การพัฒนาถ่านกัมมันต์จากเหง้ามันสำปะหลัง สำหรับใช้ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย

Development of activated carbon from cassava rhizome for wastewater treatment

Name: ณัฐกฤตา ประเสริฐโสภา

Name: อิงอร สิทธิธนาดล

Name: วิทวัส สิงห์สังข์

keyword: ถ่านกัมมันต์

; เหง้ามันสำปะหลัง

; การดูดซับ

; กระตุ้นทางเคมี

; การบำบัดน้ำเสีย

; Activated carbon

; Cassava rhizome

; Adsorption

; Chemical activation

; Wastewater treatment

Abstract: จากปัญหาการเน่าเสียของแหล่งน้ำธรรมชาติในปัจจุบัน ทำให้คณะผู้วิจัยเกิดแนวคิดในการนำวัสดุ เหลือทิ้งทางการเกษตร เช่น เหง้ามันสำปะหลัง มาใช้ประโยชน์ โดยนำมาผลิตเป็นถ่านไบโอชาร์และถ่านกัมมันต์ เพื่อลดปริมาณขยะทางการเกษตร และนำไปใช้ในการดูดซับสารมลพิษ เช่น สีย้อม และบำบัดน้ำเสีย ในงานวิจัยนี้ ถ่านกัมมันต์ถูกเตรียมผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มอล (Hydrothermal) ร่วมกับการกระตุ้นด้วยโพแทสเซียม ไฮดรอกไซด์ (KOH) ในอัตราส่วน 1:1, 1:2 และ 1:3 พบว่า ถ่านกัมมันต์ที่ได้มีความพรุนเพิ่มขึ้น ขนาดรูพรุน เล็กลง และพื้นที่ผิวเพิ่มมากขึ้นเมื่อเทียบกับถ่านไบโอชาร์จากเหง้ามันสำปะหลัง (Cassava rhizome biochar) โดยเฉพาะเมื่อใช้ KOH ในอัตราส่วน 1:2 จะทำให้ได้พื้นที่ผิวมากที่สุดคือ 42.68 ตารางเมตรต่อกรัม ในการ ทดสอบประสิทธิภาพการดูดซับเมทิลีนบลู (Methylene blue) ที่ความเข้มข้นเริ่มต้น 30 มิลลิกรัมต่อลิตร ปริมาตรสารละลาย 50 มิลลิลิตร และใช้ตัวดูดซับ 0.025 กรัม พบว่าถ่านกัมมันต์มีประสิทธิภาพสูงกว่า ถ่านไบโอชาร์จากเหง้ามันสำปะหลัง (Cassava rhizome biochar) โดยถ่านกัมมันต์ที่เตรียมโดยใช้ KOH ใน อัตราส่วน 1:2 สามารถดูดซับเมทิลีนบลูได้สูงสุดถึง 98.35% ผลการศึกษารูปแบบการดูดซับ (Adsorption isotherm) พบว่าเป็นไปตามแบบจำลอง Langmuir ซึ่งแสดงถึงการดูดซับแบบชั้นเดียว (Monolayer) และ การศึกษาจลนพลศาสตร์ของการดูดซับพบว่าเป็นไปตามแบบจำลองปฏิกิริยาอันดับสองเทียม (Pseudo-secondorder) แสดงถึงการดูดซับที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี นอกจากนี้ เมื่อนำถ่านกัมมันต์และถ่านไบโอชาร์จาก เหง้ามันสำปะหลัง มาใช้บำบัดน้ำเสียจากแหล่งน้ำธรรมชาติ พบว่าสามารถเพิ่มค่า ORP (Oxidation-Reduction Potential) และค่า DO (Dissolved Oxygen) ในน้ำได้ แสดงถึงศักยภาพในการนำไปใช้ฟื้นฟูคุณภาพน้ำ ในสิ่งแวดล้อมจริง

Abstract: Current pollution of natural water sources led to utilization of agricultural waste such as cassava rhizome by turning it into biochar and activated carbon in order to reduce waste and absorb pollutants like dyes and treat wastewater. In this research, the activated carbon was prepared through a hydrothermal process and KOH activation at 1:1, 1:2, and 1:3 ratios. The resulting activated carbon was more porous, smaller pore sizes, and has a higher surface area compared to cassava rhizome biochar, especially at a KOH 1:2 ratio. The surface area is the highest at 42.68 m²/g. In the methylene blue adsorption test, the activated carbon showed better adsorption efficiency than cassava rhizome biochar, achieving a maximum removal percentage of 98.35%. Moreover, the result corresponds with the Langmuir adsorption model, with maximum adsorption capacities of 16.08, 81.97, 100, and 96.15 mg/g for biochar and activated carbon prepared using KOH at ratios of 1:1, 1:2, and 1:3, respectively. The adsorption kinetic study is in line with the pseudo-second-order kinetic model showing chemisorption. Additionally, when activated carbon and cassava rhizome biochar were used to treat natural wastewater, they enhance the Oxidation-Reduction Potential (ORP) and Dissolved Oxygen (DO) levels, suggesting they could be effectively used in practice.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: นครราชสีมา

Email: library@rmuti.ac.th

Name: สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.)

Role: ผู้ให้ทุน

Created: 2568

Modified: 2026-03-06

Issued: 2569-02-24

งานวิจัย/Research report

application/pdf

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล อีสาน

ใช้เวลา

0.025382 วินาที