การประยุกต์ใช้วัสดุแลกเปลี่ยนไอออนลบที่มีองค์ประกอบของอนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์สำหรับกำจัดไนเตรตและฟอสเฟตในระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน

บทคัดย่อ

เทคโนโลยีไบโอฟล็อคเป็นระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่นิยมอย่างมากในปัจจุบัน ซึ่งมีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากปล่อยน้ำทิ้งออกสู่สิ่งแวดล้อมน้อย แต่ยังมีการเปลี่ยนถ่ายน้ำออกทุกสัปดาห์อย่างน้อย 20 เปอร์เซ็นต์ของปริมาตรน้ำทั้งหมด เพื่อควบคุมตะกอนฟล็อคและของเสียที่เกิดขึ้น งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการประยุกต์ใช้วัสดุแลกเปลี่ยนไอออนลบที่มีองค์ประกอบของอนุภาคนาโนเหล็ก (HA520E-Fe) นำมาใช้ในการกำจัดไนเตรตและฟอสเฟตในระบบไบโอฟล็อค ส่งผลให้มีการปล่อยของเสียเป็นศูนย์ จากระบบไบโอฟล็อค วัสดุแลกเปลี่ยนไอออนลบที่มีองค์ประกอบของอนุภาคนาโนเฟอริกออกไซด์ ซึ่งเป็นวัสดุที่มี 2 หมู่ฟังก์ชั่น คือ ควอเทอนารีแอมโมเนียมสามารถกำจัดไนเตรตและอนุภาคของนาโนเฟอริกออกไซด์สามารถกำจัดฟอสเฟต จากการทดสอบด้วยวิธีคอลัมน์ (column run) ของเรซิน HA520E-Fe พบว่า สามารถกำจัดไนเตรตได้ 47.27 มิลลิกรัมต่อกรัม เรชิน คิดเป็นความสามารถ 98.67 เปอร์เซ็นต์ และสามารถกำจัดฟอสเฟตได้ 45 มิลลิกรัมต่อกรัม เรชิน  คิดเป็นความสามารถ 79.96 เปอร์เซ็นต์ และยังสามารถกำจัดสารอินทรีย์ได้อีกด้วย  วัสดุที่หมดสภาพแล้วสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายรอบโดยใช้แมกนีเซียมคลอไรด์ 10 ปอร์เซ็นต์ (ร้อยละโดยน้ำหนักต่อปริมาตร) และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 5 เปอร์เซ็นต์ (ร้อยละโดยน้ำหนักต่อปริมาตร ) ปริมาตร 10 เท่าของปริมาณวัสดุดูดซับ (Bed Volumes: BVs) เป็นสารฟื้นฟูประสิทธิภาพของไนเตรตและฟอสเฟตมีประสิทธิภาพสูงที่ 93.72 เปอร์เซ็นต์และ 99.61 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ สารฟื้นฟูประสิทธิภาพที่ได้ ประกอบด้วย  Mg²⁺, NO₃^- , K⁺  และ PO₄^3-   ซึ่งเป็นธาตุอาหารสำคัญสำหรับพืช สามารถนำไปพัฒนาเป็นปุ๋ยละลายช้า(Struvite) เช่น ปุ๋ยสูตร K-Struvite คือ แมกนีเซียมโพแทสเซียมฟอสเฟต (magnesium potassium phosphate : MPP) และปุ๋ยสูตร NH₄-Struvite คือ แมกนีเซียมแอมโมเนียฟอสเฟต (magnesium ammonium phosphate : MAP)