนยกลางประมาณ 1 ไมโครเมตร นอกจากนบนชนเคลอบผวไข ยงพบเมดส (Pigment) ทเกด

จากวตถสของเมดเลอดแดง (Porphyrin) กระจายอยจานวนมาก ซงเมดสเหลานจะปะปนกบ

DPU

9

เกลอแคลเซยมและเยอเปลอกไขดวย แตปรมาณการกระจายจะลดลงจากชนเคลอบผวไขลงมา

ทาใหเปลอกไขชนนอกมเมดสมากกวาเปลอกไขชนในและเยอเปลอกไข

2. เปลอกไขชนนอก (Spongy Layer) เปนชนทแคลเซยมคารบอเนตเรยงตวกนอยาง

หนาแนนในรปของผลก Calcite และจดเรยงตวตามแนวตงอยบนเมตรกซอนทรย (Organic

Matrix) ซงเปนสารพวก Protein Acid Mucopolysaccharide Complex ทประกอบดวยโปรตน

รอยละ 70 พอลแซคคาไรดประมาณรอยละ 11 ทแบงเปน Chondroitin Sulphate A และB

ประมาณรอยละ 35 และกรดยโรนก ในรปกรดไฮยาลโรนก ประมาณรอยละ 20 โดย

องคประกอบเหลาน ทา ใหเมตรกซอนทรยประกอบไปดวยหมคารบอกซล (COOH), หมเอมน

(NH3) และหมซลโฟเนต (SO3-) ทสามารถจบไอออนของโลหะหนกได (Chelating Ions) เชน

เมตรกซ อนทรยของไขไกจบไอออนเหลกดวยหม คารบอกซล (COOH) ทพบมากใน

Mucopolysaccharide ของเยอเปลอกไข โดยปกตเมตรกซอนทรยจะประกอบกนเปนเสนใย

ละเอยด (Finefibrils) หนา 0.01 ไมโครเมตร ยาว 10 ไมโครเมตร ขนานไปกบผวเปลอก พบ

กระจายอยทวทงเปลอก แตจะพบมากทดานใน (ใกลกบสวน Mammilary Core หรอสวนเยอ

เปลอกไข) ประมาณ 2/3 ของเมตรกซทงหมด และจะนอยลดหลนกนออกมาจนถงชนนอก ซงม

เสนใยเมตรกซนอยทสด เปลอกไขชนนอกมลกษณะคลายฟองนา เพราะประกอบดวยรพรน

จานวนมากตงแต 7,000-17,000 ร ทเชอมโยงจากผวนอกเขาไปถงเยอเปลอกไข เพอเปน

ทางผานของอากาศ โดยทแตละบรเวณของเปลอกไขจะมจานวนรตอตารางเซนตเมตรไมเทากน

คอ ดานปาน ดานกลาง และดานแหลม มจานวนรเทากบ 125.6, 106.1-113.4 และ73.7 รตอ

ตารางเซนตเมตร ตามลาดบ และขนาดของรขนาดใหญ เทากบ 0.022-0.029 มลลเมตร รขนาด

เลกเทากบ 0.0038-0.0054 มลลเมตร

3. เปลอกไขชนใน (Mammillary Knob Layer) เปนปมครงทรงกลมของผลกแคลเซยม

คารบอเนตรป 6 เหลยม (Hexagonal Plates) สง 1/3 ของความหนาเปลอกไข ภายในม

Mammillary Core ซงเปนมวลสารอนทรยขนาดเลกและเปนจดเรมตนของการสรางผลกท

เรยกวา Seeding Sites ประกอบดวย Protein Acid Mucopolysaccharide Complex ทม

Neutral Sugar และ Neutral Mucopolysaccharide ถกลอมรอบดวย Sialomucin ซงเปนสารท

มกรดออน และ Mammillary Core ยงจบแนนกบชนเยอเปลอกไข ดวยการสรางพนธะ

ไดซลไฟด และไฮโดรเจนกบเสนใยของเยอเปลอกไขชนนอก

DPU

10

4. เยอเปลอกไข (Shell Membrane) เปนชนบาง 2 ชนแนบตดกนโดยตลอด ยกเวนดาน

ปานของไขทถกแยกกนดวยชองอากาศ (Air Sac) หนาประมาณ 70 ไมโครเมตร ประกอบดวย

โปรตน คารโบไฮเดรต และไขมนรอยละ 95, 2 และ 3 ตามลาดบ (ไมคดปรมาณเถา) หรอคด

รวมปรมาณเถา ซงประกอบดวย ฟอสฟอรส แคลเซยม โปแตสเซยม แมกนเซยม โซเดยม

สงกะส แมงกานส เหลก ทองแดง โบรอน และอลมเนยม อกรอยละประมาณ 2 โดยเยอเปลอก

ไขแตละชนประกอบดวย เสนใยโปรตนเคราตน, อลาสตน และคอลลาเจน เชอมตอกน แลวถก

หอหมดวยชน Mucopolysaccharide หนาประมาณ 0.5 ไมโครเมตร แบงยอยไดเปน 2 ชน คอ

เยอเปลอกไขชนนอก (Outer Shell Membranes) อยตดกบสวน True Shell จงมเสนใย

บางสวนยนเขาไปในสวนฐานของเปลอกไขชนใน แลวรวมตวเปน Mammillary Core เสนใยม

ขนาดเสนผานศนยกลางใหญสด เทากบ 3 ไมโครเมตร เฉลย 1.3 ไมโครเมตร ยาวประมาณ 15

ไมโครเมตร เยอเปลอกไขชนใน (Inner Shell Membranes) มผวเรยบ บาง หนาประมาณ 2.7

ไมโครเมตร เสนใยยาวมากกวา 23 ไมโครเมตร เพราะปลายเสนใยทเรยวแหลมสามารถซอน

เกย (Overlap) รวมกบเสนใยใกลเคยงภายใตชนหอหมเดยวกน มเสนผานศนยกลางใหญสด

เทากบ 1.5 ไมโครเมตร เฉลย 0.9 ไมโครเมตร เปนชนทแยกไขขาวออกจากสวนของเปลอก

เรยกวา "Limiting Membrane" ทง 2 ชน มรพรนทผวจานวนมาก เพอเปนทางผานของอากาศ

โดยเยอชนในมรพรนมากกวาเยอชนนอก

2.2.2 การใชประโยชนจากเปลอกไข

เปลอกไขสามารถนาไปใชประโยชนไดหลายอยาง ทผานมามการนาเปลอกไขไปใชทา

ปย หรอใชไลมดเนองจากมธาตกามะถนเปนองคประกอบ เปลอกไขบดมแคลเซยมสงสามารถ

ใชปรบสภาพดนทเปนกรดใหเปนกลางมากขนได นอกจากนยงมรายงานการใชเปลอกไขบด

เปนตวดดซบโลหะหนกบางชนด เชน แคดเมยมและตะกวทปนเปอนอยในดนหรอดดซบตะกว

จากนาเสยของโรงงานผลตแบตเตอร ใชปรบพเอชของนาเสยแทนการใชปนขาวและใชเปนสาร

ชวยทาใหเกดการตกตะกอนในระบบบาบดนาเสย ในทางโภชนาการเปลอกไขบดใชผสมใน

อาหารเพอเสรมแคลเซยม เชน ผสมเปลอกไขบดในผลตภณฑขนมอบกรอบ และใชเปนแหลง

แคลเซยมเสรมในอาหารสตว

DPU

11

2.3 กระบวนการดดซบ (Adsorption Process) การดดซบ เปนกระบวนการทสารดดซบไดดงโมเลกลหรอคอลลอยดทอยในแกสหรอ

ของเหลวใหมาเกาะจบและตดบนผวของสารดดซบ ซงเปนการเคลอนยายจากของเหลวหรอ

แกสมายงผวของของแขงซงมผวเปนทเกาะจบ เรยกสวนของแขงนวา ตวดดซบ (Adsorbent)

สวนโมเลกลหรอคอลลอยดทเคลอนยายมาเรยกวา ตวถกดดซบ (Adsorbate)

การดดซบจงเปนกระบวนการเคลอนยายของตวถกดดซบจากตวกลางหนงไปสะสมท

พนผวของตวดดซบ เมอมการสมผสกนของพนผวระหวางตวดดซบกบตวถกดดซบ เชน พนผว

ระหวางของเหลวกบของแขง พนผวระหวางของแขงกบกาซ พนผวระหวางของแขงกบของแขง

และพนผวระหวางของเหลวกบของเหลว กระบวนการดดซบนสามารถเกดขนเองตามธรรมชาต

เชน สารอนทรยหรอโลหะถกดดซบในดนหรอตะกอนดนในทะเล มหาสมทร และแมนา

กระบวนการดดซบทเกดขนโดยมนษย เชน การใชถานกมมนตในการดดซบเพอกาจดสง

ปนเปอน จากอากาศและนา การใชดนเหนยวดดซบยาฆาแมลงในดน หรอดดซบโลหะหนกจาก

แหลงฝงกลบเพอปองกนการปนเปอนของสารพษทจะลงสชนนาใตดน (นพนธและคณตา,

2555)

2.3.1 ประเภทการดดซบ

1. การดดซบทางกายภาพ (Physisorption หรอ Physical Adsorption หรอ Van Der

Waals Adsorption) เปนแรงททาใหเกดการเกาะ หรอยดเหนยวระหวางโมเลกลของตวดดซบ

กบโมเลกลทพนผวหนาของตวดดซบ เปนแรงดดทคอนขางออน เชน แรงแวนเดอรวาลส แรงได

โพล-ไดโพล และไมเกดการเปลยนแปลงคณสมบตทางเคมทงของตวดดซบและตวถกดดซบ

โดยทโมเลกลของตวถกดดซบจะถกดดซบเกาะอยบนพนผวของตวดดซบในลกษณะทซอนกน

หลายชน (Multilayered) และจานวนชนของโมเลกลของตวถกดดซบจะเพมขน การจดเรยงตว

ของโมเลกล การกระจายตว และการเหนยวนา จดเปนปจจยทมผลตอการดดซบทางกายภาพ

การดดซบทางกายภาพโดยทวไป จะเกดทอณหภมตา ทาใหพลงงานของระบบลดลงเปนการทา

ใหระบบมความเสถยรมากขน

2. การดดซบทางเคม (Chemisorption) จะมลกษณะเหมอนกบการเกดปฏกรยาเคม

มการสรางพนธะเคมของตวถกดดซบกบพนผวของตวดดซบ การดดซบทางเคมมการถายโอน

อเลกตรอน (สรางพนธะไอออนก) หรอการใชอเลกตรอนรวมกน (สรางพนธะโคเวเลนต) ทาให

แรงยดเหนยวคอนขางสงกวาแรงยดเหนยวทเกดขนในการดดซบทางกายภาพ ทาใหการดดซบ

DPU

12

ทางเคมสวนใหญผนกลบไมได เมอเปรยบเทยบกบการดดซบทางกายภาพทสามารถจะเกดการ

ผนกลบไดภายใตสภาวะเดยวกน การดดซบทางเคมจะเกดขนในบรเวณทเฉพาะเจาะจงเทานน

และโมเลกลตวถกดดซบจะเกาะอยบรเวณดงกลาว จะเปนแบบชนเดยว (Monolayer) และเกด

ไดดทอณหภมสง แตการดซบทางกายภาพเกดไดทวไปบนพนผวตวดดซบ

2.3.2 ตวดดซบ

สารทมความสามารถในการดดซบมหลายชนด อาจแบงไดเปน 5 ประเภท

1. สารอนนทรย เชน ดนเหนยวชนดตางๆ แมกนเซยมออกไซด ซลกากมมนต

อะลมเนยมกมมนต ถานกระดก สนแรจาพวกอะลมโนซลเกต เชน Kaolinite เปนตน ตวดดซบ

อนนทรยจะมพนผวทจาเพาะประมาณ 50-200 ตารางเมตรตอกรม และดดซบโมเลกลสารเพยง

ไมกชนด ทาใหการใชประโยชนจากสารดดซบสารอนนทรยมขดจากด

2. ถานกมมนต มพนทผวจาเพาะประมาณ 500-1400 ตารางเมตรตอกรม เปนตวดดซบ

ทมประสทธภาพ และมการนาไปใชงานอยางกวางขวางในดานตางๆ เชน ฟอกส ใชในการกาจด

กลนและรส ใชในการกาจดตะกอนในโรงงานเบยร

3. สารอนทรยสงเคราะห ไดแก สารแลกเปลยนไอออน (เรซน) ชนดพเศษทสงเคราะหขน

เพอกาจดสารอนทรยตางๆ สารเรซนเหลานมพนทผวจาเพาะประมาณ 300-500 ตารางเมตรตอ

กรม

4. วสดชวภาพ (Biomaterials) สวนใหญเปนวสดเหลอใชทางการเกษตร เชน ขเลอย

ไคโตซาน กากกาแฟ กากชา กากถวเหลอง ฟางขาว เปลอกไม เถาแกลบดา

5. สารดดซบชวภาพ (Biosorbent) ไดแก เซลลจลนทรย เชน เซลลของแบคทเรย ยสต

หรอรา สายพนธตางๆ และสาหราย

2.3.3 ไอโซเทอรมของการดดซบ

การดดซบเปนปฏกรยาคายความรอน ปจจยทมผลตอการดดซบ คอ ความดน หรอ

ความเขมขนของตวถกดดซบ อณหภม ชนดของสารถกดดซบ และสารดดซบ ดงนนในการ

ดดซบจะตองคานงถงปจจยเหลานดวย โดยทวไปมกจะควบคมใหอณหภมของการดดซบให

คงท และศกษาความสมพนธระหวางปรมาณของตวถกดดซบกบความดนหรอความเขมขนของ

สารละลายทสภาวะสมดลของการดดซบโดยเสนกราฟทแสดงความสมพนธดงกลาวเรยกวา

“ไอโซเทอรม (Isotherm)” ซงเปนการจาแนกไอโซเทอรมการดดซบแกสตามระบบ IUPAC

DPU

13

โดยไอโซเทอรม 5 ชนดแรก (Type I ถง Type V) ไดถกจาแนกไวตงแต ป ค.ศ. 1940 โดย

นกวทยาศาสตร 4 ทาน ไดแก S. Brunauer, L.S. Deming, W.S. Diming and E. Teller หรอ

อาจเรยกการจาแนกไอโซเทอรม 5 ชนดแรกวา เปนการจาแนกตามแบบของ BDDT

Type I เปนไอโซเทอรมสาหรบการดดซบทเปนแบบชนเดยว (Monolayer Adsorption)

หรอเรยกวาแบบแลงเมยร (Langmuir) เปนแบบทงายทสด เปนปรากฎการณการดดซบของสาร

ทไมมความพรน หรอมรพรนขนาดเลกเปนจานวนมาก เชน ถานกมมนต หรอ ซโอไลต พบทง

ในการดดซบทางเคม และการดดซบทางกายภาพ ซงปรมาณการดดซบจะเพมขนอยางรวดเรว

ทความดนสมพทธ (Relative Pressure) ตาๆ และทความดนสมพทธสง เขาใกล 1 จะมการดด

ซบเกดขนเพยงเลกนอย

Type II ไอโซเทอรมรปตวเอส (S-shaped Isotherm) มกจะเกดกบวสดทไมมความพรน

หรอมความพรนขนาดใหญ (Macro-porous) ทจดเปลยนกราฟ (Inflection Point or Knee

Ofisotherm) เปนตาแหนงทผวหนาถกคลมแบบชนเดยวเกอบสมบรณแลว เมอเพมความดนจะ

ทาใหการดดซบเกดขนมากกวาหนงชน ดงนนการดดซบแบบนจงเปนการดดซบแบบหลายชน

(Multilayer Adsorption)

Type III เปนไอโซเทอรมทไมมจดเปลยนกราฟ มรปรางคลายกระจกเวาไอโซเทอรมแบบ

นไมคอยพบมากนก จะเกดกบการดดซบทไมแขงแรง เปนการดดซบทเกดขนกบของแขง ทไม

มรพรน (Nonporous Solid) และของแขงทมรพรนขนาดเลกเปนสวนใหญ แตเปนพวกทมแรง

ดงดดระหวางตวดดซบและตวถกดดซบทไมแขงแรงทาใหดดซบไดนอย เกดการดดซบแบบชน

เดยวทความดนสมพทธตาแตเมอเกดการดดซบแบบหลายชนจะเกดแรงดงดดระหวางตวถกดด

ซบดวยกนเองทาใหดดซบไดมากขนทความดนสมพทธทมคาสง

Type IV เปนไอโซเทอรมทพบมากในวสดทมรพรนสวนใหญเปนรพรนขนาดกลาง

(ขนาดรพรนระหวาง 2-50 นาโนเมตร) ในชวงแรกซงมคาความดนสมพทธตาเสนไอโซเทอรมจะ

เหมอนกบไอโซเทอรมชนดท 2 จากนนการดดซบเพมขนอยางรวดเรวเมอความดนสมพทธ

สงขนเนองจากเกดการควบแนนแคปลาร (Capillary Condensation) ขนในรพรน ซงทาใหเกด

Hysteresis Loop ในชวง Desorption ซงขอมลของการเกดการควบแนนในชวงแคปลาร

สามารถนามาคานวณหาการกระจายขนาดของรพรน (Pore Size Distribution) ในของแขง ทม

รพรนขนาดกลางได การควบแนนแคปลารทาใหชวง Desorption มปรมาณดดซบทสงกวาการ

เกดการดดซบทความดนเทากน

DPU

14

Type V เหมอนไอโซเทอรมชนด Type IV ตางกนเพยงเกดการควบแนนในรพรน

(ม Hysteresis Loop) ไอโซเทอรมแบบนจะพบไมบอยนก

Type VI เปนไอโซเทอรมแบบขนบนได (Stepped Isotherm) ไอโซเทอรมแบบนจะพบไม

บอยนกโดยมากพบในระบบทเปนการดดซบแบบชนตอชนบนพนทผวทคอนขางคลายกน

(Uniform) โดยรปรางของไอโซเทอรมจะขนอยกบระบบ และอณหภมในการดดซบ

ภาพท 2-1 ไอโซเทอรมของการดดซบ

2.3.3.1 ไอโซเทอรมการดดซบแบบแลงเมยร (Langmuir Adsorption Isotherm)

ถกพฒนาขนโดยนกเคมชาวอเมรกา Irving Langmuir ในป ค.ศ. 1916 ผไดรบรางวล

โนเบลสาขาเคมในป ค.ศ. 1932 (นพนธ และคณตา ตงคณานรกษ, 2555)

โดยมขอกาหนดวา พนผวบนตวดดซบเปนแบบเดยวกนหมด (Homogeneous

Adsorption Surface) มกลไกของการดซบเหมอนกน การดดซบของตวถกดดซบบนพนผวตว

ดดซบเปนแบบชนเดยว ตวถกดดซบจะจดเรยงตวเพยงชนเดยวบนพนผวตวดดซบ โดยท

โมเลกลตวถกดดซบไมเกดการซอนทบกน พนผวบนตวดดซบจะมจานวนจากด และเมอตวถก

ดดซบถกดดซบไวแลวจะไมมการเคลอนทหรอเปลยนตาแหนงกนกบตวถกดดซบอนบนพนผว

ตวดดซบ พนผวตวดดซบจะถกปกคลมดวยตวถกดดซบมากขน เมอความเขมขนของ

สารละลายเพมขน จนมตวถกดดซบถกดดซบจนอมตว (ถกดดซบไดมากสด)

DPU

15

จากการศกษาไอโซเทอรมของแลงเมยรทสภาวะสมดล สามารถแสดงความสมพนธของ

การดดซบสารละลาย บนผวของแขงไดดงสมการท 2-1

CK1CKq

qL

Lm

2-1

q = ปรมาณตวถกดดซบทถกดดซบบนพนผวของตวดดซบตอมวลตวดดซบ

mq = ปรมาณตวถกดดซบทถกดดซบไดมากสดบนพนผวของตวดดซบตอมวลตวดดซบ (mg/g)

KL = คาคงทไอโซเทอรมของการดดซบแบบแลงเมยร (L/mg)

C = ความเขมขนของตวดดซบทเหลออยในสารละลาย

ภาพท 2-2 ไอโซเทอรมการดดซบแบบไมเชงเสนของแลงเมยร

เมอจดรปสมการท 2.1 ใหอยในรปสมการเสนตรง จะไดสมการท 2.2

mLm q1

C1

Kq1

q1

2-2

เขยนกราฟระหวาง q1

และ C1

จะไดกราฟเสนตรงมคาความชนเทากบ LmKq

1 และจดตดบน

แกนตงเทากบ mq1

L

L

DPU

16

ภาพท 2-3 ไอโซเทอรมการดดซบแบบเชงเสนของแลงเมยร

2.3.3.2 ไอโซเทอรมการดดซบแบบฟรนดช (Freundlich adsorption isotherm)

โดยนกฟสกสชาวเยอรมน Herbert Max Finlay Freundlich (1880-1941) ใชอธบาย

ไอโซเทอรมของการดดซบภายใตสมมตฐานท วาพนผวของตวดดซบเปนแบบววธพนธ

(Heterogeneous Adsorption Surface) พนผวไมเปนเนอเดยวกนตลอด มรปแบบของสมการ

เปนดงน

1/nFCK q 2-3

สมการท 2-3 ไมใหความสมพนธเชงเสนตรง

KF หมายถง คาคงทของฟรนดช แสดงถง ความสามารถในการดดซบ (mg/g)(L/mg)1/n

n เปนคาคงทของฟรนดชของแตละระบบทกาลงศกษาหรอทดลอง และ n ใชอธบายลกษณะ

เสนกราฟไอโซเทอรมของการดดซบ โดยทวๆไป n จะมคามากกวาหนง

เมอจดสมการ 2-3 ใหอยในรปสมการเสนตรง โดยใสลอการทมทงสองขางของสมการจะได

C logn1

K log q log F 2-4

L

DPU

17

เมอเขยนกราฟระหวาง log q กบ log C จะไดกราฟเสนตรงทมความชนเทากบ n1

และมจดตด

เทากบ log KF

ภาพท 2-4 ไอโซเทอรมการดดซบแบบเชงเสนตรงของฟรนดช

ถา 1n1 ไอโซเทอรมของการดดซบเปนแบบเสนตรง

ถา 1n1 บอกถงความสามารถในการดดซบของตวดดซบจะตาในทกคาของความเขมขน C

หรอกลาววามปรมาณพนผวบนตวดดซบในปรมาณจากดในการดดซบ

ถา 1n1 บอกถงความสามารถของการดดซบของตวดดซบจะดดซบไดมาก หรอกลาววา

บรเวณพนทผวของตวดดซบมปรมาณมากในการดดซบ

เมอเขยนกราฟระหวางคา q และ C จากสมการท 2-3 ดงภาพท 2-4 จะไมสามารถบอก

ถงปรมาณของตวถกดดซบถกดดซบไดมากสด เนองจากตงถกดดซบสามารถจะเกดการ

ซอนทบกนได

DPU

18

ภาพท 2-5 ไอโซเทอรมการดดซบแบบไมเชงเสนของฟรนดช

2.4 งานวจยทเกยวของ

T. Ennil Kose และ Betul Kivanc (2011) ไดศกษากระบวนการกาจดฟอสเฟตจากนาทง

ดวยเปลอกไขทผานการเผา โดยศกษาการวดขนาดของรพรนและพนทผวของเปลอกไขท

เตรยมไดดวยวธบอท (BET) พบวาเปลอกไขและเปลอกไขทผานการเผามขนาดรพรนแบบ

มโซพอร โดยมขนาดรพรนเทากบ 2-10 nm (20-100

A ) ในการศกษากระบวนการดดซบ

ปจจยทเลอกทาการศกษาไดแก อณหภมทใชในการเผาเปลอกไข ระยะเวลาในการดดซบ

อณหภมทใชในการดดซบ ความเขมขนเรมตนของสารละลายฟอสเฟตทใช ปรมาณตวดดซบ

พเอชทใชในการดดซบ และผลกระทบจากไอออนชนดอนๆ ซงอณหภมทใชในการเผาเปลอกไข

ท 800 ๐C ระยะเวลา 2 ชวโมง แคลเซยมคารบอเนตในเปลอกไขจะเปลยนเปนแคลเซยม

ออกไซดไดทงหมด การศกษาอณหภมและระยะเวลาทใชในกระบวนการดดซบฟอสเฟตพบวา

การดดซบฟอสเฟตเกดขนอยางรวดเรวตงแตเรมตน แตประสทธภาพในการดดซบจะลดลงเมอ

อณหภมสงขน ปรมาณตวดดซบทใชคอ 0.1 g/50 ml โดยเมอเพมปรมาณของตวดดซบจะ

สามารถกาจดฟอสเฟตทความเขมขนตางๆ (50, 75, 100, 150 และ 200 mg/l) ไดมากขน

เนองจากเปนการเพมพนทผวในการดดซบ สวนพเอชทศกษาในชวง 2-10 พบวาไมมผลตอ

ประสทธภาพในการดดซบ ในการศกษาผลจากไอออนชนดอนๆ ไดแก ไนเตรต, ซลเฟต และ

แอมโมเนยม ไอออน พบวาไอออนทงสามชนดไมสงผลรบกวนตอประสทธภาพในการกาจด

ฟอสเฟตดวยเปลอกไขทผานการเผา สาหรบการศกษาจลนศาสตรของการดดซบไดศกษาจาก

แบบจาลอง Pseudo-first Order และ Pseudo-second Order พบวาจลนศาสตรในการดดซบ

DPU

19

สอดคลองกบสมการ Pseudo-second Order และในการศกษาไอโซเทอรมของการดดซบจาก

Langmure Isotherm, Freundlich Isotherm และ Radushkevich (DR) Isotherm พบวาใน

กระบวนการดดซบฟอสเฟตดวยเปลอกไขมความสอดคลองกบ Freundlich Isotherm มากทสด

Nurul Aimi Binti Rohaizar และคณะ (2012) ไดศกษาการกาจดคอปเปอร (II) ออกจาก

นาเสยโดยกระบวนการดดซบดวยเปลอกไข โดยศกษาสภาวะทเหมาะสมตอการกาจดคอปเปอร

(II) ไดแก พเอชของสารละลาย ความเรวรอบในการปนกวน และระยะเวลาในการดดซบ

ซงพบวาสภาวะทเหมาะสมตอกระบวนการดดซบคอปเปอร (II) โดยใชเปลอกไขเปนตวดดซบ

คอ พเอชเทากบ 7 ความเรวรอบในการปนกวนท 350 รอบตอนาท และพฤตกรรมการดดซบ

คอปเปอร (II) ดวยเปลอกไขมความสอดคลองกบสมการ Freundlich Isotherm มากกวา

Langmuir Isotherm สาหรบการศกษาจลนพลศาสตรพบวา การดดซบเปนปฏกรยาอนดบทสอง

เปนการดดซบทางเคม มขนกาหนดอตราขนกบกระบวนการดดซบ

Ramakrishnaiah C.R. และ Vismitha (2012) ไดศกษาการกาจดฟอสเฟตจากนาเสย

สงเคราะหและนาทงจากโรงงานอตสาหกรรมโดยใชกระบวนการดดซบดวยตวดดซบราคาถก

ไดแก ตะกอนสารสม เถาถานหน เถาลอยเกรด C และเมดตะกรนเตาถลงเหลก โดย

ทาการศกษา พเอช ปรมาณตวดดซบ และระยะเวลาในการทาปฏกรยา พบวาการใชตะกอน

สารสม เถาลอยเกรด C และเมดตะกรนเตาถลงเหลก เปนตวดดซบ มสภาวะทเหมาะสมคอท

พเอชเทากบ 5 และปรมาณของตวดดซบตอนาเสยสงเคราะหเทากบ 10 กรมตอ 100 มลลลตร

เมอใชเถาถานหนเปนตวดดซบมสภาวะทเหมาะสมคอทพเอชเทากบ 7 และปรมาณของ

ตวดดซบตอนาเสยสงเคราะหเทากบ 7.5 กรมตอ 100 มลลลตร ในการศกษาดวยคอลมนโดยใช

นาเสยสงเคราะหทมความเขมขนของฟอสเฟตเรมตนเทากบ 25 มลลกรมตอลตร ระยะเวลาถง

จดอมตวเทากบ 62, 38, 34 และ 32 ชวโมง เมอใช ตะกอนสารสม เถาถานหน เถาลอยเกรด C

และเมดตะกรนเตาถลงเหลก เปนตวดดซบตามลาดบ เมอเปลยนความเขมขนของฟอสเฟต

เรมตนเปน 50 มลลกรมตอลตร ระยะเวลาถงจดอมตวเทากบ 26, 20, 20 และ 18 ชวโมง เมอใช

ตะกอนสารสม เถาถานหน เถาลอยเกรด C และเมดตะกรนเตาถลงเหลก เปนตวดดซบ

ตามลาดบ

Dhuha D. Salman และคณะ (2012) ไดศกษาหาสภาวะทเหมาะสมในกระบวนการ

ดดซบสยอม ไดแกเมทลน บล โบรโมฟนอล บล และเมทล ออเรนจดวยเปลอกไข เยอเปลอกไข

DPU

20

และเปลอกไขผสมเยอเปลอกไข ผลปรากฏวาเยอเปลอกไขสามารถใชกาจดเมทลน บล ไดดกวา

สยอมชนดอน และเยอเปลอกไขสามารถดดซบเมทลน บล ไดดทสดเมอเทยบกบการใชเปลอก

ไข และเปลอกไขผสมเยอเปลอกไขเปนตวดดซบ ผลจากการศกษาหาสภาวะทเหมาะสมในการ

ใชเยอเปลอกไขเปนตวดดซบเมทลน บล พบวารอยละการดดซบสงสดเมอใชเยอเปลอกไข

ขนาดอนภาค 250 ไมครอน ทพเอชเทากบ 10 โดยใชอณหภมในการดดซบเทากบ 80 องศา-

เซลเซยส ระยะเวลา 30 นาท โดยใชความเขมขนของตวดดซบเทากบ 1 กรมตอ 100 มลลลตร

และความเขมขนของสยอมเทากบ 2 มลลกรมตอ 100 มลลลตร

Sabir Hussain และคณะ (2011) ไดศกษาการกาจดออรโธฟอสเฟตจากนาเสยชมชน

ดวยหนปนและถานกมมนตชนดเกลด โดยความเขมขนของฟอสเฟตเรมตนทศกษาคอ 9 และ

25 มลลกรมตอลตร ในการศกษาดวยระบบแบตซไดศกษาหาสภาวะทเหมาะสมคอ ผลของ

ระยะเวลาในการสมผสระหวางตวดดซบและสารละลายออรโธฟอสเฟต พเอชของสารละลาย

ปรมาณตวดดซบ ความเขมขนเรมตน นอกจากนยงศกษาไอโซเทอรมการดดซบและจนศาสตร

การดดซบ สวนการศกษาดวยระบบคอลมนไดศกษาหาสภาวะทเหมาะสมคอ ผลของอตราการ

ไหล พเอช และความเขมขนเรมตนของออรโธฟอสเฟต การใชหนปนเปนตวดดซบสามารถ

กาจดออรโธฟอสเฟตไดมากถง 90 เปอรเซน ซงความเขมขนเรมตนตาสดของออรโธฟอสเฟตท

ใชคอ 2.5 มลลกรมตอลตร สามารถกาจดไดมากถง 94 เปอรเซน และความเขมขนเรมตนสงสด

ของออรโธฟอสเฟตทใชคอ 100 มลลกรมตอลตร สามารถกาจดไดมากถง 80 เปอรเซน

ไอโซเทอรมการดดซบใชไดดทงแลงเมยรและฟรนดช (R2>0.94) และผลการศกษาจนพลศาสตร

พบวา การดดซบเปนปฏกรยาอนดบสอง (R2>0.98)

ยะโกะ ขาเรมดาเบะ (2553) ไดศกษาการดดซบสารประกอบฟอสเฟตบนซโอไลตชนด

H-ZSM-5 พบวาสมบตการดดซบของสารประกอบฟอสเฟตบนซโอไลตชนดนขนอยกบการ

ขยายขนาดของโครงสราง (Extended Structure) ของซโอไลตและไดศกษาปจจยทเหมาะสมใน

การดดซบนาตวอยางสงเคราะห KH2PO4 พบวาเวลาการดดซบ 30 นาท คา pH 12 สงผลให

เกดการดดซบสงสด และพฤตกรรมการดดซบฟอสเฟตดวยซโอไลตธรรมชาตมความสอดคลอง

กบสมการ Freundlich Isotherm (R2=0.99) มากกวา Langmuir Isotherm (R2=0.93) แสดงให

เหนวาลกษณะการดดซบดงกลาวเปนแบบหลายชน หรอเปนการดดซบทางกายภาพมากกวา

ทางเคม และเมอประยกตใชซโอไลตธรรมชาตดดซบฟอสเฟตในนาเสยจากการซกผาดวยเครอง

DPU

21

ซกผาอตโนมต โดยผานชดกรองแบบนาไหลผานอยางตอเนอง พบวาประสทธภาพการดดซบ

ฟอสเฟตสงถง 94 เปอรเซนต

วมลลกษณ สตะพนธ และคณะ (2554) ไดศกษาการเตรยมผงเปลอกไขและการดดแปร

เปลอกไขดวยความรอนและศกษาองคประกอบทางเคมและโครงสรางผลก ผลการทดลองพบวา

การตรวจสอบโครงสรางผลกของผงเปลอกไขและเปลอกไขดดแปรดวยความรอนโดยใช X-ray

Diffractometer รปแบบการเลยวเบนของรงสเอกซของผงเปลอกไขสอดคลองกบรปแบบของ

แคลเซยมคารบอเนตเปนอยางด กลาวคอผงเปลอกไขประกอบดวยแคลเซยมคารบอเนตในรป

ผลกแคลไซทและสารอนทรย เมอศกษาการดดแปรเปลอกไขทอณหภมและเวลาตางๆ ไดแก

650 ๐C (เวลา 16, 20 และ 24 ชวโมง) 670 ๐C (เวลา 12 และ 16 ชวโมง) 770 ๐C (เวลา 4 และ

6 ชวโมง) 800 ๐C (เวลา 3, 4 และ 5 ชวโมง) พบวาเมอเพมอณหภมและเวลาในการดดแปรจะ

ทาใหแคลเซยมออกไซดเพมมากขนและสารอนทรยถกกาจดออกไปไดเพมมากขน ชวงเวลาสน

ทสดในการกาจดสารอนทรยแลวไดแคลเซยมออกไซดในปรมาณมากเมอเปลอกไขถกดดแปร

เปนเวลา 3 ชวโมง ทอณหภม 800 ๐C ในการตรวจสอบองคประกอบทางเคมของผงเปลอกไข

และเปลอกไขดดแปรดวยความรอนโดยใช X-ray fluorescence spectrometer พบวาเปลอกไข

มธาตแคลเซยมเปนองคประกอบอย 30% โดยนาหนก สวนเปลอกไขดดแปรทอณหภม 800 ๐C

เปนเวลา 3 ชวโมง มธาตแคลเซยมอย 70% โดยนาหนก นอกจากนนเปนองคประกอบรองอนๆ

ในเปลอกไขและเปลอกไขดดแปร ดงตารางท 2-2

DPU

22

ตารางท 2-2 ธาตและองคประกอบของเปลอกไขและเปลอกไขดดแปรทอณหภม 800 ๐C เปน

เวลา 3 ชวโมง

ธาต ปรมาณ (เปอรเซนโดยนาหนก) ESP HT-ESP(800 ๐C,3 h)

Ca 38.04 70.01 Mg 0.31 0.62 Na 0.07 0.14 S 0.15 0.11 P 0.11 0.22 K 0.03 0.03 Cl 0.02 <0.01 Al <0.01 <0.01 Si <0.01 <0.01 Fe <0.01 <0.01 Ni <0.01 <0.01 Zn <0.01 <0.01 Sr <0.01 0.01

ทมา : วมลลกษณ สตะพนธ และคณะ (2554)

DPU

บทท 3

วธด าเนนการวจย

งานวจยน เปนการศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยาง

สงเคราะหดวยแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขไก โดยศกษาหา

ประสทธภาพและสภาวะทเหมาะสมในการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยเปลอกไขไกและเปลอกไข

ไกทผานการเผา 0.02-5 กรม โดยการทดลองแบบทละเท (Batch) ภายใตอณหภมหอง และ

ความเขมขนของสารละลายออรโธฟอสเฟต เทากบ 100-300 มลลกรมตอลตร พเอชเรมตนของ

สารละลายเทากบ 1-11 รวมทงศกษาประสทธภาพในการดดซบเมอใชนาทงจากการปนเปอน

ออรโธฟอสเฟตจากโรงงานอตสาหกรรม และพจารณาศกษาความเปนไปไดในการนาเปลอกไข

ไปใชงานไดจรง ซงเปนการศกษาและการวจยเชงทดลอง (Experimental Research) โดยม

รายละเอยดและขนตอนการดาเนนการทดลอง ตามหวขอท 3.1-3.7 ดงน

3.1 วสดและอปกรณ 3.1.1 เปลอกไขไก

3.2.2 Cellulose Nitrate Membrane (Whatman)

3.3.3 เครอง UV-VIS Spectrophotometer ยหอ Thermoscientific รน BiomateTM 3

3.3.4 เครองชงไฟฟา ยหอ Ohaus รน Adventurer

3.3.5 เครองวดพเอช (pH meter) ยหอ Eutech Instruments รน Cyber Scan pH 510

3.3.6 เตาเผาไฟฟาอณหภมสง ยหอ Burnstead Thermolyne รน Furnace 48000

3.3.7 เตาอบไฟฟา ยหอ Memmert รน Universal Oven WB 14

3.3.8 Micropipette

3.3.9 เครองหมนเหวยง (Centrifuge)

3.3.10 เครองกวนสารละลาย (Hotplate Stirrer)

3.3.11 ตะแกรงรอนมาตรฐาน 70 mesh (200 µm) บรษท Endercotts, England

DPU

24

3.2 สารเคม 3.2.1 กรดซลฟรกเขมขน (Conc.Sulfuric Acid, H2SO4) 95-97%, Merck/Germany

3.2.2 กรดแอสคอรบค (Ascrobic Acid, C6H8O6) Ajax Finechem/Australia

3.2.3 กรดไฮโดรคลอรกเขมขน (Conc. Hydrochloric Acid, HCl) J.T. Baker/ USA

3.2.4 แคลเซยมคารบอเนต (Calcium Carbonate, CaCO3) Fluka/ USA

3.2.5 แคลเซยมออกไซด (Calcium Oxide, CaO) APS/ Australia

3.2.6 โซเดยมไฮดรอกไซด (Sodium Hydroxide, NaOH) Ajax Finechem/ Australia

3.2.7 โพแทสเซยมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (Potassium Dihydrogen Phosphate, KH2PO4)

Ajax Chemicals/Australia

3.2.8 โพแทสเซยมแอนตโมนทารเทรต (Potassium Antimony Tartrate, ((SbO) C4H4O6

∙0.5H2O) QRëC/ New Zealand

3.2.9 แอมโมเนยมโมลบเดท (Ammonium Molybdate, (NH4)6Mo7O6 ∙ 4 H2O) 99%

Ajax Finechem /Australia

3.3 การทดสอบความถกตองของวธวเคราะห (Validation of Method) การทดสอบความถกตองของวธวเคราะหฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟต เพอนาไป

วเคราะหในนาตวอยางสงเคราะหและนาทงปนเปอนฟอสเฟตจากโรงงานอตสากรรมในงานวจย

น มดงนคอ การสรางกราฟมาตรฐานหาชวงความเปนเสนตรงของวธวเคราะห หาความแมนยา

และความเทยงของวธวเคราะห ดงรายละเอยดการทดลองตอไปน

3.3.1 การทดสอบความเปนเสนตรงของชวงการวเคราะห (Linearity and Rang)

- การสรางกราฟมาตรฐานส าหรบการวเคราะหหาปรมาณออรโธฟอสเฟต

การสรางกราฟมาตรฐานสาหรบการวเคราะหหาปรมาณออรโธฟอสเฟตใชวธกรด

แอสคอรบก (กรรณการ, 2544) โดยมการทดลองดงน

ปเปตสารละลายมาตรฐานฟอสฟอรสเขมขน 100 มลลกรมตอลตร (ซงเตรยมโดย

ชง KH2PO4 0.4394 กรม ละลายในนากลนแลวปรบปรมาตรใหได 1 ลตร) จานวน 100, 200,

300, 400 และ 500 ไมโครลตร ใสขวดวดปรมาตรขนาด 50 มลลลตร เตม Combine Reagent

จานวน 8 มลลลตร แลวปรบปรมาตรใหครบ 50 มลลลตร เขยาสารละลายใหเขากน สารละลาย

แตละขวดมความเขมขนของฟอสฟอรสเทากบ 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 และ 1.0 มลลกรมตอลตร

DPU

25

ตามลาดบ ตงสารละลายทงไว 30 นาท จากนนนาสารละลายดงกลาวนไปวดคาการดดกลนแสง

ทความยาวคลน 890 นาโนเมตร โดยใชสารละลายทไมไดเตมสารละลายมาตรฐานฟอสฟอรส

เปนแบลงค

นาคาการดดกลนทวดไดไปสรางกราฟมาตรฐานระหวางคาเฉลยของการดดกลนแสง

และความเขมขนของสารละลายมาตรฐานฟอสฟอรส (mg/L) โดยทาการทดลองซา 3 ครง

(Combine Reagent คอ 2.5 M H2SO4 500 mL + 1.3710 g K(SbO)C4H4O6·5H2O 50 mL +

20 g (NH4)6Mo7O6·4H2O 150 mL + 5.28 g Ascorbic acid 300 mL เตรยมสารละลายใหมทก

วน และเกบไวในขวดพลาสตกโพลเอทลน (Polyethylene: PE)

- การทดสอบหาคาต าสดทวเคราะหได (Limit of Detection, LOD) และขดจ ากด

ของการวดเชงปรมาณ (Limit of Quantitation, LOQ)

คาตาสดทวเคราะหได (LOD) และขดจากดของการวดเชงปรมาณ (LOQ) สามารถ

คานวณจาก Regression Line ของกราฟมาตรฐาน ไดดงน (Christian, G.D.,2004)

2n

)yy(S

2i

x/y

b

S3LOD x/y

b

S10LOQ x/y

b คอ ความชนของสมการเสนตรง

yi คอ คาการดดกลนแสงทไดจากการวเคราะหจรง

y คอ คาการดดกลนแสงทคานวณไดจากสมการเสนตรง

Sy/x คอ คาเบยงเบนมาตรฐานทไดจากการสรางกราฟเสนตรง

3.3.2 การทดสอบความแมนย าของวธการวเคราะห (Accuracy)

การทดสอบความแมน แสดงความถกตองของวธวเคราะห คอผลทไดจากการวเคราะห

ควรมคาเทากบคาจรง (True Value) หรอมคาใกลเคยงกบคาจรงมากทสด แสดงคาทางสถต

เปนคารอยละการกลบคน (% Recovery) (เสาวภา ชมณ, 2533)

DPU

26

ดงสมการ

รอยละการกลบคน = 100CsCu

เมอ Cu = ความเขมขนของสารมาตรฐานทวดไดจากการวเคราะห

Cs = ความเขมขนของสารมาตรฐานทเตมลงในสารตวอยาง (Spiked Sample)

- รอยละการกลบคนส าหรบการวเคราะหหาปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าตวอยาง

ผานการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข

การทดลองนไดหารอยละการกลบคนของปรมาณฟอสฟอรสซงอยในรปของออรโธ

ฟอสเฟตโดยทดสอบความแมนยาของวธวเคราะหทระดบ 0.2, 0.4 และ 0.6 มลลกรมตอลตร

โดยเตมนาตวอยางสงเคราะห 5 มลลลตร (นาตวอยางมความเขมขนของออรโธฟอสเฟต 100

มลลกรมตอลตร จานวน 200 มลลลตร และผานการดดกลนดวยแคลเซยมคารบอเนตจาก

เปลอกไข 2.0 กรม เปนระยะเวลา 3 ชวโมง) ลงในสารละลายมาตรฐานออรโธฟอสเฟตเขมขน

100 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 100 ไมโครลตร ซงอยในขวดวดปรมาตรขนาด 50 มลลลตร เตม

Combine Reagent จานวน 8 มลลลตร แลวปรบปรมาตรใหครบ 50 มลลลตร เขยาสารละลาย

ใหเขากน สารละลายจะมความเขมขนของออรโธฟอสเฟตเทากบ 0.3 มลลกรมตอลตร

ตงสารละลายทงไว 30 นาท จากนนนาสารละลายดงกลาวนไปวดคาการดดกลนแสงทความยาว

คลน 890 นาโนเมตร การทดลองทา 7 ซา คาการดดกลนแสงทไดนาไปหกลบกบคาแบลงคของ

นาตวอยางทไมไดเตมสารละลายมาตรฐานออรโธฟอสเฟต แลวนาคาการดดกลนแสงทไดไป

เปรยบเทยบกบกราฟมาตรฐานทไดจากขอ 3.3.1 คานวณหารอยละการกลบคน จากสมการ

ขางตน

หมายเหต สาหรบปรมาณออรโธฟอสเฟตทระดบ 0.4 และ 0.6 มลลกรมตอลตร

ทาเชนเดยวกบ 0.2 มลลกรมตอลตร แตเปลยนสารละลายมาตรฐานออรโธฟอสเฟตเขมขน 100

มลลกรมตอลตร ปรมาตร 100 ไมโครลตร เปน 200 และ 300 ไมโครลตร ตามลาดบ

- รอยละการกลบคนส าหรบการวเคราะหหาปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าตวอยาง

ผานการดดซบดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผา

ทาการทดลองเหมอนกบการหารอยละการกลบคนสาหรบการวเคราะหหาปรมาณออรโธ

ฟอสเฟตในนาตวอยางผานการดดซบดวยเปลอกไข โดยเปลยนตวดดซบจากเปลอกไข 2.0

DPU

27

กรม ระยะเวลาการดดซบ 3 ชวโมง เปนการใชเปลอกไขทผานการเผา ปรมาณ 0.1 กรม

ระยะเวลาการดดซบ 30 นาท

3.3.3 การทดสอบความเทยงของวธการวเคราะห (Precision)

การทดสอบความเทยงของวธการวเคราะห คอคาทแสดงความเทยงของวธวเคราะหเมอ

วเคราะหตวอยางซาหลายครงโดยตวอยางทนามาวเคราะหนนจะตองมลกษณะเปนเนอเดยวกน

มากทสด การแสดงคาความเทยงนนอยในรปของ Repeatability หรอ Reproducibility ซงการ

วจยนไดแสดงความเทยงในรปของ Reproducibility

Reproducibility แสดงคาความเทยงโดยทาการวเคราะหซาตงแต 2 ซาขนไปในคราว

เดยวกน โดยนกวเคราะหคนเดยวกน ใชเครองมอเดยวกน

คาทางสถตเปนเปอรเซนตของคาเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ (Percent Relative

Standard Deviation, %RSD) เขยนไดดงสมการ

100X

SD %RSD

เมอ

องขอมลคาเฉลยข X

บนมาตรฐานคาเบยงเ SD

การทดสอบความเทยงของวธวเคราะห ใชการทดลองชดเดยวกบขอ 3.3.2 เมอไดผล

การทอลองแลวนามาคานวณคาเบยงเบนมาตรฐาน (SD) และสวนเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ

3.4 การเตรยม CaCO3 จากเปลอกไขและ CaO จากเปลอกไขทผานการเผา การเตรยม CaCO3 จากเปลอกไข มวธการดงน นาเปลอกไขไกมาลางสงสกปรกออก ดวยนาประปาจนสะอาด ผงลมใหแหง จากนนนาเปลอกไขอบแหงทอณหภม 100 ± 10 องศาเซลเซยส นาน 10 นาท บดลดขนาดดวยเครองบดความเรวสง (Blender) กอนทาการรอนผาน Molecular Sieve Number 70 เมช ใสภาชนะทแหงและปดแนน เกบรกษาทอณหภมหองเพอใชในการทดลองตอไป การเตรยม CaO จากเปลอกไข (วมลลกษณ สตะพนธ, 2544) มวธการดงน นาเปลอกไขไกมาลางสงสกปรกออกดวยนาประปาจนสะอาด ผงลมใหแหง จากนนนาเปลอกไขอบแหงท

DPU

28

อณหภม 100 ± 10 องศาเซลเซยส นาน 10 นาท บดลดขนาดดวยเครองบดความเรวสง (Blender) กอนทาการรอนผาน Molecular Sieve Number 70 เมช นาเปลอกไขทผานการรอนเผาดวยเตาเผาอณหภม 800 องศาเซลเซยส ระยะเวลา 3 ชวโมง เกบใสภาชนะทแหงและปดแนน โดยเกบรกษาทอณหภมหองเพอใชในการทดลองตอไป

3.5 การศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaCO3 และ CaO จากเปลอกไข

ศกษาหาสภาวะทเหมาะสมในการดดซบฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟตในนา

ตวอยางสงเคราะห จาก KH2PO4 โดยใชแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขและแคลเซยม

ออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผาเปนตวดดซบ ซงพารามเตอรทศกษา ไดแก ปรมาณของ

เปลอกไขและเปลอกไขทผานการเผา ระยะเวลาในการดดซบฟอสฟอรสในรปของออรโธ

ฟอสเฟต และ pH เรมตนของสารละลายฟอสเฟตทใชในการดดซบ โดยมวธการศกษาดงน

3.5.1 ศกษาอทธพลของปรมาณตวดดซบทมผลตอประสทธภาพในการดดซบ

ออรโธฟอสเฟต

ทาการทดลองหาปรมาณตวดดซบทเหมาะสมในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะห โดยเตรยมนาตวอยางสงเคราะหทมความเขมขนของออรโธฟอสเฟตเทากบ 100 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 200 มลลลตร ลงในบกเกอรขนาด 250 มลลลตร แลวแปรเปลยนแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข 0.5, 1.0, 2.0 และ 5.0 กรม ตกวนทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท เปนเวลา 330 นาท กรองสารละลายดวย Cellulose Nitrate Membrane แลวนาสารละลายไปวเคราะหปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอทกๆ ชวงเวลา 5 นาท ภายในระยะเวลา 5-60 นาท และ ทกๆ ชวงเวลา 30 นาท ในชวงนาทท 60-330 ทาการทดลองซาโดยเปลยนตวดดซบจากแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขเปนแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผา โดยการแปรเปลยนปรมาณแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผาเปน 0.02, 0.05, 0.1 และ 0.5 กรม เปนเวลา 60 นาท กรองสารละลายดวย Cellulose Nitrate Membrane แลวนาสารละลายไปวเคราะหปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอทกๆ ชวงเวลา 5 นาท ภายในระยะเวลา 60 นาท 3.5.2 ศกษาอทธพลของระยะเวลาทมผลตอประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟต การศกษาระยะเวลาในการดดซบออรโธฟอสเฟตสงสด โดยเตรยมนาตวอยางสงเคราะหทมความเขมขนของออรโธฟอสเฟต 3 คา คอ 100, 200 และ 300 มลลกรมตอลตร เตมแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขในปรมาณทมประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟต

DPU

29

สงสดจากขอ 3.5.1 ตกวนทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท ระยะเวลา 300 นาท แลวกรองสารละลายดวย Cellulose Nitrate Membrane แลวนาสารละลายไปวเคราะหปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอทกๆ ชวงเวลา 10 นาท ภายในระยะเวลา 10-60 นาท และ ทกๆ ชวงเวลา 30 นาท หลงจากนาทท 60-300 ทาการทดลองซาโดยเปลยนตวดดซบจากแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขเปนแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผา โดยเตมเปลอกไขทผานการเผาในปรมาณทมประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟตสงสดจากขอ 3.5.1 ตกวนทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท ระยะเวลา 60 นาท แลวกรองสารละลายดวย Cellulose Nitrate Membrane แลวนาสารละลายไปวเคราะหปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอทกๆ ชวงเวลา 5 นาท ภายในระยะเวลา 60 นาท

3.5.3 ศกษาอทธพลของ pH เรมตนทมผลตอประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟต การศกษาคา pH เรมตนในการดดซบออรโธฟอสเฟตสงสด โดยแปรเปลยนคา pH 1, 4, 7, 9 และ 11 ของนาเสยสงเคราะห และเปลยนความเขมขนของออรโธฟอสเฟต 3 คา คอ 100, 200 และ 300 มลลกรมตอลตร เตมแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขในปรมาณทมประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟตสงสดจากขอ 3.5.1 ตกวนทความเรวรอบ 200 รอบตอนาทจากนนกรองสารละลายดวย Cellulose Nitrate Membrane แลวนาสารละลายไปวเคราะหตามระยะเวลาการดดซบในขอ 3.5.2 ทาการทดลองซาโดยเปลยนตวดดซบจากแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขเปนแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผา โดยเตมเปลอกไขทผานการเผาในปรมาณทมประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟตสงสดจากขอ 3.5.1 ตกวนทความเรวรอบ 200 รอบตอนาทจากนนกรองสารละลายดวย Cellulose Nitrate Membrane แลวนาสารละลายไปวเคราะหตามระยะเวลาการดดซบในขอ 3.5.2

3.6 การศกษาพฤตกรรมการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าเสยสงเคราะหดวย CaCO3 และ CaO จากเปลอกไข

ศกษาพฤตกรรมการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข โดยศกษาไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหทเตรยมจาก KH2PO4 ดวยการเลอกปจจยการดดซบทเหมาะสมทสด จากการทดลองขอ 3.5 ซงมวธการทดลองดงน 3.6.1 ชงเปลอกไขบด 2.0 กรม ลงในนาเสยสงเคราะหทมความเขมขนของออรโธฟอสเฟตตงแต 0-140 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 200 มลลลตร ลงในบกเกอรขนาด 250 มลลลตร

DPU

30

3.6.2 ตกวนดวยความเรวรอบ 200 รอบตอนาท ระยะเวลาในการดดซบ 3 ชวโมง และpH เรมตนของสารละลายเทากบ 1 3.6.3 กรองสารละลายดวย Cellulose Nitrate Membrane แลวนาสารละลายไปวเคราะหปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอในนาตวอยางสงเคราะห เพอหาไอโซเทอรมของการดดซบโดยเขยนกราฟความสมพนธระหวางความเขมขนของออรโธฟอสเฟตทเหลอ (C) กบปรมาณ ออรโธฟอสเฟตทถกดดซบตอนาหนกตวดดซบ (X/M) บนกราฟลอการทม 3.6.4 พจารณาความสามารถในการดดซบ โดยเปรยบเทยบคา R2 วามความสอดคลองกบสมการฟรนดชไอโซเทอรม (Fruendlich Isotherm) หรอสมการแลงเมยรไอโซเทอรม (Langmuir Isotherm) และอานคา K และ 1/n จากกราฟสมการ Fruendlich ในการทดลองการศกษาพฤตกรรมการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา ทาการทดลองเชนเดยวกบขางตน แตใชแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผา 0.1 กรม ระยะเวลาในการดดซบ 30 นาท แทนการใชเปลอกไขบด 2.0 กรม ระยะเวลาในการดดซบ 3 ชวโมง โดยปรบ pH เรมตนของสารละลายเทากบ 7

3.7 การศกษาประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าท งจากโรงงาน อตสาหกรรมโดยใช CaCO3 และ CaO จากเปลอกไข ศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาทงปนเปอนออรโธฟอสเฟตจากโรงงานอตสาหกรรมโดยใชแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาเปนตวดดซบ โดยเลอกปจจยการดดซบทเหมาะสมทสด จากการทดลองขอ 3.5 ซงมวธการทดลองดงน 3.7.1 นานาทงจากโรงงานอตสาหกรรมตรวจวดคา pH และความเขมขนของออรโธฟอสเฟต 3.7.2 ชงเปลอกไขบด 5.0 g ใสลงในนาทงจากโรงงานอตสาหกรรม ซงมปรมาตร 200 มลลลตร ลงในบกเกอรขนาด 250 มลลลตร 3.7.3 ตกวนดวยความเรวรอบ 200 รอบตอนาท ระยะเวลาในการดดซบ 3 ชวโมง 3.7.4 กรองสารละลายดวย Cellulose Nitrate Membrane แลวนาสารละลายไปวเคราะหหาปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอในนาทงจากโรงงานอตสาหกรรม เพอหารอยละการดดซบฟอสเฟต ในการทดลองหาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาทงปนเปอนฟอสเฟตจากโรงงานอตสาหกรรมโดยใชแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไข เผาเปนตวดดซบ ทาการทดลองเชนเดยวกบขางตน แตใชแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา 0.1 g ระยะเวลาในการดดซบ 30 นาท แทนการใชเปลอกไขบด 5.0 g ระยะเวลาในการดดซบ 3 ชวโมง

DPU

บทท 4

ผลการวจย

4.1 ผลการทดสอบความถกตองของวธวเคราะห (Validation of Method) 4.1.1 ผลการทดสอบความเปนเสนตรงของชวงการวเคราะห (Linearity and

Rang)

จากการทดสอบความเปนเสนตรง ไดศกษาความเขมขนของออรโธฟอสเฟตในชวง

0.2-1.0 มลลกรมตอลตร วดคาการดดกลนแสงทความยาวคลน 890 นาโนเมตร ท าการทดลอง

3 ซ า ผลการวเคราะหแสดงดงตารางท 4-1 และน าผลการวเคราะหมาสรางกราฟมาตรฐาน

ส าหรบหาปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าเสยสงเคราะหและน าทงจากกระบวนการผลตซง

ปนเปอนออรโธฟอสเฟต แสดงดงภาพท 4-1

ตารางท 4-1 คาการดดกลนแสงทความเขมขนตางๆ ทความยาวคลน 890 นาโนเมตร

ออรโธฟอสเฟตทความเขมขนตางๆ

(mg/l)

คาการดดกลนแสงทความยาวคลน 890 nm

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.000±0.000

0.143±0.006

0.277±0.001

0.423±0.003

0.563±0.001

0.701±0.006

หมายเหต : คาการดดกลนแสงเทากบ 3n SD,X

DPU

32

สมการถดถอย (regression equation) y = 0.7016x-0.0004

คาความชน (slope) = 0.7016

คาจดตด (intercept) = -0.0004

Correlation Coefficient (r) = 1.0000

R Squre = 0.9999

Sy/x = 0.002746

คาต าสดทวเคราะหได (LOD) = 0.0117 มลลกรมตอลตร

คาขดจ ากดของการวดเชงปรมาณ (LOQ) = 0.0391 มลลกรมตอลตร

ภาพท 4-1 กราฟมาตรฐานความสมพนธระหวางความเขมขนของออรโธฟอสเฟตกบ

คาการดดกลนแสง

4.1.2 ผลการทดสอบความแมนย า (Accuracy) และความเทยง (Precision) ของ

วธการวเคราะห

การทดสอบความแมนย าและความเทยงของวธการวเคราะหปรมาณออรโธฟอสเฟตใน

น าตวอยางทผานการดดซบดวยเปลอกไข โดยท าการทดลองทงหมด 3 ระดบ คอ 0.2, 0.4 และ

0.6 มลลกรมตอลตร แสดงผลการทดลองดงตารางท 4-2

y = 0.7016x + 0.0004 R² = 0.9999

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

คากา

รดดก

ลนแส

ง

ความเขมขนออโธฟอสเฟต (mg /l)

กราฟมาตรฐานของออโธฟอสเฟต DPU

33

ตารางท 4-2 ผลการทดสอบคาความแมนย า (Accuracy) และความเทยง (Precision) ของ

วธการวเคราะหหาปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางหลงการดดซบดวย

แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข

การท าซ า ความเขมขนของออรโธฟอสเฟต (mg/l)

0.2 0.4 0.6

1 0.210 0.416 0.623

2 0.209 0.409 0.666

3 0.201 0.412 0.601

4 0.200 0.404 0.619

5 0.209 0.410 0.616

6 0.197 0.397 0.611

7 0.210 0.407 0.607

คาเฉลย 0.205 0.408 0.620

SD 0.006 0.006 0.021

% RSD 2.72 1.49 3.45

% Recovery 103.19 101.96 103.41

จากการทดลองจะเหนไดวา วธวเคราะหหาปรมาณฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟต

ดวยวธกรดแอสคอรบกมความนาเชอถอเพราะในการทดสอบความแมนย าของวธวเคราะห

พบวา รอยละการกลบคน (%Recovery) อยในชวง 101.96-103.41% และในการทดสอบความ

เทยงของวธการวเคราะห แสดงคาทางสถตเปนเปอรเซนตของคาเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ

(%RSD) มคา 1.49-3.45 % ซงไมเกน 5 % ดงนนวธวเคราะหหาปรมาณฟอสฟอรสในรปของ

ออรโธฟอสเฟตดวยวธกรดแอสคอรบกจงมความนาเชอถอเพราะมความแมนย าและความเทยง

สง

DPU

34

4.2 ผลการศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย

CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา ผลศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟต

ไดแก ปรมาณทเหมาะสมของตวดดซบ ระยะเวลาทเหมาะสมในการดดซบ และคา pH เรมตน

ของน าตวอยางสงเคราะหทมผลตอประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟต

ในการทดลองนน าตวอยางสงเคราะหมความเขมขนของออรโธฟอสเฟตเทากบ 100

มลลกรมตอลตร โดยใชแคลเซยมคารบอเนตซงเตรยมจากเปลอกไข และแคลเซยมออกไซดซง

เตรยมจากเปลอกไขเผาทอณหภม 800 องศาเซลเซยส ระยะเวลา 3 ชวโมง (วมลลกษณ สตะ

พนธ, 2544) ไดผลการทดลองดงน

4.2.1 ผลการศกษาอทธพลของปรมาณตวดดซบทมผลตอประสทธภาพในการดด

ซบออรโธฟอสเฟต

จากการทดลองหาปรมาณตวดดซบทเหมาะสมในการก าจดออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะห โดยศกษาปรมาณทเปลยนแปลงของแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข 0.5, 1.0, 2.0 และ 5.0 กรม โดยใชน าตวอยางสงเคราะหมความเขมขนของออรโธฟอสเฟตเรมตน 100 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 200 มลลลตร ซงมคา pH เรมตนเทากบ 4.93 ตกวนทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท เปนเวลา 330 นาท และเกบน าตวอยางสงเคราะหเพอการวเคราะหปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอทกๆ ชวงเวลา 5 นาท ภายในระยะเวลา 5-60 นาท และ ทกๆ ชวงเวลา 30 นาท ในชวงนาทท 61-330 ดงแสดงในตารางท 4-3

DPU

35

ตารางท 4-3 ปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวย

แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขทปรมาณตางๆความเขมขนของ

ออรโธฟอสเฟตเรมตนเทากบ 100 mg/l ปรมาตรน าเสยสงเคราะห 200 ml

เวลาการ

ดดซบ

(นาท)

ปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวย

แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขทปรมาณตางๆ (mg /l)

0.5 g 1.0 g 2.0 g 5.0 g

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

97.69±1.51 98.54±0.96 96.99±1.97 96.43±2.34 96.99±1.97 95.30±3.08 95.34±2.09 91.36±3.89 96.59±0.93 92.71±4.13 93.95±3.35 88.48±3.99 76.27±2.65 72.63±4.23 67.66±3.36 61.14±2.65 54.24±1.34 46.57±0.35 40.53±0.46 37.05±0.14 36.39±0.63

94.68±2.86 89.85±3.10 89.32±9.25 85.74±5.82 84.05±3.97 81.72±3.93 80.27±5.07 84.30±3.52 79.95±1.33 83.73±4.42 84.38±1.19 81.96±3.22 56.21±5.55 52.10±3.95 42.36±3.76 36.97±5.94 28.60±3.24 23.37±2.15 21.68±0.84 20.23±1.21 19.35±0.50

80.73±2.89 81.77±2.93 80.97±6.55 83.13±3.13 78.41±4.85 70.10±7.15 78.65±7.28 75.13±8.74 76.57±1.68 79.69±1.05 80.09±2.46 59.14±2.89 34.84±3.06 28.85±2.54 22.53±1.68 19.66±1.83 17.42±0.37 16.46±1.63 13.82±1.52 14.14±2.63 13.98±1.05

84.08±5.04 71.06±2.54 66.34±1.11 73.85±1.54 80.97±6.03 78.41±4.04 72.97±2.77 76.65±3.63 75.69±3.19 76.81±4.08 75.53±2.89 70.82±3.32 68.10±0.97 43.32±2.45 26.53±1.08 19.82±1.94 17.34±1.68 15.34±1.83 16.30±2.59 12.38±1.00 12.70±1.38

หมายเหต : คาความเขมขนของออรโธฟอสเฟตทเหลอเทากบ 3n SD,X

DPU

36

ภาพท 4-2 ปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวย CaCO3

จากเปลอกไขทปรมาณตางๆ เวลาในการดดซบตงแต 5-330 นาท

ผลการทดลองการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหทมความเขมขนเรมตน

ของออรโธฟอสเฟต 100 มลลกรมตอลตร ดงภาพท 4-2 พบวาแนวโนมของการดดซบไมคงท

ในชวง 0-60 นาท เนองจากยงไมถงเวลาเขาสสมดลการดดซบ (Equilibrium Time) แตเมอ

ระยะเวลาเพมขนปรมาณของออรโธฟอสเฟตทเหลอหลงจากดดซบจะลดลงในทกๆ ตวดดซบท

ปรมาณตางๆ โดยการใชตวดดซบในปรมาณ 2.0 และ 5.0 กรม สงผลใหเกดการดดซบออรโธ

ฟอสเฟตไดสงสดในชวงเวลา 180-330 นาท โดยมความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟต

มากกวารอยละ 80 ดงแสดงในภาพท 4-3 ซงแสดงใหเหนวาเมอเพมปรมาณตวดดซบมากขน

พนทผวของตวดดซบจงมจ านวนเพมขนสงผลใหตวดดซบสามารถดดซบออรโธฟอสเฟตไดมาก

ขน ดงนนเวลาท 180 นาท จงเปนเวลาทนอยทสดทการดดซบเขาสสมดล

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100 110

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

ปรมา

ณออ

โธฟอ

สเฟต

ทเหล

อ (m

g P/

L)

เวลา (นาท)

5.0 g

2.0 g

1.0 g

0.5 g DPU

37

ภาพท 4-3 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหดวย CaCO3

จากเปลอกไขทปรมาณตางๆ เวลาในการดดซบตงแต 5-330 นาท

จากการทดลองหาปรมาณตวดดซบทเหมาะสมในการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะห โดยใชน าตวอยางสงเคราะหมความเขมขนของออรโธฟอสเฟตเรมตน 100 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 200 มลลลตร ซงมคา pH เรมตนเทากบ 4.93 โดยแปรเปลยนปรมาณแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผา 0.02, 0.05, 0.1 และ 0.5 กรม ตกวนทความเรวรอบ 200 รอบตอนาท ระยะเวลา 30 นาท และเกบน าตวอยางสงเคราะหเพอวเคราะหปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอทกๆ ชวงเวลา 5 นาท ภายในระยะเวลา 60 นาท ดงแสดงในตารางท 4-4

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

รอยล

ะการดด

ซบออ

โธฟอ

สเฟต

เวลา (นาท)

5.0 g 2.0 g 1.0 g 0.5 g DPU

38

ตารางท 4-4 แสดงปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าเสยสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวย

แคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผาในปรมาณตางๆ ความเขมขนของ

ออรโธฟอสเฟตเรมตนเทากบ 100 มลลกรมตอลตร ปรมาตรน าเสยสงเคราะห

200 มลลลตร

เวลาการดดซบ

(นาท)

ปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวย

แคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทปรมาณตางๆ (mg/l)

0.02 g 0.05 g 0.1 g 0.5 g

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

75.04±3.76 74.80±0.68 76.61±2.22 77.82±0.51 69.37±1.20 68.52±1.71 70.21±2.73 68.52±1.02 68.28±0.68 66.23±1.88 65.87±2.73 67.43±1.88

29.05±0.51 24.70±3.59 22.65±2.39 21.80±1.88 18.78±1.02 20.23±0.00 21.92±0.34 22.89±0.68 21.80±1.54 23.37±1.37 22.53±1.54 23.85±0.34

2.59±0.17 2.11±0.17 2.35±0.17 1.99±0.00 1.87±0.17 1.99±0.00 1.87±0.17 1.99±0.00 1.99±0.00 1.87±0.17 1.87±0.17 1.99±0.00

2.71±0.68 3.07±0.17 2.83±0.51 3.31±0.17 2.47±0.34 2.47±0.34 2.47±0.34 2.23±0.00 2.35±0.17 2.35±0.51 2.11±0.17 2.23±0.34

หมายเหต : คาความเขมขนของออรโธฟอสเฟตทเหลอเทากบ 3n SD,X

DPU

39

ภาพท 4-4 ปรมาณออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวยแคลเซยม

ออกไซดจากเปลอกไขเผาในปรมาณตางๆ เวลาในการดดซบตงแต 5-60 นาท

ผลการทดลองการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหทมความเขมขนเรมตน

ของออรโธฟอสเฟต 100 มลลกรมตอลตร ดงภาพท 4-4 พบวาการใชแคลเซยมออกไซดจาก

เปลอกไขเผาเปนตวดดซบในปรมาณ 0.1 และ 0.5 กรม สงผลใหปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอ

หลงจากดดซบมปรมาณนอยและคอนขางคงท ในทกชวงเวลาต งแต 5-60 นาท โดย

ความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในชวงเวลาตางๆ มคามากกวารอยละ 97 แสดงใน

ภาพท 4-5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70

ปรมา

ณออ

โธฟอ

สเฟต

ทเหล

อ (m

g P/

L)

เวลา (นาท)

0.02 g

0.05 g

0.1 g

0.5 g DPU

40

ภาพท 4-5 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยม

ออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ โดยใชเวลาในการดดซบ 5-60 นาท

4.2.2 ผลการศกษาอทธพลของเวลาในการดดซบทมผลตอประสทธภาพในการดดซบ

ออรโธฟอสเฟต

จากการทดลองหาระยะเวลาในการดดซบทเหมาะสมในการก าจดออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะห โดยใชน าตวอยางสงเคราะหมความเขมขนของฟอสเฟตเรมตน 3 คา คอ 100, 200 และ 300 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 200 มลลลตร โดยใชปรมาณแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข 2.0 กรม และแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา 0.1 กรม ซงเปนปรมาณทเหมาะสมหรอมประสทธภาพสงสดในการดดซบ แสดงผลการทดลองดงภาพท 4-6 และ 4-7 ตามล าดบ

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70

รอยล

ะการดด

ซบออ

โธฟอ

สเฟต

เวลา (นาท)

0.02 g

0.05 g

0.1 g

0.5 g DPU

41

ภาพท 4-6 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมคารบอเนต จากเปลอกไข 2.0 g โดยใชเวลาในการดดซบ 5-300 นาท

ภาพท 4-7 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยม ออกไซดจากเปลอกไข 0.1 g โดยใชเวลาในการดดซบ 5-60 นาท

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

รอยล

ะการดด

ซบออ

รโธฟ

อสเฟต

เวลา (นาท)

100 mg/l

200 mg/l

300 mg/l

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

0 10 20 30 40 50 60 70

รอยล

ะการดด

ซบออ

รโธฟ

อสเฟต

เวลา (นาท)

100 mg/l

200 mg/l

300 mg/l

DPU

42

จากภาพท 4-6 เมอใชระยะเวลาในการดดซบนานขนสงผลใหรอยละการดดซบออรโธ

ฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขเพมสงขน และการดดซบออรโธฟอสเฟตจะเรม

คงทเมอการดดซบผานไป 180 นาท โดยการใชน าตวอยางสงเคราะหมความเขมขนของออรโธ

ฟอสเฟตเรมตน 100, 200 และ 300 มลลกรมตอลตร ในชวงเวลาการดดซบ 180-300 นาท

สงผลใหความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตสงเฉลยรอยละ 80, 70 และ 60 ตามล าดบ

แสดงใหเหนวาแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขมเวลาเขาสสมดลของการดดซบอยท

3 ชวโมง

จากภาพท 4-7 การดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยม

ออกไซดจากเปลอกไขเผา ระยะเวลาในการดดซบไมมผลตอความสามารถในการดดซบเมอ

ความเขมขนของออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางเทากบ 100 มลลกรมตอลตร โดยความสามารถ

ในการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางมคาสงกวารอยละ 98 แตเมอความเขมขนสงขน

เทากบ 200 และ 300 มลลกรมตอลตร สงผลใหการดดซบเรมคงทเมอการดดซบผานไป 30

นาท ซงในนาทท 30-60 ความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตเมอความเขมขนเรมตน

เทากบ 200 และ 300 มลลกรมตอลตร มคาเฉลยเทากบรอยละ 74 และ 58 ตามล าดบ

เนองจากสดสวนระหวางปรมาณตวถกดดซบตอ Active Sites บนตวดดซบทสามารถดดซบ

ออรโธฟอสเฟตไดทความเขมขนเรมตนนอยๆ มคามากกวาทความเขมขนเรมตนสงขน โดยท

ความเขมขนเรมตนนอย ปรมาณออรโธฟอสเฟตในสารละลายเรมตนมนอย เมอผานการดดซบ

แลวปรมาณออรโธฟอสเฟตทเหลอในสารละลายจงเหลอนอยกวาในสารละลายทมปรมาณ

ออรโธฟอสเฟตเรมตนสง ดงนนจงเลอกใชเวลาการดดซบ 30 นาทเปนเวลาทเขาสสมดลของ

การดดซบ

4.2.3 ผลการศกษาอทธพลของ pH เรมตนของน าตวอยางสงเคราะหทมผลตอ

ประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟต

การทดลองนใชน าตวอยางสงเคราะหมความเขมขนเรมตนของออรโธฟอสเฟต 3 คาคอ 100, 200 และ300 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 200 มลลลตร โดยการปรบคา pH ของน าตวอยางสงเคราะหดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดและกรดไฮโดรคลอรก ใชแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขปรมาณ 2.0 กรม ระยะเวลาในการดดซบ 180 นาท และปรมาณแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา 0.1 กรม ระยะเวลาในการดดซบ 30 นาท ซงเปนปรมาณและเวลาทใชในการดดซบทเหมาะสม แสดงผลการทดลองดงภาพท 4-8 และภาพท 4-9 ตามล าดบ

DPU

43

ภาพท 4-8 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหท pH ตางๆ ดวย แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข 2.0 g โดยใชเวลาในการดดซบ 180 นาท

ภาพท 4-9 รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหท pH ตางๆ ดวย แคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา 0.1 g โดยใชเวลาในการดดซบ 30 นาท

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

รอยล

ะการดด

ซบออ

รโธฟ

อสเฟต

pH

100 mg/l

200 mg/l

300 mg/l

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

รอยล

ะการดด

ซบออ

รโธฟ

อสเฟต

pH

100 mg/l

200 mg/l

300 mg/l

DPU

44

จากภาพท 4-8 พบวา pH ทเหมาะสมตอการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยาง

สงเคราะหดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขคอ pH ท 1 และ 4 ซงในการทดลองเมอใช

แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข 2 กรม ความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตจากน า

ตวอยางสงเคราะหทมความเขมขนของออรโธฟอสเฟต 100 มลลกรมตอลตรมคารอยละ 86.28

และ 85.30 เมอปรบ pH เรมตนของสารละลายเทากบ 1 และ 4 ตามล าดบ แตเมอ pH ใน

สารละลายสงขนจะสงผลใหรอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตลดลง เนองจากการปรบ pH ของ

สารละลายใหเปนกรด (pH ต า) สงผลใหเกดไฮโดรเนยมไอออน ( OH3 ) บนพนผวตวดดซบ

เพมขน ท าใหกระบวนการดดซบไอออนลบเกดไดมาก นนคอตวดดซบสามารถดดซบฟอสเฟต

( 34PO ) ไดมากขน สงผลใหประสทธภาพในการดดซบเพมสงขน นอกจากนบรเวณเยอเปลอก

ไขมหมฟงกชน ไดแก หมคารบอกซล (-COOH) หมเอมน ( 2NH ) และหมซลโฟเนต (

3SO )

(ยวรตน ปรมศนาภรณ, 2544) ซงจะเปนประจลบในสารละลายจงผลกกบประจลบของฟอสเฟต

( 34PO ) แตเมออยในสารละลายกรดหมฟงกชนเหลานจะไปจบกบไฮโดรเนยมไอออนใน

สารละลาย ท าใหผวของวสดดดซบมประจบวกจบกบฟอสเฟตไอออนไดมาก และเมอสารละลาย

ม pH เพมขนสงผลใหมไฮดรอกไซดไอออน (OH-) บนพนผวตวดดซบเพมขนจงสงผลให

ประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟตซงเปนประจลบลดลง

จากภาพท 4-9 พบวา pH ทเหมาะสมตอการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยาง

สงเคราะหดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาคอ pH อยในชวง 4-11 ซงในการทดลองเมอ

ใชแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา 0.1 กรม ความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตจาก

น าตวอยางสงเคราะหทมความเขมขนของออรโธฟอสเฟต 100 มลลกรมตอลตรมคารอยละ

97.34-97.59 สวนท pH เรมตนของสารละลายเทากบ 1 สงผลใหเกดการละลายของตวดดซบ

(CaO จากเปลอกไขเผา) เกดปฏกรยากรด-เบส มากกวาการดดซบจงสงผลใหรอยละการดดซบ

ออโธฟอสเฟตในน าตวอยางลดลง นอกจากนจะเหนวา pH เรมตนของสารละลายเทากบ 1 และ

4 เกดความแตกตางในการดดซบออโธฟอสเฟตมาก เนองจากเมอเตมตวดดซบคอ CaO จาก

เปลอกไขเผาลงไปในสารละลายทม pH เรมตนเทากบ 4 หลงจากกระบวนการดดซบพบวา pH

ของสารละลายเพมขน (มากกวา 7) ในขณะท pH เรมตนเทากบ 1 หลงจากกระบวนการดดซบ

พบวา pH ของสารละลายต ากวา 7 นนคอสารละลายยงอยในสภาวะกรด ในขณะท pH 4, 7, 9

และ 11 หลงจากกระบวนการดดซบ pH ของสารละลายเพมขนอยในสภาวะกลางและเบส สงผล

ใหพนผวของตวดดซบมประจทพนผวเปนบวก สงผลใหคาศกยซตา (Zeta Potential) มคาเปน

DPU

45

บวกมาก (T. Ennil Kose and B. Kivanc, 2011) จงดดซบกบสารละลายออโธฟอสเฟตซงม

ประจเปนลบไดด สงผลใหรอยละในการดดซบออโธฟอสเฟตมคาสง ซงผลการทดลองสอดคลอง

กบการทดลองของ T. Ennil Kose และ B. Kivanc

4.3 ผลการศกษาพฤตกรรมการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะห

ดวย CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา จากการทดลองเพอหาความสามารถในการดดซบฟอสฟอรสในรปของออรโธฟอสเฟต

โดยใชแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข 2.0 กรม และความเขมขนของออรโธฟอสเฟตตงแต

0-120 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 200 มลลลตร ตกวนดวยความเรวรอบ 200 รอบตอนาท ท

สภาวะ pH เทากบ 1 ระยะเวลา 3 ชวโมง ซงเปนสภาวะทเหมาะสมทสดจากการทดลองในน า

ตวอยางสงเคราะห จากนนท าการวเคราะหหาปรมาณของออรโธฟอสเฟตทเหลอจากการดดซบ

ไดผลการทดลองดงตารางท 4-5 แลวน าผลการทดลองมาเขยนกราฟไอโซเทอรมของการดดซบ

ออรโธฟอสเฟตตามสมการของ Langmuir Isotherm และ Freundlich Isotherm

ในการหาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตโดยการใชแคลเซยมออกไซดจาก

เปลอกไขเผา 0.1 กรม และความเขมขนของออรโธฟอสเฟตตงแต 50-200 มลลกรมตอลตร

ปรมาตร 200 มลลลตร ตกวนดวยความเรวรอบ 200 รอบตอนาท ทสภาวะ pH เทากบ 7

ระยะเวลา 30 นาท ซงเปนสภาวะทเหมาะสมทสดจากการทดลองในน าตวอยางสงเคราะห

จากนนวเคราะหหาปรมาณของออรโธฟอสเฟตทเหลอจากการดดซบ ไดผลดงตารางท 4-6 แลว

น าผลการทดลองมาเขยนกราฟไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตตามสมการของ

Langmuir Isotherm และ Freundlich Isotherm

ตารางท 4-5 ผลของความเขมขนออรโธฟอสเฟตตอการดดซบดวย CaCO3 จากเปลอกไข

CaCO3 จากเปลอกไข

(g)

2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0

ปรมาณฟอสเฟตเรมตน

(mg/l)

20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0

ปรมาณฟอสเฟต

หลงจากดดซบ (mg/l)

0.840 0.947 1.042 1.196 1.208 1.492 1.682

หมายเหต ใชปรมาณออรโธฟอสเฟต 200 มลลลตร ระยะเวลาดดซบ 3 ชวโมง

DPU

46

ตารางท 4-6 ผลของความเขมขนออรโธฟอสเฟตตอการดดซบดวย CaO จากเปลอกไขเผา

CaO จากเปลอกไข (g) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

ปรมาณฟอสเฟตเรมตน (mg/l) 50.0 75.0 100 150 200

ปรมาณฟอสเฟตหลงจากดดซบ (mg/l) 0.261 0.510 0.568 16.695 26.042

หมายเหต ใชปรมาณออรโธฟอสเฟต 200 มลลลตร ระยะเวลาดดซบ 30 นาท

ค านวณ q เมอใชความเขมขนของออรโธฟอสเฟตในปรมาณตางๆกน qW = V(C0-C)

เมอ W = 2.0 g, V = 200 ml หรอ 0.20 L , C0 = 20 และ C = 0.840 mg/l

q(2.0 g) = 0.20 L (20-0.840 mg/l)

q = 1.916 mg/g

คา q ทค านวณได, W, C0 และ C แสดงดงตารางท 4-8

ในท านองเดยวกน

เมอ W = 0.1 g, V = 200 ml หรอ 0.20 L , C0 = 50 และ C = 0.261 mg/l

q(0.1 g) = 0.20 L (50-0.261 mg/l)

q = 99.478 mg/g

คา q ทค านวณได, W, C0 และ C แสดงดงตารางท 4-9

โดย W คอ น าหนกของ CaCO3 หรอน าหนกของ CaO จากเปลอกไข (g)

C0 คอ ความเขมขนฟอสเฟตเรมตน (mg/l)

C คอ ความเขมขนฟอสเฟตทเหลอ (mg/l)

ตารางท 4-7 ขอมลการศกษาไอโซเทอรมในการดดซบออรโธฟอสเฟต โดยใช CaCO3

จากเปลอกไข 2.0 g ท pH เทากบ 1

CaCO3 from eggshell(g) C0 (mg/l) C (mg/l) q mg/g CaCO3 from eggshell 2 20 0.840 1.916 2 30 0.947 2.905 2 40 1.042 3.896 2 50 1.196 4.880 2 60 1.208 5.879 2 70 1.492 6.851 2 80 1.682 7.832

DPU

47

ตารางท 4-8 ขอมลการศกษาไอโซเทอรมในการดดซบออรโธฟอสเฟต โดยใช CaO

จากเปลอกไขเผา 0.1 g ท pH เทากบ 7

CaO from eggshell(g)

C0 (mg/l) C (mg/l) q mg/g CaO from eggshell

0.1 50 0.261 99.478 0.1 75 0.510 148.980 0.1 100 0.568 198.863 0.1 150 16.695 266.610 0.1 200 26.042 347.917

ตารางท 4-9 ขอมลการศกษาไอโซเทอรมในการดดซบออรโธฟอสเฟต โดยใช CaCO3

จากเปลอกไข 2.0 g ท pH เทากบ 1

C (mg/l) q (mg/g) 1/C 1/q log C log q 0.840 1.916 1.191 0.522 -0.076 0.282 0.947 2.905 1.056 0.344 -0.024 0.463 1.042 3.896 0.960 0.257 0.018 0.591 1.196 4.880 0.836 0.205 0.078 0.688 1.208 5.879 0.828 0.170 0.082 0.769 1.492 6.851 0.670 0.146 0.174 0.836 1.682 7.832 0.594 0.128 0.226 0.894

ตารางท 4-10 ขอมลการศกษาไอโซเทอรมในการดดซบออรโธฟอสเฟต โดยใช CaO

จากเปลอกไข 0.1 g ท pH เทากบ 7

C (mg/l) q (mg/g) 1/C 1/q log C log q 0.261 99.478 3.835 0.01005 -0.584 1.998 0.510 148.980 1.961 0.00671 -0.293 2.173 0.568 198.863 1.759 0.00503 -0.245 2.299 16.695 266.610 0.060 0.00375 1.223 2.426 26.042 347.917 0.038 0.00287 1.416 2.541

DPU

48

เมอใชวธ Least Square Fit จากสมการท 2-4

C log n1

K log q log F

จะได log q = 0.5126+1.9573 log C

R2 = 0.9207

log q = 2.2246+0.2067 log C

R2 = 0.8333

โดย KF = คาปรมาณการดดซบออรโธฟอสเฟตของแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยม

คลอไรดจากเปลอกไข (Adsorption Capacity, mg/g)

1/n = Adsorption intensity

ภาพท 4-10 ฟรนดชไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaCO3 จากเปลอกไข

ท pH เทากบ 1

y = 1.9573x + 0.5126 R² = 0.9207

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

-0.100 -0.050 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250

log

q

log C

DPU

49

ภาพท 4 -11 ฟรน ดช ไ อโซ เทอร มของการ ดดซ บ ออร โ ธฟอส เฟต ดวย CaO

จากเปลอกไขเผา ท pH เทากบ 11

เมอใชวธ least square fit จากสมการท 2-2

q1

C1

Kq

1

q1

mLm

จะได

C1

6232.00.2931- q1

R2 = 0.8765

จะได

C1

0018.00.003 q1

R2 = 0.9456

y = 0.2067x + 2.2246 R² = 0.8333

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

log

q

log c DPU

50

ภาพท 4-12 แลงเมยรไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaCO3 จากเปลอก

ไข ท pH เทากบ 1

ภาพท 4 -13 แลงเมยร ไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaO

จากเปลอกไขเผา ท pH เทากบ 11

จากกราฟเสนตรงแสดงความสมพนธ สามารถอานคา KF และคา 1/n ได และ

จากการพจารณาคา R2 แสดงใหเหนวาการศกษาไอโซเทอรมของการดดซบออรโธฟอสเฟต

ดวย CaCO3 จากเปลอกไขจะสอดคลองกบไอโซเทอรมการดดซบของฟรนดชไดดกวาแลงเมยร

y = 0.6232x - 0.2931 R² = 0.8765

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400

1/q (g

/l)

1/C (ppm)

y = 0.0018x + 0.003 R² = 0.9456

0.000

0.002

0.004

0.006

0.008

0.010

0.012

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

1/q

1/C

DPU

51

จาก C log n1

K log q log F

log q = 0.5126+1.9573 log C

log q = 0.5126 + log C1.9573

9573.1Cq

log = 0.5126

q = 100.5126 C1.9573

= 3.26 C1.9573

สมการการดดซบฟรนดลช คอ q = 3.26 C3.6599

n1

= 1.9573

KF = 3.26 mg/g

จากคา KF และ 1/n สามารถอธบายความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตของ

แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข ซงพบวาคาของความชน 1/n มคามากกวา 1 และคา KF

ของการดดซบมคาสงแสดงใหเหนวาปรมาณตวถกดดซบ ถกดดซบไวไดมากบนพนผว

ตวดดซบ ซงนพนธ และคณตา (2550) อธบายความชนไว 3 แนวทางคอ 1/n = 1 อธบายถง

ไอโซเทอมของการดดซบเปนแบบเสนตรง คา 1/n > 1 อธบายถงบรเวณพนผวของตวดดซบม

ปรมาณมากทจะใชในการดดซบ และ 1/n < 1 อธบายถงปรมาณพนผวบนตวดดซบมปรมาณ

จ ากดทจะใชในการดดซบ ทงนสรปไดวาแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขสามารถดดซบ

ออรโธฟอสเฟตไดและพฤตกรรมการดดซบเปนลกษณะการดดซบทางกายภาพ การดดซบ

ออรโธฟอสเฟตสามารถเกดไดบนพนผวของแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขไดหลายชน

สวนการศกษาไอโซเทอรมการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย CaO จากเปลอกไขเผาจะ

สอดคลองกบไอโซเทอรมการดดซบแบบแลงเมยรไดดกวาฟรนดช เนองจากพนผวของตว

ดดซบเปนแบบเดยวกนหมด (Homogeneous Adsorption Surface) มกลไกการดดซบ

เหมอนกน การดดซบของตวถกดดซบบนพนผวของตวดดซบเปนแบบชนเดยว ตวถกดดซบจะ

เรยงตวเพยงชนเดยวบนพนผวตวดดซบ โดยทโมเลกลตวถกดดซบไมเกดการซอนทบกน

พนผวบนตวดดซบจะมจ านวนจ ากด และเมอตวถกดดซบถกดดซบไวแลวจะไมมการเคลอนท

หรอเปลยนต าแหนงกนกบตวถกดดซบอนบนพนผวตวดดซบ

DPU

52

ตารางท 4-11 ขอมลคาคงทและความถกตองของขอมลจากสมการแลงเมยรและฟรนดช

ในการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยมออกไซด

จากเปลอกไข

Langmuir Adsorption

Isotherm

Freundlich Adsorption Isotherm

Adsorbent

)g/mg(

q m

)mg/L(

K L

R2

) g)(mg/g)(L/m(

K 1/n

F n

1 R2

CaCO3 จาก

เปลอกไข

* * 0.8765 3.2554 1.9573 0.9207

CaO จาก

เปลอกไขเผา

333.33 1.67 0.9456 167.72 0.2067 0.8333

* คา qm และ คา KL มคาตดลบแสดงวาแบบจ าลองแบบแลงเมยรไมเปนจรงในกรณน

จากการศกษา Adsorption Isotherm ของการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยแคลเซยม

คารบอเนตจากเปลอกไขและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาแสดงขอมลคาคงทและความ

ถกตองของขอมล (R2) ดงตารางท 4-11 แสดงใหเหนวาการดดซบออรโธฟอสเฟตดวย

แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขมความสอดคลองกบสมการฟรนดชมากกวาสมการแลงเมยร

สวนการดดซบดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผามความสอดคลองกบสมการแลงเมยร

มากกวาสมการฟรนดช โดยเปรยบเทยบจากคาสมประสทธสหสมพนธ (R2) ของสมการทได

จากการสรางกราฟความสมพนธตามรปแบบของสมการทงสอง ซงสมการแลงเมยรจะเปนการ

สรางกราฟความสมพนธระหวางคา 1/q กบ 1/C สามารถค านวณหาคาปรมาณการดดซบออรโธ

ฟอสเฟตสงสดของแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไข (qm) และคา KL

ซงเปนคาคงทการดดซบแบบชนเดยว ซงเปนสดสวนระหวางอตราการดดซบตออตราการคาย

การดดซบไดจากคาจดตดแกน y และคาความชนของกราฟ จากผลการทดลองสามารถสราง

กราฟความสมพนธตามสมการแลงเมยรไดดงภาพท 4-11 และ 4-13 ส าหรบสมการของฟรนดช

จะเปนการสรางกราฟความสมพนธระหวางคา log q กบ log C สามารถหาคาคงทของ

ฟรนดชซงแสดงปรมาณการดดซบออรโธฟอสเฟตของแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยม

ออกไซดจากเปลอกไข (KF) และคา Adsorption Intensity (1/n) ไดจากคาจดตดแกน y และคา

DPU

53

ความชนของกราฟ จากผลการทดลองสามารถสรางกราฟความสมพนธตามสมการฟรนดชไดดง

ภาพท 4-10 และ 4-11 และสรปคาปรมาณการดดซบออรโธฟอสเฟตสงสด (qmax) คาคงทการ

ดดซบแบบชนเดยว (KL) คาปรมาณการดดซบ (KF) และคา Adsorption Intensity (1/n) ของ

การดดซบออรโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขไวดง

ตารางท 4-11

4.4 การศกษาประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าเสยจากโรงงานอตสาหกรรมโดยใช CaCO3 จากเปลอกไขและ CaO จากเปลอกไขเผา จากการศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในน าทงจากโรงงานอตสาหกรรม ไดรบการอนเคราะหน าเสยจากการลางภาชนะในสวนของโรงงานผลตขนมปง บรษท จงเจรญขนมปง-ลกกวาด จ ากด และน าเสยจากกระบวนการผลต บรษท กรงเทพผลตเหลก จ ากด โดยใชแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาเปนตวดดซบ ไดผลการทดลองดงตารางท 4-12

DPU

54

ตารางท 4-12 ขอมลการดดซบน าเสยจากโรงงานอตสาหกรรมดวยแคลเซยมออกไซดและ แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข

ตวดดซบ

pH เรมตนของน าเสย

แหลงน าเสย ความเขมขนฟอสเฟต

เรมตน (mg/l)

ความเขมขนฟอสเฟตทเหลอ(mg/l)

% Adsorption

CaO

จาก

เปลอก

ไขเผา

7.34 น าทงจากการลางภาชนะ (บรษทจงเจรญขนมปง-ลกกวาด จ ากด)

28.26±0.04 0.0647±0.02 99.94±0.03

7.02 น าทงจากกระบวนการผลต (บรษทกรงเทพผลตเหลก จ ากด)

30.20±0.07 0.2711±0.01 99.10±0.03

CaCO3 จากเปลอกไข

7.34 น าทงจากการลางภาชนะ (บรษทจงเจรญขนมปง-ลกกวาด จ ากด)

28.26±0.04 19.65±1.17 30.46±4.14

7.02 น าทงจากกระบวนการผลต (บรษทกรงเทพผลตเหลก จ ากด)

30.20±0.07 22.58±1.79 23.67±3.22

หมายเหต : %Adsorption เทากบ 3n SD,X จากตารางท 4-12 แคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาสามารถก าจดน าเสยจากโรงงานอตสาหกรรมทงสองแหลงโดยไมตองมการปรบ pH เรมตน ซงความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตมากกวารอยละ 99 สวนแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขเมอน ามาใชเปนตวดดซบน าเสยจากทงสองแหลง มความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตเพยงรอยละ 23-31 แตเมอปรบ pH เรมตนของน าทงจากทงสองแหลงใหอยในสภาวะกรดคอ pH เทากบ 4 และ 1 เพอใหสอดคลองกบผลการทดลองการหาสภาวะทเหมาะสมในการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยเปลอกไขโดยการใชน าตวอยางสงเคราะห สงผลใหความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตเพมขน ดงตารางท 4-13 แสดงใหเหนวาประสทธภาพในการก าจดออรโธฟอสเฟตในน าเสยจะมคามากเมอน าเสยในแตละแหลงม pH เทากบ 1 เนองจากกอนและหลงจากกระบวนการดดซบ น าเสย

DPU

55

ยงคงม pH อยในสภาวะกรดดงเดม แตเมอปรบ pH เรมตนเทากบ 4 ภายหลงจากกระบวนการดดซบ pH ของสารละลายไดเพมสงขนท าใหสารละลายอยในสภาวะทเปนกลางสงผลใหประสทธภาพในการดดซบลดลง ซงสอดคลองกบผลการทดลองการหา pH ทเหมาะสมในการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขโดยการใชน าตวอยางสงเคราะห

ตารางท 4-13 ขอมลการดดซบน าเสยจากโรงงานอตสาหกรรมดวยแคลเซยมคารบอเนต จากเปลอกไขโดยท าการปรบ pH ในน าเสยกอนการดดซบ

ตวดดซบ pH เรมตนของน าเสย

แหลงน าเสย ความเขมขนฟอสเฟตเรมตน (mg/l)

ความเขมขนฟอสเฟตทเหลอ(mg/l)

% Adsorption

CaCO3

จากเปลอก

ไข

1.16±0.03 น าทงจากการลางภาชนะ (บรษทจงเจรญขนมปง-ลกกวาด จ ากด)

28.26±0.04 7.41±0.96 73.73±3.42

น าทงจากกระบวนการผลต (บรษทกรงเทพผลตเหลก จ ากด)

30.20±0.07 1.99±0.63 93.41±2.10

4.18±0.02 น าทงจากการลางภาชนะ (บรษทจงเจรญขนมปง-ลกกวาด จ ากด)

28.26±0.04 20.03±0.53 29.14±1.88

น าทงจากกระบวนการผลต (บรษทกรงเทพผลตเหลก จ ากด)

30.20±0.07 17.54±0.60 41.92±1.98

หมายเหต : %Adsorption เทากบ 3n SD,X

DPU

บทท 5

สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ

5.1 ผลการทดสอบความถกตองของวธวเคราะห (Validation of method) จากการทดสอบความเปนเสนตรงของวธวเคราะหหาปรมาณฟอสฟอรสในรปของออโธ

ฟอสเฟตดวยวธกรดแอสคอรบก โดยศกษาทความยาวคลน 890 nm พบวาคาสมประสทธ

สหสมพนธ (The Coefficient of Correlation, r) ของวธนมคาเทากบ 0.9996 ดงนนวธนจงเปน

วธทเหมาะสมกบงานวจยน เนองจากมความสามารถตรวจวเคราะหสารแมมคาความเขมขนตา

กสามารถวเคราะหได (LOD = 0.0267) จากการทดสอบความแมนยาและความเทยงของ

วธการวเคราะหปรมาณฟอสฟอรสในรปของออโธฟอสเฟตในนาตวอยางทผานการดดซบดวย

แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขทผานการเผา โดยทา

การทดลองทงหมด 3 ระดบ คอ 0.2, 0.4 และ 0.6 มลลกรมตอลตร พบวาเมอใชแคลเซยม

คารบอเนตเปนตวดดซบวธการวเคราะหมความแมนยาและความเทยงสง รอยละการกลบคน

เทากบ 102.85±0.78 และมคาเบยงเบนมาตรฐานสมพทธไมเกน 5% ดงนนวธวเคราะหหา

ปรมาณฟอสฟอรสในรปของออโธฟอสเฟตดวยวธกรดแอสคอรบกมความนาเชอถอเพราะม

ความแมนยาและความเทยงสง

5.2 การศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบฟอสฟอรสในรปของ

ออโธฟอสเฟตดวย CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา จากการศกษาปจจยทมผลตอประสทธภาพการดดซบฟอสฟอรสในรปของออโธฟอสเฟต

ไดแก ปรมาณทเหมาะสมของตวดดซบ ระยะเวลาทเหมาะสมในการดดซบ และคา pH เรมตน

ของนาตวอยางสงเคราะหทมผลตอประสทธภาพในการดดซบออโธฟอสเฟต

จากการทดลองการศกษาหาสภาวะทเหมาะสมในกระบวนการดดซบฟอสฟอรสในรป

ของออโธฟอสเฟต โดยทาการศกษาหาปรมาณตวดดซบทเหมาะสมในการดดซบออโธฟอสเฟต

ระยะเวลาในการดดซบทเหมาะสมในการกาจดออโธฟอสเฟต และศกษาอทธพลของ pH เรมตน

ของนาตวอยางสงเคราะหทมผลตอประสทธภาพในการดดซบออโธฟอสเฟต พบวาการใช

DPU

57

แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขปรมาณ 2.0 กรม และแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา

ปรมาณ 0.1 กรมเปนตวดดซบเหมาะสมตอการถกเลอกใชเปนปรมาณของตวดดซบทเหมาะสม

เนองจากใชสารในปรมาณทนอยแตสงผลใหประสทธภาพการดดซบออโธฟอสเฟตสง

จากการศกษาเวลาทเหมาะสมตอการดดซบพบวาระยะเวลา 3 ชวโมง เปนระยะเวลาท

เหมาะสมในการดดซบออโธฟอสเฟตเมอใชแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขเปนตวดดซบ

และเมอใชแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาเปนตวดดซบ พบวาระยะเวลาทเหมาะสมคอ 30

นาท เนองจากเปนระยะเวลาทสงผลใหประสทธภาพการดดซบสงทสดและหลงจากระยะเวลาน

ผานไปประสทธภาพในการดดซบออโธฟอสเฟตคอนขางคงท ดงนนการดดซบดวยแคลเซยม

คารบอเนตดวยระยะเวลา 3 ชวโมง และการดดซบดวยแคลเซยมออกไซดระยะเวลา 30 นาทจง

เปนเวลาทนอยทสดทการดดซบเขาสสมดล

จากการศกษาอทธพลของ pH เรมตนของนาตวอยางสงเคราะหทมผลตอประสทธภาพ

ในการดดซบออโธฟอสเฟต พบวากระบวนการดดซบออโธฟอสเฟตจากนาตวอยางสงเคราะห

ดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข โดยปรบ pH เรมตนของสารละลายเทากบ 1 สงผลให

ความสามารถในการดดซบออโธฟอสเฟตมคาสงสด ดงนน pH เรมตนของนาตวอยางสงเคราะห

เทากบ 1 จงเปนสภาวะทเหมาะสมตอการดดซบออโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตจาก

เปลอกไข เนองจากเมอปรบ pH ของสารละลายใหเปนกรด (pH ตา) สงผลใหเกดไฮโดรเนยม

ไอออน ( OH3 ) บนพนผวตวดดซบเพมขน ทาใหกระบวนการดดซบไอออนลบเกดไดมาก

นนคอตวดดซบสามารถดดซบฟอสเฟต ( 34PO ) ไดมากขน สงผลใหประสทธภาพในการดดซบ

เพมสงขน นอกจากนบรเวณเยอเปลอกไขมหมฟงกชน ไดแก หมคารบอกซล (-COOH)

หมเอมน ( 2NH ) และหมซลโฟเนต (

3SO ) ซงจะเปนประจลบในสารละลายจงผลกกบประจลบ

ของฟอสเฟต ( 34PO ) แตเมออยในสารละลายกรดหมฟงกชนเหลานจะไปจบกบไฮโดรเนยม

ไอออนในสารละลาย ทาใหผวของวสดดดซบมประจบวกจบกบฟอสเฟตไอออนไดมาก และเมอ

สารละลายม pH เพมขนมผลทาใหมไฮดรอกไซดไอออน (OH-) บนพนผวตวดดซบเพมขนจง

สงผลใหประสทธภาพในการดดซบออโธฟอสเฟตซงเปนประจลบลดลง สวน pH เรมตนท

เหมาะสมตอการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมออกไซดจาก

เปลอกไขเผาคอ pH อยในชวง 4-11 ซงในการทดลองเมอใชแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไข

เผา 0.1 กรม ความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตจากนาตวอยางสงเคราะหมคารอยละ

97.34-97.59 แตท pH เรมตนของสารละลายเทากบ 1 สงผลใหเกดการละลายของตวดดซบ

DPU

58

เกดปฏกรยากรด-เบส มากกวาการดดซบจงสงผลใหรอยละการดดซบออโธฟอสเฟตในนา

ตวอยางลดลง ในขณะท pH 4, 7, 9 และ 11 หลงจากกระบวนการดดซบ pH ของสารละลาย

เพมขนอยในสภาวะกลางและเบส สงผลใหพนผวของตวดดซบมประจทพนผวเปนบวก สงผลให

คาศกยซตา (Zeta Potential) มคาเปนบวกมาก จงดดซบกบสารละลายออโธฟอสเฟตซงมประจ

เปนลบไดด สงผลใหรอยละในการดดซบออโธฟอสเฟตมคาสง ซงผลการทดลองสอดคลองกบ

การทดลองของ T. Ennil Kose

5.3 การศกษาพฤตกรรมการดดซบออโธฟอสเฟตในน าตวอยางสงเคราะหดวย

CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา จากการทดลองเพอหาความสามารถในการดดซบออโธฟอสเฟตโดยใช แคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา โดยใชสมการไอโซเทอรมมาอธบายความสมพนธระหวางความเขมขนของออโธฟอสเฟตทเหลออย ทสภาวะสมดลกบความสามารถในการดดซบออโธฟอสเฟต ณ ทอณหภมคงท พบวาเมอเขยนกราฟไอโซเทอรมการดดซบออโธฟอสเฟตตามสมการของฟรนดชและแลงเมยร แลวพจารณาคา R2 เขาใกล 1 ทสด พบวาการดดซบออโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขมความสอดคลองกบ Freudlich Isotherm (R2=0.9207) มากกวา Langmuir Isotherm (R2=0.8765) และจากการศกษาคาของความชน 1/n มคาเทากบ 1.9573 ซงมากกวา 1 และคา KF ของการดดซบมคา 3.2554 แสดงใหเหนวาความสามารถของการดดซบของตวดดซบจะดดซบไดมากหรอกลาวไดวาบรเวณพนทผวของตวดดซบมปรมาณมากในการดดซบ ทงนสรปไดวาแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขสามารถดดซบออโธฟอสเฟตไดและพฤตกรรมการดดซบเปนลกษณะการดดซบทางกายภาพ การดดซบออโธฟอสเฟตสามารถเกดไดบนพนผวของแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขไดหลายชน (Multilayer) สวนการดดซบออโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผามความสอดคลองกบ Langmuir Isotherm (R2=0.9456) มากกวา Freudlich Isotherm (R2=0.8333) โดยปรมาณการดดซบออโธฟอสเฟตสงสดของแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข (qm) มคา 333.33 mg/g และคา KL ซงเปนคาคงทการดดซบแบบชนเดยวมคา 1.67 L/mg เนองจากพนผวของตวดดซบเปนแบบเดยวกนหมด (Monogeneous Adsorption Surface) มกลไกการดดซบเหมอนกน การดดซบของตวถกดดซบบนพนผวของตวดดซบเปนแบบชนเดยว ตวถกดดซบจะเรยงตวเพยงชนเดยวบนพนผวตวดดซบ โดยทโมเลกลตวถกดดซบไมเกดการซอนทบกน พนผวบนตวดดซบจะมจานวนจากด และเมอตวถกดดซบถกดดซบไวแลวจะไมมการเคลอนท หรอเปลยนตาแหนงกนกบตวถกดดซบอนบนพนผวตวดดซบ

DPU

59

5.4 การศกษาความสามารถในการดดซบออโธฟอสเฟตในน าเสยจากโรงงาน อตสาหกรรมโดยใช CaCO3 จากเปลอกไข และ CaO จากเปลอกไขเผา จากการศกษาความสามารถในการดดซบออโธฟอสเฟตในนาเสยปนเปอนฟอสเฟตจากโรงงานอตสาหกรรม ไดรบการอนเคราะหนาเสยจากการลางภาชนะในสวนของโรงงานผลตขนมปง บรษทจงเจรญขนมปง-ลกกวาด จ ากด และนาเสยจากกระบวนการผลตบรษทกรงเทพผลตเหลก จ ากด โดยวเคราะหปรมาณออโธฟอสเฟตเรมตนจากน าเสยทงสองแหลงพบวาน าลางภาชนะจากโรงงานผลตขนมปงบรษทจงเจรญขนมปง -ลกกวาด จ ากด และนาเสยจากกระบวนการผลตบรษทกรงเทพผลตเหลก จ ากด มปรมาณออโธฟอสเฟตเรมตน 28.26 และ 30.20 ppm ตามล าดบ เมอน าน าเสยจากทงสองแหลงมาก าจดออโธฟอสเฟตดวยการดดซบโดยใชแคลเซยมคารบอเนตและแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขและเปลอกไขเผา พบวาการใชแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาเปนตวดดซบสามารถดดซบออโธฟอสเฟตไดมากกวา รอยละ 99 ในขณะทการใชแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขเปนตวดดซบสามารถดดซบออโธฟอสเฟตในน าเสยจากทงสองโรงงานเพยงรอยละ 23.67-30.46 จงท าการปรบ pH เรมตนของ นาเสยจากทงสองแหลงใหอยในสภาวะกรดคอ pH เทากบ 4 และ 1 เพอใหสอดคลองกบผลการทดลองการหาสภาวะทเหมาะสมในการดดซบออโธฟอสเฟตดวยเปลอกไขโดยการใชนาตวอยางสงเคราะห สงผลใหรอยละการดดซบออโธฟอสเฟตเพมขน โดยการดดซบออโธฟอสเฟตในนาลางภาชนะจากโรงงานผลตขนมปงบรษทจงเจรญขนมปง-ลกกวาด จ ากด มความสามารถในการดดซบรอยละ 73.73±3.42 และการดดซบออโธฟอสเฟตในนาเสยจากกระบวนการผลตจากบรษทกรงเทพผลตเหลก จ ากด มความสามารถในการดดซบรอยละ 93.41±2.10 แสดงใหเหนวาประสทธภาพในการกาจดออโธฟอสเฟตในนาเสยจะมคามากเมอนาเสยในแตละแหลงม pH เทากบ 1 เนองจากกอนและหลงจากกระบวนการดดซบนาเสยยงคงม pH อยในสภาวะกรดดงเดม ซงสอดคลองกบผลการทดลองการหา pH ทเหมาะสมในการดดซบออโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขโดยการใชนาตวอยางสงเคราะห 5.5 ขอเสนอแนะ 1. ควรมการศกษาปจจยอนๆ ทมผลตอการดดซบ เชน ขนาดรพรนของตวดดซบ

อณหภมของการดดซบ ความเขมขนของไอออนในสารละลาย เปนตน

2. ควรศกษาการนาวสดทดดซบแลวไปใชประโยชน เชน การทาปย เปนตน

3. ควรศกษาการกาจดออโธฟอสเฟตในนาเสยจากหลายๆ แหลง เพอศกษาเปรยบเทยบ

ผลของไอออนทแตกตางกนตอกระบวนการกาจดออโธฟอสเฟตดวยวธการดดซบ เชน นาเสย

จากเกษตรกรรม นาเสยจากครวเรอน เปนตน

DPU

บรรณานกรม

กรรณการ สรสงห. เคมของน า น าโสโครกและการวเคราะห. พมพครงท 3.

คณะสาธารณสขศาสตร มหาวทยาลยมหดล, 2544.

ธงชย พรรณสวสด. การกาจดไนโตรเจนและฟอสฟอรสทางชวภาพ. พมพครงท 1.

กรงเทพมหานคร : สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย, 2544.

นพนธ ตงคณานรกษ และคณตา ตงคณานรกษ. หลกการการตรวจวเคราะหคณภาพน า

ทางเคม. พมพครงท 2 กรงเทพมหานคร : ส านกพมพมหาวทยาลยเกษตรศาสตร,

2555.

ยะโกะ ขาเรมดาเบะ. การดดซบฟอสเฟตในน าเสยดวยซโอไลตธรรมชาต. วทยานพนธ

วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเคมประยกต มหาวทยาลยทกษณ, 2533.

ยวรตน ปรมศนาภรณ. การพฒนาวสดดดซบจากเปลอกไขเพอกาจดแคดเมยม.

วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต สายวชาการจดการทรพยากรชวภาพ

คณะ ทรพยากรชวภาพและเทคโนโลย มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร,

2544.

วชย ด ารงโภคภณฑ. “เทคโนโลยการน าเปลอกไขมาใชประโยชน.” วารสารวทยาศาสตร

ประยกต 2,11 (2555) : 75-83.

วมลลกษณ สตะพณธ. การเตรยมพอลเมอรคอมโพสทจากเปลอกไขไก. [Online].

Available : http://sutir.sut.ac.th:8080/sutir/bitstream/123456789/3819/1/SUT7-

710-50-36-75-Fulltext.pdf (Novembet 5, 2014)

DPU

61

เสาวภา ชมณ. ศกษาผลกระทบจากการใชปยในทางเกษตรกรรม ทมตอคณภาพน าและ

ดนในพ นทลมน าปาสกตอนบน อาเภอเมอง จงหวดเพชรบรณ. รายงานการ

วจยคณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยราชภฏเพชรบรณ, 2553.

Christian, G.D. Analytical Chemistry. 6th ed. United States of America : John

Wiley&Sons,Inc., 2004.

Dhuha D. Salman, et.al. “Determination the Optimal Conditions of Methylene Blue

Adsorption by the Chicken Egg Shell Membrane” International Journal of

Poultry Science. 11(2012) : 391-396.

Elwakeel and Yousif. “Adsorption of Malathion on Thermally Treated Egg Shell Material”

Fourteenth International Water Technology Conference, TWTC 14 (2010)

: 53-65.

Nurul Aimi binti Rohaizar, et.al. “Removal of Cu(II) from Water by Adsorption on

Chicken Eggshell” International Journal of Enginerring & Technology. 13

(2012) : 40-45.

Ramakrishnaiah C.R. and Vismitha. “Removal of Phosphate from Wastewater using

Low-Cost Adsorbents” International Journal of Enginerring Inventions. 1

(2012) : 44-50.

Sabir Hussain, et.al. “Othophosphate removal from domestic wastewater using

limestone and granular activated carbon” Desalination. 271 (2011) : 265-

272.

DPU

62

Shaban El-Sayed Ghazy, et.al. “Batch Removal of Nickel by Eggshell as a Low Cost

Sorbent” Internation Journal of Industrial Chemistry. 2 (2011) : 242-252.

Taverniers I. et.al. “Trends in quality in the analytical laboratory: II. Analytical method

validation and quality assurance” Trends in Analytical Chemistry. 23(2004) :

535–552.

T. Ennil Kose, Betul Kivanc. “Adsorption of phosphate from aqueous solutions using

calcined waste eggshell” Chemical Engineering Journal. 178 (2011) :

34-39.

Thi An Hang Nguyen, et.al. “Phosphorous Removal from Aqueous Solutions by

Agricultural By-products: A Critical Review” Journal of Water Sustainability.

2 (2012) : 193-207.

DPU

ภาคผนวก ก

การค านวณ

DPU

64

การค านวณหาคาต าสดทวเคราะหได (Limit of Detection, LOD) และขดจ ากด

ของการวดเชงปรมาณ (Limit of Quantitation, LOQ) คาตาสดทวเคราะหได (LOD) และขดจากดของการวดเชงปรมาณ (LOQ) สามารถ

คานวณจาก Regression line ของกราฟมาตรฐาน ไดดงน (Christian, G.D.,2004)

2n

)yy( S

2i

y/x

b

S3LOD x/y

b

S10LOQ x/y

b คอ ความชนของสมการเสนตรง

yi คอ คาการดดกลนแสงทไดจากการวเคราะหจรง

y คอ คาการดดกลนแสงทคานวณไดจากสมการเสนตรง

Sy/x คอ คาเบยงเบนมาตรฐานทไดจากการสรางกราฟเสนตรง

ภาพท ก-1 แสดงกราฟมาตรฐานความสมพนธระหวางความเขมขนของออโธฟอสเฟตกบ

คาการดดกลนแสง

y = 0.7016x + 0.0004 R² = 0.9999

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

คาการด

ดกลน

แสง

ความเขมขนออโธฟอสเฟต (mg /L)

กราฟมาตรฐานของออโธฟอสเฟต

DPU

65

ตารางท ก-1 การคานวณเพอหาขดจากดการวเคราะหออโธฟอสเฟต

n xi yi

y )yyi(

2)yyi(

1 0 0.000 -0.0004 0.0004 1.600x10-7

2 0.2 0.143 0.1399 0.0027 7.544x10-6 3 0.4 0.277 0.2802 -0.0029 8.449x10-6 4 0.6 0.423 0.4206 0.0028 7.691x10-6 5 0.8 0.563 0.5609 0.0024 6.019x10-6 6 1.0 0.701 0.7012 -0.0005 2.844x10-7

รวม 3.015x10-5

3-

5

x/y

2i

x/y

102.746

2610015.3

S

2n)yy(

S

0.0117

7016.0

102.7463

b

S3 LOD

3-

x/y

DPU

66

0.0391

0.701610746.210

b

S10LOQ

3-

x/y

การค านวณหาคาสมประสทธสหสมพนธ (Correlation coefficient, r)

คาสมประสทธสหสมพนธ (r) ของวธวเคราะหหาความเขมขนของออโธฟอสเฟตสามารถ

คานวณไดดงน (Christian, G.D.,2004)

ตารางท ก-2 การคานวณเพอหาคาสหสมพนธของวธวเคราะหออโธฟอสเฟต

n Xi Yi XXi yyi 2XXi

2yyi

XXi yyi

1 0 0.000 -0.5 -0.3510 0.25 0.1232 0.1755 2 0.2 0.143 -0.3 -0.2083 0.09 0.0434 0.0625 3 0.4 0.277 -0.1 0.0737 0.01 0.0054 0.0074 4 0.6 0.423 0.1 0.0723 0.01 0.0052 0.0072 5 0.8 0.563 0.3 0.2123 0.09 0.0451 0.0637 6 1 0.701 0.5 0.3497 0.25 0.1223 0.1748

รวม 0.7 0.3446 0.4911

i

2i

i

2i

iii

yyxx

yyxxr

1.0000

3446.07.0

4911.0r

DPU

ภาคผนวก ข

ตารางผลการทดลอง

DPU

ตารางท ข-1 ผลการทดลองหาคาการดดกลนแสงของสารละลายมาตรฐานออรโธฟอสเฟตท

ความยาวคลน 890 นาโนเมตร

ความเขมขนของออรโธฟอสเฟต (mg/l)

คาการดดกลนแสง เฉลย SD

0 0 0 0 0 0 0.2 0.146 0.136 0.146 0.143 0.0058 0.4 0.278 0.276 0.278 0.277 0.0012 0.6 0.425 0.42 0.425 0.423 0.0029 0.8 0.563 0.564 0.563 0.563 0.0006 1 0.697 0.708 0.697 0.701 0.0063

68

DPU

ตารางท ข-2 ผลการทดลองแสดงปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขท

ปรมาณตางๆ

เวลาการดดซบ (นาท)

ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขทปรมาณตางๆ (mg /l)

0.5 g 1.0 g 2.0 g 5.0 g

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3

5 96.05 98.02 99.01 97.98 92.91 93.15 83.76 80.41 78.01 83.76 79.21 89.28 10 97.49 98.75 99.37 88.56 87.59 93.39 81.13 79.21 84.96 72.01 68.18 72.97 15 94.84 97.42 98.71 100.00 83.97 83.97 85.44 73.45 84.00 66.98 65.06 66.98 20 93.87 96.94 98.47 92.42 81.80 83.01 82.81 80.17 86.40 72.73 75.61 73.21 25 94.84 97.42 98.71 88.56 82.52 81.08 73.21 79.21 82.81 83.05 85.68 74.17 30 91.94 95.97 97.99 78.66 80.35 86.15 68.18 64.10 78.01 75.61 76.57 83.05 35 93.39 95.08 97.54 85.42 80.11 75.28 70.58 80.65 84.72 72.73 70.34 75.85 40 86.87 93.44 93.77 87.59 80.59 84.70 69.62 70.58 86.64 72.49 79.21 78.25 45 95.56 97.37 96.83 79.87 78.66 81.32 75.85 78.49 75.37 77.77 77.29 72.01 50 88.08 94.04 96.01 88.56 80.59 82.04 80.17 78.49 80.41 76.81 80.89 72.73

69

DPU

ตารางท ข-2 (ตอ) ผลการทดลองแสดงปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข

ทปรมาณตางๆ

เวลาการดดซบ (นาท)

ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขทปรมาณตางๆ (mg /l)

0.5 g 1.0 g 2.0 g 5.0 g

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3

55 90.25 94.84 96.77 85.18 83.01 84.94 82.81 79.45 78.01 75.85 78.25 72.49 60 84.21 92.11 89.13 80.35 79.87 85.66 58.82 56.43 62.18 72.73 72.73 66.98 90 73.83 75.88 79.08 50.65 56.21 61.76 37.48 35.56 31.49 67.94 69.14 67.22 120 68.28 72.87 76.73 51.14 48.72 56.45 27.89 26.93 31.73 41.56 42.28 46.12 150 64.17 67.92 70.87 41.96 38.82 46.31 20.94 22.37 24.29 27.65 25.49 26.45 180 58.14 62.12 63.15 34.96 32.30 43.65 18.06 19.26 21.65 19.50 18.06 21.89 210 52.83 55.48 54.40 32.30 27.23 26.27 17.34 17.82 17.10 17.34 15.66 19.02 240 46.31 46.43 46.97 20.96 24.10 25.06 15.18 15.90 18.30 14.94 13.74 17.34 270 40.03 40.63 40.94 22.16 22.16 20.72 12.06 14.70 14.70 14.46 15.18 19.26 300 36.89 37.13 37.13 20.23 21.44 19.03 12.06 13.26 17.10 13.50 11.58 12.06 330 36.41 37.01 35.75 18.78 19.51 19.75 13.50 13.26 15.18 13.50 13.50 11.10

70

DPU

ตารางท ข-3 ผลการทดลองแสดงรอยละออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขทปรมาณ

ตางๆ

เวลาการดด

ซบ (นาท)

รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขทปรมาณตางๆ

0.5 g 1.0 g 2.0 g 5.0 g

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3

5 3.95 0.00 0.00 2.02 7.09 6.85 16.24 19.59 21.99 16.24 20.79 10.72 10 2.51 0.00 0.00 11.44 12.41 6.61 18.87 20.79 0.00 27.99 31.82 27.03 15 5.16 0.00 0.00 0.00 16.03 16.03 14.56 26.55 16.00 33.02 34.94 33.02 20 6.13 0.00 0.00 7.58 18.20 16.99 17.19 19.83 13.60 27.27 24.39 26.79 25 5.16 0.00 0.00 11.44 17.48 18.92 26.79 20.79 17.19 16.95 14.32 25.83 30 8.06 0.00 0.00 21.34 19.65 13.85 31.82 35.90 21.99 24.39 23.43 16.95 35 6.61 3.23 0.00 14.58 19.89 24.72 29.42 19.35 15.28 27.27 29.66 24.15 40 13.13 4.92 5.89 12.41 19.41 15.30 30.38 29.42 14.80 27.51 20.79 21.75 45 4.44 0.82 3.71 20.13 21.34 18.68 24.15 21.51 24.63 22.23 22.71 27.99 50 11.92 0.00 2.02 11.44 19.41 17.96 19.83 21.51 19.59 23.19 19.11 27.27

71

DPU

ตารางท ข-3 (ตอ) ผลการทดลองแสดงรอยละออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข

ทปรมาณตางๆ

เวลาการดดซบ (นาท)

ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขทปรมาณตางๆ (mg /l)

0.5 g 1.0 g 2.0 g 5.0 g

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3

55 9.75 0.57 1.30 14.82 16.99 15.06 17.19 20.55 21.99 24.15 21.75 27.51 60 15.79 0.00 13.85 19.65 20.13 14.34 41.18 43.57 37.82 27.27 27.27 33.02 90 26.17 22.06 17.72 49.35 43.79 38.24 62.52 64.44 68.51 32.06 30.86 32.78 120 31.72 22.55 19.41 48.86 51.28 43.55 72.11 73.07 68.27 58.44 57.72 53.88 150 35.83 28.34 26.17 58.04 61.18 53.69 79.06 77.63 75.71 72.35 74.51 73.55 180 41.86 33.89 35.83 65.04 67.70 56.35 81.94 80.74 78.35 80.50 81.94 78.11 210 47.17 41.86 46.69 67.70 72.77 73.73 82.66 82.18 82.90 82.66 84.34 80.98 240 53.69 53.45 52.48 79.04 75.90 74.94 84.82 84.10 81.70 85.06 86.26 82.66 270 59.97 58.76 58.76 77.84 77.84 79.28 87.94 85.30 85.30 85.54 84.82 80.74 300 63.11 62.62 62.87 79.77 78.56 80.97 87.94 86.74 82.90 86.50 88.42 87.94 330 63.59 62.38 65.52 81.22 80.49 80.25 86.50 86.74 84.82 86.50 86.50 88.90

72

DPU

ตารางท ข-4 ผลการทดลองแสดงปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงจากผานการดดซบดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา

ทปรมาณตางๆ

เวลาการดดซบ (นาท)

ปรมาณออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหหลงการดดซบดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ (mg/l)

0.02 g 0.05 g 0.1 g 0.5 g

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3

5 72.38 77.70 72.87 28.68 29.41 29.17 2.71 2.47 1.99 3.19 2.23 1.99 10 74.32 75.28 75.04 22.16 27.23 23.37 2.23 1.99 1.99 3.19 2.95 2.23 15 78.18 75.04 77.45 20.96 24.34 20.47 2.23 2.47 2.47 3.19 2.47 1.99 20 78.18 77.45 77.94 20.47 23.13 19.51 1.99 1.99 2.23 3.19 3.43 1.51 25 68.52 70.21 70.45 19.51 18.06 20.23 1.75 1.99 1.99 2.23 2.71 2.23 30 69.73 67.31 70.69 20.23 20.23 20.47 1.99 1.99 1.99 2.23 2.71 1.99 35 68.28 72.14 69.25 21.68 22.16 20.96 1.99 1.75 2.23 2.23 2.71 2.47 40 67.80 69.25 67.80 22.41 23.37 21.68 1.99 1.99 2.23 2.23 2.23 1.99 45 67.80 68.76 68.52 20.72 22.89 20.96 1.99 1.99 1.99 2.23 2.47 2.23 50 64.90 67.56 65.38 22.41 24.34 21.92 1.99 1.75 1.75 1.99 2.71 2.23 55 63.93 67.80 64.90 21.44 23.61 20.96 1.99 1.75 1.75 1.99 2.23 2.47 60 68.76 66.11 66.11 23.61 24.10 22.16 1.99 1.99 2.47 1.99 2.47 2.47

73

DPU

ตารางท ข-5 ผลการทดลองรอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ

เวลาการดด

ซบ (นาท)

รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ

0.02 g 0.05 g 0.1 g 0.5 g

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3

5 27.62 22.30 27.13 71.32 70.59 70.83 97.29 97.53 98.01 96.81 97.77 98.01 10 25.68 24.72 24.96 77.84 72.77 76.63 97.77 98.01 98.01 96.81 97.05 97.77 15 21.82 24.96 22.55 79.04 75.66 79.53 97.77 97.53 97.53 96.81 97.53 98.01 20 21.82 22.55 22.06 79.53 76.87 80.49 98.01 98.01 97.77 96.81 96.57 98.49 25 31.48 29.79 29.55 80.49 81.94 79.77 98.25 98.01 98.01 97.77 97.29 97.77 30 30.27 32.69 29.31 79.77 79.77 79.53 98.01 98.01 98.01 97.77 97.29 98.01 35 31.72 27.86 30.75 78.32 77.84 79.04 98.01 98.25 97.77 97.77 97.29 97.53 40 32.20 30.75 32.20 77.59 76.63 78.32 98.01 98.01 97.77 97.77 97.77 98.01 45 32.20 31.24 31.48 79.28 77.11 79.04 98.01 98.01 98.01 97.77 97.53 97.77 50 35.10 32.44 34.62 77.59 75.66 78.08 98.01 98.25 98.25 98.01 97.29 97.77 55 36.07 32.20 35.10 78.56 76.39 79.04 98.01 98.25 98.25 98.01 97.77 97.53 60 31.24 33.89 33.89 76.39 75.90 77.84 98.01 98.01 97.53 98.01 97.53 97.53

74

DPU

ตารางท ข-6 ผลการศกษาเวลาในการดดซบทมผลตอประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข

เวลาการดดซบ (นาท)

รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไขทปรมาณตางๆ 100 mg/l 200 mg/l 300 mg/l

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย 10 19.82 19.35 19.82 19.66±0.27 21.80 20.75 20.98 21.18±0.55 26.68 25.98 26.53 26.40±0.37 20 11.38 10.44 11.38 11.07±0.54 26.02 22.74 25.20 24.66±1.71 31.53 31.92 31.06 31.50±0.43 30 18.88 15.13 18.88 17.63±2.17 24.38 24.03 24.85 24.42±0.41 35.28 35.44 34.34 35.02±0.59 40 20.06 17.71 16.07 17.94±2.00 30.95 24.85 24.97 26.92±3.49 43.18 42.40 42.79 42.79±0.39 50 30.61 31.55 30.61 30.92±0.54 38.57 36.69 38.34 37.87±1.02 48.34 47.87 48.10 48.10±0.23 60 43.04 40.93 43.04 42.33±1.22 45.61 44.78 45.14 45.18±0.41 52.32 52.01 51.62 51.99±0.35 90 63.67 63.91 63.67 63.75±0.14 55.45 54.52 55.22 55.06±0.49 58.81 58.03 57.80 58.21±0.53 120 70.94 70.24 70.94 70.71±0.41 64.95 64.60 65.77 65.11±0.60 62.64 62.72 61.86 62.41±0.48 150 76.10 75.17 76.10 75.79±0.54 68.00 67.41 67.53 67.65±0.31 64.36 64.44 63.42 64.08±0.57

180 80.32 80.79 80.32 80.48±0.27 69.53 68.47 67.65 68.55±0.94 64.44 64.28 63.82 64.18±0.33

210 81.03 79.39 79.62 80.01±0.89 73.51 72.34 71.87 72.57±0.85 65.38 66.00 66.00 65.80±0.36 240 81.03 80.32 81.03 80.79±0.41 73.63 73.86 73.28 73.59±0.30 67.57 67.25 68.66 67.83±0.74 270 83.37 82.90 83.37 83.22±0.27 76.09 75.74 75.74 75.86±0.20 66.16 66.08 65.93 66.06±0.12 300 82.67 82.20 82.44 82.44±0.23 76.21 76.44 74.80 75.82±0.89 65.85 65.07 63.89 64.94±0.98

75

DPU

ตารางท ข-7 ผลการศกษาเวลาในการดดซบทมผลตอประสทธภาพในการดดซบออรโธฟอสเฟตดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา

เวลาการดดซบ (นาท)

รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ

100 mg/l 200 mg/l 300 mg/l

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย

5 98.06 97.10 97.48 97.55±0.49 56.16 56.45 55.19 55.93±0.66 43.09 42.90 42.57 42.85±0.26 10 98.06 96.90 97.68 97.55±0.59 64.58 63.80 64.58 64.32±0.45 45.22 44.44 45.22 44.96±0.45 15 98.06 97.10 97.48 97.55±0.49 65.45 64.19 65.06 64.90±0.64 48.77 48.44 49.28 48.83±0.42 20 98.06 98.06 97.48 97.87±0.34 75.42 76.58 76.29 76.09±0.60 49.35 49.80 51.41 50.19±0.19 25 98.06 97.29 97.48 97.61±0.40 71.35 71.25 72.32 71.64±0.59 51.86 51.22 52.57 51.89±0.68 30 98.06 97.48 98.06 97.87±0.34 73.58 73.87 72.32 73.25±0.82 56.38 55.87 57.03 56.42±0.58 35 98.06 97.29 98.06 97.81±0.45 71.93 71.16 72.32 71.80±0.59 56.12 55.16 56.25 55.84±0.60 40 98.06 97.48 98.06 97.87±0.34 74.84 73.38 74.25 74.16±0.73 59.41 59.61 59.16 59.39±0.23 45 98.06 98.06 98.06 98.06±0.00 75.80 74.25 74.35 74.80±0.87 58.45 57.93 58.83 58.40±0.45 50 98.06 98.06 98.06 98.06±0.00 76.00 75.22 74.84 75.35±0.59 59.35 60.83 59.22 59.80±0.90 55 98.06 98.06 98.06 98.06±0.00 75.71 74.84 74.74 75.09±0.53 60.38 60.12 59.87 60.12±0.26 60 98.06 98.06 98.06 98.06 76.58 75.51 74.64 75.58±0.97 61.80 61.93 60.58 61.44±0.75

76

DPU

ตารางท ข-8 ผลการศกษา pH เรมตนของสารละลายฟอสเฟตทมผลตอประสทธภาพในการดดซบดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข

pH เรมตนของ

สารละลาย

รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ

100 mg/l 200 mg/l 300 mg/l

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย

1 86.28 87.27 86.53 86.69±0.51 78.76 79.25 78.39 78.80±0.43 78.14 77.16 80.10 78.47±1.50

4 85.30 83.82 83.33 84.15±1.02 73.97 73.23 72.98 73.39±0.51 60.60 61.50 62.65 61.59±1.03

7 70.06 68.83 71.78 70.22±1.48 57.87 55.41 59.22 57.50±1.93 50.20 49.13 48.56 49.30±0.83

9 9.59 7.87 8.60 8.69±0.86 7.84 5.38 8.95 7.39±1.82 21.60 20.29 19.80 20.56±0.93

11 8.85 6.88 6.15 7.29±1.40 6.37 4.65 7.96 6.33±1.66 22.58 21.60 18.65 20.94±2.05

77

DPU

ตารางท ข-9 ผลการศกษา pH เรมตนของสารละลายฟอสเฟตทมผลตอประสทธภาพในการดดซบดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผา

pH เรมตนของ

สารละลาย

รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาตวอยางสงเคราะหดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ

100 mg/l 200 mg/l 300 mg/l

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย

1 7.81 6.06 5.31 6.39±1.29 5.63 3.63 7.01 5.42±1.70 15.52 16.27 17.03 16.27±0.75

4 97.59 97.59 98.34 97.84±0.43 73.09 69.83 70.58 71.17±1.71 38.01 37.42 36.84 37.42±0.59

7 97.34 98.34 98.34 98.01±0.58 70.33 67.57 68.45 68.79±1.41 29.56 29.31 28.23 29.04±0.71

9 97.59 98.34 98.34 98.09±0.43 63.44 66.45 64.57 64.82±1.52 26.47 25.89 27.31 26.56±0.71

11 97.34 98.34 98.34 98.01±0.58 65.32 64.82 64.57 64.90±0.38 28.56 28.23 28.73 28.51±0.26

78

DPU

ตารางท ข-10 ผลการศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสยจากโรงงานอตสาหกรรมดวยแคลเซยมออกไซด และแคลเซยม

คารบอเนต จากเปลอกไขเปนตวดดซบ โดยไมมการปรบ pH เรมตนของนาเสย

ตวดดซบ

รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสยดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ

นาเสยจากการลางภาชนะ (บรษท จงเจรญขนมปง-ลกกวาด จากด)

นาเสยจากกระบวนการผลต (บรษท กรงเทพผลตเหลก จากด)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย

CaO จากเปลอกไขเผา 99.78 99.74 99.74 99.79±0.08 99.09 99.09 99.13 99.10±0.03

CaCO3 จากเปลอกไข 34.86 26.64 29.88 30.46±4.14 21.81 21.81 27.39 23.67±3.22

79

DPU

ตารางท ข-11 ผลการศกษาความสามารถในการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสยจากโรงงานอตสาหกรรมดวยแคลเซยมคารบอเนตจากเปลอกไข

เปนตวดดซบ โดยปรบ pH เรมตนของนาเสย

ตวดดซบ pH เรมตนของนาเสย

รอยละการดดซบออรโธฟอสเฟตในนาเสยดวยแคลเซยมออกไซดจากเปลอกไขเผาทปรมาณตางๆ

นาเสยจากการลางภาชนะ (บรษท จงเจรญขนมปง-ลกกวาด จากด)

นาเสยจากกระบวนการผลต (บรษท กรงเทพผลตเหลก จากด)

ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3 เฉลย

CaCO3 จาก

เปลอกไข 1.16±0.03 70.72 73.02 77.44 73.73±3.42 95.43 91.24 93.57 93.41±2.09

4.18±0.02 28.89 31.13 27.40 29.14±1.88 41.85 39.98 43.94 41.92±1.98

80

DPU

ภาคผนวก ค

เครองมอและอปกรณ

DPU

82

ภาพท ค-1 เครอง UV-Vis Spectrophotometer

บรษท Thermo Scientific (USA)

ภาพท ค-2 เครอง HTS 1003 Hotplate Magnetic Stirrer

บรษท LMS Company (Japan)

DPU

83

ภาพท ค-3 ชดเครองกรองสญญากาศ

ภาพท ค-4 เตาเผา (Furnace)

บรษท Burnstead Thermolyne

DPU

84

ภาพท ค-5 เตาอบไฟฟา บรษท Memmert

ภาพท ค-6 อปกรณในการเตรยมสารละลายส าหรบวดคาการดดกลนแสง

DPU

ประวตผวจย

DPU

86

ประวตผวจย

ชอ : นางเสาวภา ไวยสศร

วนเกด : 9 ธนวาคม 2524

สถานทเกด : อ าเภอหนองไผ จงหวดเพชรบรณ

ประวตการศกษา : ปรญญาศกษาศาสตรบณฑต สาขาวชาวทยาศาสตร เคม

(เกยรตนยมอนดบ 2 ) มหาวทยาลยเชยงใหม

ปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเคมอตสาหกรรม

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ

DPU