Komposit abu terbang kelapa sawit (CPOFA) sebagai media penjerap dalam rawatan air sisa domestik

Abstract

Menghasilkan media penjerap komposit berasaskan Abu Terbang Kelapa Sawit (POFA) merupakan bahan buangan dari industri kelapa sawit di mana POFA mempunyai pelbagai kegunaan tetapi media penjerap komposit (CPOFA) ini adalah baru dalam bidang rawatan air sisa domestik. Permasalahan yang membawa kepada kajian ini adalah kerana kekurangan media penjerap komposit dalam menyingkirkan ammonia dan bahan pencemar organik secara serentak dengan berkesan serta sebagai rawatan alternatif dalam menangani kos perawatan air sisa domestik yang tinggi. CPOFA boleh membantu mengatasi kelemahan dalam rawatan air sisa domestik melalui dua kaedah biasa digunakan iaitu biologi dan kimia. Objektif utama kajian ini adalah untuk melihat keberkesanan CPOFA ini mampu menyingkirkan NH3-N, COD, nitrat dan fosforus. Nisbah optimum dijalankan melalui ujikaji penjerapan kelompok. Simen Portland biasa (OPC) digunakan sebagai bahan pengikat sebanyak 30% dan 70% bahan penjerap (mengikut berat). Pencirian CPOFA telah ditentukan nilai kehilangan berat selepas pembakaran(LOI) 10%, pH di caj titik sifar (pHzpc) pH 10, luas permukaan Brunauer Emmett Teller (BET) 48.6773 m2 /g, ujian pembelauan sinar-X (XRD) menyokong kehadiran fasa mordenit dan kalsit (kalsium karbonat), pendarkilau sinar-x (XRF) kalsium oksida (CaO) 30.65% dan silika oksida (SiO2) 27.88%, spektroskopi inframerah transformasi (FTIR) menunjukkan kumpulan hidroksil dan karboksil sebagai penderma proton, mikroskop imbasan elektron (SEM) menunjukkan dengan jelas berlaku penjerapan sepenuhnya secara seragam pada keseluruhan permukaan penjerap CPOFA, ujian termogravimetri (TGA) kehilangan berat 21%, kapasiti pertukaran kation (KPK) 52 meq/g. Kesan parameter optimum telah ditentukan melalui kaedah penjerapan berkelompok bagi mengukur pH, saiz partikel, dos penjerap, masa sentuhan dan kelajuan goncangan. Media penjerap komposit (CPOFA) telah digunakan dalam kajian isoterma penjerapan NH3-N, COD, nitrat dan fosforus dalam air sisa domestik pada keadaan pH 7, saiz partikel 2.00 – 3.15 mm, dos penjerap 10g/L, masa sentuhan 40 minit dan kelajuan goncangan 200 rpm. Kapasiti penjerapan untuk kesemua parameter (dalam mg/g) masing-masing ialah NH3-N (0.0617), COD (4.0601), nitrat (0.4104) dan fosforus (0.8641). Hasil kajian menunjukkan bahawa isoterma penjerapan mematuhi model Freundlich kerana mempunyai nilai R2 yang paling tinggi berbanding dengan model Langmuir. Bagi model kinetik penjerapan mendapati penjerap CPOFA mengikut hampir kesemua model yang dikaji iaitu pseudo-tertib pertama, pseudo-tertib kedua, Elovich dan pembauran intra-partikel dengan model pseudo-tertib kedua adalah paling dominan untuk keseluruhan parameter kerana mempunyai nilai R2 yang paling tinggi. Ini menunjukkan penjerapan isoterma berlaku secara multilapisan manakala penjerapan kinetik berlaku secara kimia. Kapasiti bulus dan masa tepu didapati makin berkurangan dengan berlakunya peningkatan terhadap kadar aliran. Hasil dapatan ujikaji ini lebih mengikut model Thomas dan model Yoon Nelson berbanding model Adams-Bohart. Hasil kajian mendapati penjerap CPOFA menjana semula kali pertama adalah paling baik bagi proses penjerapan berbanding dengan penjerap CPOFA menjana semula kali kedua bagi penyingkiran COD, NH3-N, nitrat dan fosforus. Secara keseluruhan penjerap CPOFA telah menunjukkan keupayaan penjerapan yang sangat baik dan kos yang lebih murah berbanding dengan bahan penjerap konvensional lain dan juga membantu mengurangkan kesan pencemaran NH3- N, COD, nitrat dan fosforus terhadap kesihatan manusia dan alam sekitar.