Diplazium Esculentum Leaf As A Natural Coagulant Aid In Landfill Leachate Treatment
Olahan secara penggumpalan-pengelompokan telah dikenalpasti sebagai salah satu kaedah alternatif yang diaplikasikan dalam perawatan larut lesapan. Namun demikian, bahan pengumpal yang digunakan dalam proses ini kebanyakan terdiri daripada bahan pengumpal kimia dan berupaya memberikan impak buruk...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://eprints.usm.my/41660/1/Diplazium_esculentum_leaf_as_a_natural_coagulant_aid_in_landfill_leachate_treatment_Noor_Ainee_Zainol_A9_2015_MJMS.pdf |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Olahan secara penggumpalan-pengelompokan telah dikenalpasti sebagai salah satu
kaedah alternatif yang diaplikasikan dalam perawatan larut lesapan. Namun
demikian, bahan pengumpal yang digunakan dalam proses ini kebanyakan terdiri
daripada bahan pengumpal kimia dan berupaya memberikan impak buruk kepada
kualiti alam sekeliling. Oleh itu, penghasilan bahan pengumpal yang mesra alam
adalah perlu agar pembangunan mapan dapat tercapai. Penggunaan daun pucuk paku
sebagai bahan pengumpal masih belum dibincangkan dalam literatur. Dalam kajian
ini, kebolehupayaan ekstrak daun pucuk paku iaitu D. esculentum aqueous (DEaqs)
dan D. esculentum powder (DEpowd) untuk bertindak sebagai bahan pengumpal dan
bantu pengumpal dengan polyaluminum chloride (PACI) dinilai dengan
menggunakan larut lesapan stabil dari Tapak Pelupusan Kuala Sepetang (KSLS) dan
Tapak Pelupusan Kulim Kedah (KLS) melalui Ujian Balang. Di samping itu, kajian
ini juga menguji sifat-sifat kimia ekstraknya seperti titik isoelektrik, berat molekul,
spektra dari Fourier Transform Infrared dan analisis unsur. Dikenali sebagai polimer
bermolekul tinggi, Deaqs (221 kDa) dan Depowd (275 kDa) bertindak sebagai
pengumpal anionik dan mampu untuk menggalakkan proses pengumpalan larut
lesapan yang tepu dengan zarah negatif. Kumpulan berfungsi yang mendorong
proses penggumpalan-pengelompokan oleh DEaqs dan DEpowd adalah karboksil,
hidroksil dan amina, di mana kesemua kumpulan berfungsi ini mengandungi ikatan
hidrogen dalam molekul. Analisis Ujian Balang menjurus kepada aktiviti
penggumpalan dan kecekapan penyingkiran pepejal terampai (SS), kekeruhan,
warna, keperluan oksigen kimia (COD), dan ammonia-N. Selain itu, keadaan operasi
semasa proses penggumpalan-pengelompokan, kekuatan flok dan peratus enapcemar
turut dikaji. Keputusan menunjukkan bahawa 200 mg/L DEaqs pada pH 12 dalam
sampel KLS menunjukkan kecekapan penyingkiran yang lebih tinggi dengan
penyingkiran masing-masing, 94%, 92% dan 43% untuk SS, kekeruhan dan
ammonia-N berbanding PACI. Disamping itu, pada kepekatan 1000 mg/L dan pH 10,
Deaqs menghasilkan penyingkiran yang tertinggi untuk ammonia-N (69%)
berbanding PACI (38%) dalam sampel KSLS. Sejumlah 50% isipadu PACI dapat
dikurangkan dari dos optimum asal PACI apabila dos gabungan Deaqs dan Depowd
yang digunakan adalah kurang dari 1000 mg/L telah menunjukkan kesan ketara
terhadap kadar penyingkiran bagi semua parameter diukur dalam sampel KSLS.
Sementara itu, flok yang dibentuk oleh 1000 mg/L PACI dan 500 mg/L DEaqs
menunjukkan keupayaan yang lebih baik untuk menahan daya ricihan dengan
faktor kekuatan yang lebih tinggi, 121 berbanding PACI sahaja, 86. Oleh itu, ekstrak
dari daun pucuk paku sebagai bahan pengumpal dan bantu pengumpal boleh
dicadangkan sebagai alternatif dalam olahan larut lesapan melalui kaedah
penggumpalan-pengelompokan.
________________________________________________________________________________________________________________________
Coagulation–flocculation treatment is recognized as one of the alternative methods
for treating landfill leachate. However, the conventional coagulants utilized in this
process may adversely impact the environment because most are chemical-based and
not environmentally friendly. Hence, the production of an environmentally friendly
coagulant is necessary to achieve sustainable development. The use of extracts from
Diplazium esculentum leaves as coagulant and coagulant aid has not been discussed
in literature. In this research, the capability of extracts from D. esculentum leaves,
namely, D. esculentum aqueous (DEaqs) and D. esculentum powder (DEpowd), to
act as coagulant and coagulant aid in combination with polyaluminum chloride
(PACl) was evaluated using stabilized leachate from the Kuala Sepetang Landfill
Site (KSLS) and the Kulim Landfill Site (KLS) through a jar test. This research also
examined its chemical characteristics (i.e., isoelectric point, molecular weight,
Fourier Transform Infrared, and elemental analysis). Identified as polymers with
high molecular weight, DEaqs (221 kDa) and DEpowd (275 kDa) act as anionic
coagulants and are capable of promoting the coagulation process in leachate
saturated with negative particles. The main functional groups that induce the
coagulation–flocculation process by DEaqs and DEpowd are carboxyl, hydroxyl, and
amine groups, which all contain hydrogen in their molecules. Jar test results were
analyzed based on the coagulation activity and removal efficiency (RE) of suspended
solids (SS), turbidity, colour, chemical oxygen demand (COD), and ammonia-N.
Operating conditions during coagulation–flocculation, floc strength, and sediment
percentage characteristics were also studied. Results indicated that 200 mg/L DEaqs
at pH 12 in KLS leachates showed the highest removal with 94%, 92%, and 43% of
SS, turbidity, and ammonia-N, respectively compares to PACI . In addition, at 1000
mg/L and pH 10, DEaqs yielded the highest removal for ammonia-N (69%)
compared to PACl (38%) in KSLS leachates. A 50% reduction in the volume of
PACl from its optimum dosage, with the DEaqs and DEpowd dosages below 1000
mg/L, exhibited a synergic effect of all the measured parameters in KSLS leachates.
Flocs formed by 1000 mg/L PACl in conjunction with 500 mg/L DEaqs also
displayed better shear resistance with a higher strength factor of 121, which was
significantly higher than the factor of 86 for PACl alone. Therefore, the use of
extracts from D. esculentum leaves as coagulant and coagulant aid can be proposed
as an alternative in the treatment of landfill leachate via coagulation–flocculation.
|
|---|