Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การแยกไอออนสังกะสีจากน้ำทิ้งอุตสาหกรรมด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Zinc ion separation from industrial waste water via hollow fiber supported liquid membrane

Year (A.D.)

2013

Document Type

Thesis

First Advisor

อุรา ปานเจริญ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2013.1118

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการแยกไอออนสังกะสีจากน้ำทิ้งอุตสาหกรรมของกระบวนการเคลือบสังกะสีฟอสเฟตด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวงตัวแปรที่ศึกษา ได้แก่ ชนิดของสารสกัด ความเป็นกรด-เบสของสารละลายป้อน ความเข้มข้นของสารสกัด ความเข้มข้นของสารละลายนำกลับ อัตราการไหลของสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับผลของตัวทำละลายที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการสกัดและการนำกลับ อายุการใช้งานของเยื่อแผ่นเหลว ความเข้มข้นเริ่มต้นของไอออนสังกะสีในสารละลายป้อนและอุณภูมิที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการสกัดและการนำกลับ ผลงานวิจัยพบว่า D2EHPA ในตัวทำละลายโทลูอีนมีความเหมาะสมที่สุด ณ สภาวะที่ดีที่สุดให้ผลร้อยละการสกัดที่ 91 และร้อยละการนำกลับที่ 56 ภายใต้อายุการใช้งานที่สามารถยอมรับได้ที่ 210 นาที ซึ่งสภาวะดังกล่าวประกอบด้วยค่าความเป็นกรด-เบสของสารละลายป้อนเท่ากับ 2.5 ความเข้มข้นของสารสกัด D2EHPA ในตัวทำละลายโทลูอีนที่ความเข้มข้นร้อยละ 8.3 โดยปริมาตร ความเข้มข้นของสารละลายนำกลับกรดซัลฟูริกเท่ากับ 0.125 โมลต่อลิตร และอัตราการไหลของสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับเท่ากันเท่ากับ 100 มิลลิลิตรต่อนาทีนอกจากนั้นพบว่าชนิดของตัวทำละลายมีผลต่อค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย (D) ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่าน (P)ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลในสารละลายป้อน (kf) และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลในเยื่อแผ่นเหลว (km)ซึ่งค่าทั้งหมดนั้นมีความสัมพันธ์กับค่าความมีขั้วของตัวทำละลาย โดยตัวทำละลายทั้งหมดที่ทำการศึกษาพบว่าขั้นตอนควบคุมอัตราการถ่ายเทมวลคือ การแพร่ซึมของไอออนสารประกอบเชิงซ้อนของสังกะสีและ D2EHPA ผ่านชั้นของสารละลายเยื่อแผ่นเหลว ผลลัพธ์ของสารละลายป้อนเมื่อผ่านเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง มีค่าความเข้มข้นของไอออนสังกะสีต่ำกว่าค่ามาตรฐานกำหนดน้ำทิ้งของอุตสาหกรรมประเทศไทย และผลลัพธ์ของสารละลายนำกลับที่ได้สามารถนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นตัวเติมในกระบวนชุบโลหะ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research studied the separation of zinc ions from industrial wastewater of zinc phosphate process via a hollow fiber supported liquid membrane.The studied parameters were obtained the type of extractant, the pH of feed solution, the concentration of extraction and stripping solution, the flow rate of feed and stripping solution, effect of diluent that affecting to efficiency of extraction and stripping, lifetime of liquid membrane, initial feed concentration and effect of temperature that affecting to efficiency of extraction and stripping. The result was found D2EHPA in toluene is the most suitable. The optimum condition was achieved at 91% of the extraction and 56% of the stripping under an acceptable lifetime at 210 minutes. The best condition were obtained at 2.5 of a pH in feed solution, 8.3%(v/v) of D2EHPA in toluene, 0.125 molar of a sulfuric acid concentration as the stripping solution and 100 ml/min of volumetric flow rate of feed and stripping solution.Moreover, The diluent have effect to rate of mass transfer as significant that affecting to distribution ratio (D), permeability coefficient (P), mass transfer coefficient of zinc ions in the feed phase (kf) and mass transfer coefficient of zinc ions in the membrane phase (km) which all values are relation with polarity of a diluent and all diluents were studied that found the mass transfer rate of the diffusion of the complex ions of zinc and D2EHPA across the liquid membrane is limiting step. The results of feed solution that can refer to effluent of wastewater from industrial after treated by hollow fiber supported liquid membrane was found the concentration of zinc ions is lower than limited by regulation of Thailandand also the stripping solution can applied to the raw material of electroplating process.

Link to Full Text

Share

COinS