Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การกำจัดลิกนินในน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษด้วยกระบวนการเฟนตันเสมือน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Removal of lignin in pulping wastewater by Fenton-like reaction

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

อรอนงค์ ลาภปริสุทธิ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.1330

Abstract

การแยกลิกนินในกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษทำให้เกิดน้ำเสียที่มีสีน้ำตาลถึงดำ ซึ่งส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจึงจำเป็นต้องมีการกำจัดลิกนินออกจากน้ำเสียก่อนปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม ซึ่งในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการกำจัดลิกนินในน้ำเสียอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษด้วยกระบวนการเฟนตันโดยใช้เฟอร์รัสซัลเฟตและเฟนตันเสมือนโดยใช้แมกนีไทต์ เกอร์ไทต์ ฮีมาไทต์ เดลตาเฟอร์ริกออกซีไฮดรอกไซด์และไอรอนโมลิบเดต เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ความเข้มข้นเริ่มต้นลิกนิน 200 มิลลิกรัมต่อลิตร สำหรับกระบวนการเฟนตัน ที่พีเอชเริ่มต้น 3 ความเข้มข้นเริ่มต้นเฟอร์รัสไอออน 80 มิลลิกรัมต่อลิตร และอัตราส่วนเหล็กเฟอร์รัสไอออนต่อไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 1:2.5 สามารถกำจัดลิกนิน สี และซีโอดีได้ 81.13% 96.65% และ 94.80% ตามลำดับ ส่วนในกระบวนการเฟนตันเสมือนพบว่าเมื่อใช้เดลตาเฟอร์ริกออกซีไฮดรอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยานั้นได้ประสิทธิภาพรวมดีที่สุด โดยภายใน 30 นาทีสามารถกำจัดลิกนิน สี และซีโอดีได้ 90.32% 91.66% และ 71.56% ตามลำดับ เมื่อใช้ความเข้มเริ่มต้นของเฟอร์รัสไอออน 5 กรัมต่อลิตร และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 100 มิลลิกรัมต่อลิตร และรองมาคือเกอร์ไทต์ แมกนีไทต์ ฮีมาไทต์และไอรอนโมลิบเดต โดยพบว่า กระบวนการดูดซับที่พื้นผิวของตัวกลางเกิดขึ้นได้ดีกว่าการเกิดออกซิเดชัน นอกจากนี้ยังพบว่า เมื่อพีเอชเริ่มต้นสูงกว่า 3 ประสิทธิภาพในการกำจัดลิกนิน สี และซีโอดีจะลดลง แต่ยังสามารถกำจัดลิกนิน สีและซีโอดีได้ ยกเว้นเมื่อใช้ไอรอนโมลิบเดตเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และจากนั้นทำการศึกษาการใช้ซ้ำของตัวเร่งปฏิกิริยาพบว่าเดลตาเฟอร์ริกออกซีไฮดรอกไซด์สามารถใช้ซ้ำได้มากที่สุด 12 รอบ และเมื่อนำสภาวะที่เหมาะสมประยุกต์ใช้กับน้ำเสียจริงจากอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษพบว่า ประสิทธิภาพที่ได้ในการบำบัดลิกนิน สี และซีโอดีใกล้เคียงกันกับประสิทธิภาพที่ได้เมื่อทดสอบกับน้ำเสียสังเคราะห์

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Removal of lignin from pulping processes cause brownish colored wastewater which adversely affects human and aquatic life. Hence, it has to be treated before discharge to environment. This research aims to study the removal of lignin in pulping wastewater by fenton reaction using ferrous sulfate and by fenton-like reaction using magnetite, goethite, hematite, delta-ferricoxyhydroxide, and iron molybdate as catalysts. The initial lignin concentration was 200 mg/l. For fenton reaction, at 80 mg/l of ferrous ion, initial pH 3 and the optimal ratio of ferrous ion to hydrogen peroxide at 1:2.5, lignin, color and COD was removed by 81.13%, 96.55%, and 94.80% respectively. For fenton-like reaction, using 5 g-Fe/l delta-ferricoxyhydroxide and 100 mg/l hydrogenperoxide within 30 min gave the most efficiency. Which were 90.32%, 91.66%, and 71.56% for lignin, color and COD removal respectively. The efficiency of the catalysts was ferrous ion > delta-ferricoxyhydroxide > goethite > magnetite > hematite > iron molybdate. The efficiency decreased when initial pH was higher than 3, but the removal efficiency was still high except using iron molybdate. Furthermore, delta-ferricoxyhydroxide was found to be reused for 12 times. When the optimal conditions of the reactions were applied on real pulping wastewater, it was found that the efficiency of lignin, color and COD removal was similar to that of synthesic wastewater.

Link to Full Text

Share

COinS