Penggrafinan pasir dan tempurung biji kelapa sawit menggunakan efluen kelapa sawit sebagai sumber karbon : pencirian dan prestasi jerapan

Abstract

Pembuangan efluen kelapa sawit (POME) yang banyak daripada industri minyak kelapa sawit telah menimbulkan isu alam sekitar kerana air sisa ini amat sukar dirawat dan melibatkan kos rawatan yang tinggi. Pembuangan POME ke saluran air menyekat oksigen daripada udara menembus masuk ke dalam air seterusnya mangancam kehidupan akuatik. Selain itu, lambakan sisa pepejal tempurung biji kelapa sawit (PKS) yang terhasil juga menjadi satu kekangan untuk pembangunan industri minyak kelapa sawit secara lebih mampan. Maka konsep menggunakan POME sebagai sumber karbon untuk penghasilan bahan penjerap semula jadi - komposit grafin pasir/tempurung biji kelapa sawit yang berasaskan POME (P-GSC) tanpa menggunakan bahan pengikat merupakan satu konsep yang menarik di mana ia dapat menghasilkan penjerap dengan kos yang terendah di samping mesra alam. Empat jenis bahan asas yang berbeza – pasir sungai, PKS basah, PKS kering dan biochar dengan saiz yang berbeza: besar, sederhana dan kecil digunakan bagi menguji tahap penjerapan P-GSC terhadap larutan suapan POME dan air pewarna sintetik. Analisasi pencirian didapati bahawa unsur karbon dalam POME mentah yang disalut ke atas permukaan bahan asas telah berjaya ditukar kepada grafin hasil daripada proses penggrafinan POME. Kajian kumpulan turus menunjukkan bahawa P-GSC yang bersaiz kecil (0.30 – 0.60 mm) dengan permukaan efektif yang lebih luas dan tapak aktif yang lebih banyak mempunyai kapasiti jerapan yang paling tinggi tanpa mengambil kira bahan asasnya. Peratus pengurangan keperluan oksigen kimia (COD), warna, kekeruhan, dan jumlah pepejal terlarut (TDS) untuk P-GSC yang bersaiz kecil adalah masing-masing dalam lingkungan sebanyak 95 % - 97 %, 92 % - 97 %, 83 % - 93 %, and 12 % - 52 %. Manakala kajian kumpulan keseimbangan menunjukkan proses penjerapan POME aerobik berlaku dalam dua fasa - penjerapan yang pesat pada awal proses diikuti dengan penjerapan yang perlahan sehingga mencapai keseimbangan. Kapasiti penjerapan menurun apabila berat P-GSC meningkat daripada 5 g ke 20 g tanpa mengambil kira saiz penjerap dan jenis bahan asas. Perkara ini disebabkan oleh tapak aktif untuk penjerapan yang terlalu banyak di mana 5 g penjerap sudah memadai untuk menjerap zarah-zarah daripada POME aerobik ke atas permukaan P-GSC seterusnya mengurangkan nilai COD. Menurut kajian ini, Model Freundlich menggambarkan mekanisme proses penjerapan penjerap P-GSC berlaku dengan kehadiran tenaga penjerapan yang berbeza pada permukaan penjerap. Manakala isoterma kinetik iaitu model Pseudo-tertib pertama melibatkan penarikan tenaga Van der Waals antara bahan terlarut dalam POME aerobik dicairkan dengan permukaan penjerap P-GSC. Disebaliknya, model Pseudo-tertib kedua yang melibatkan perkongsian antara kuasa valens melalui pertukaran elektron antara bahan larut dalam larutan pewarna MB dan pewarna MO dengan penjerap P-GSC adalah lebih sesuai digunakan bagi menerangkan kadar penyerapan yang berlaku.