Preliminary study on efficiency of arsenic filter from kaolin for water for consumption การศึกษาเบื้องต้นของประสิทธิภาพสารกรองสารหนู จากดินขาวสำหรับน้ำเพื่อบริโภค

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเบื้องต้นของการนำ “ดินขาว (Kaolin)” ซึ่งเป็นวัตถุดิบธรรมชาติที่มีจำนวนมากในหลายพื้นที่ของประเทศไทยมาประยุกต์ใช้เป็นสารกรองน้ำสำหรับกำจัดสารหนูทดแทนแอคติเวตเตตอะลูมินาซึ่งมีราคาแพงและต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ดินขาวมีโครงสร้างทางเคมีเป็นอะลูมิโนซิลิเกต (Al2O3.2SiO2.2H2O ; 39.5 : 46.5 : 14) มีคุณสมบัติเป็นสีขาวก่อนเผาและหลังเผา มีความทนไฟสูง ความแกร่งหลังเผาสูง เมื่อผ่านกระบวนการกระตุ้นด้วยความร้อนจะมีคุณสมบัติในการจับไอออนลบในน้ำได้ตามสภาพความเป็นกรด–เบส ของน้ำ ผลการศึกษาประสิทธิภาพของสารกรองจากดินขาวสำหรับดูดซับสารหนูในน้ำที่เตรียมขึ้นในห้องปฏิบัติการ พบว่า สารกรองสูตรที่ 1 (ดินขาว 100%) เผาด้วยเตาไฟฟ้าในสภาวะที่ 1 (ที่อุณหภูมิ 200 °ซ เป็นเวลา 1 ชั่วโมง อุณหภูมิ 400 °ซ
เป็นเวลา 1 ชั่วโมง และอุณหภูมิ 600 °ซ เป็นเวลา 3 ชั่วโมง ตามลำดับ) มีประสิทธิภาพในการดูดซับสารหนูได้ดีที่สุด ซึ่งประสิทธิภาพการดูดซับสารหนูจะขึ้นกับปริมาณและระดับความสูงของสารกรอง สารกรองที่ผลิตขึ้นสามารถนำกลับมาใช้งานใหม่ได้โดยการฟื้นฟูสภาพด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และสารละลายกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ความเข้มข้นอย่างละ 0.1 N. ตามลำดับ แต่สามารถฟื้นฟูสภาพได้ไม่เกิน 3 ครั้ง ตลอดอายุการใช้งานของสารกรองปริมาตร 3.5 ลิตร สามารถผลิตบริโภคตามเกณฑ์มาตรฐานน้ำบริโภค (สารหนูไม่เกิน 0.01 มิลลิกรัมต่อลิตร) ได้จำนวน 400 ลิตร ดังนั้นการศึกษาเบื้องต้นนี้สามารถใช้เป็นแนวทางในการวิจัยดินขาวเพื่อผลิตเป็นสารกรองสารหนูจากธรรมชาติสำหรับใช้ในเครื่องกรองน้ำเพื่อบริโภคต่อไปได้

This research is a preliminary study on “Kaolin”, a natural raw material, which is found in many parts of Thailand, in order to apply as a water filter for arsenic removal in water for consumption instead of activated alumina, which is quite expensive and must be imported from abroad. Chemical structure of Kaolin is aluminosilicate (Al2O3.2SiO2.2H2O; 39.5: 46.5: 14). Its properties are white before burning and after calcination, high fire resistance. When activated with heat, Kaolin has the ability to capture anions in water based on the pH value of the water. Results of the study on the efficiency of the filter were showed that the filter was suitable for the removal of arsenic in water prepared in the laboratory. The filter formula 1 (100% Kaolin), calcined at condition 1 (at 200 ºC for 1 hour, 400 ºC for 1 hour, and 600 ºC for 3 hours, respectively) was the best condition for arsenic adsorption. The efficiency of arsenic adsorption depends on quantity and height of the adsorbent in the filter. The 3.5 liters of the produced filter can be regenerated with 0.1N. Sodium hydroxide, and 0.1N. Hydrochloric acid, respectively, up to 3 times, and this can produce water for consumption within the criteria of drinking water (arsenic not more than 0.01 mg/l) for 400 liters. Therefore this preliminary study can be a guideline for conducting research on using Kaolin to produce a natural filter for arsenic removal for potable water purifier in the future.