การศึกษาถังปฏิกิริยาแบบอากาศยกเพื่อกำจัดความขุ่นในน้ำ

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาประสิทธิภาพการกำจัดความขุ่นและสภาวะที่เหมาะสมในการประยุกต์ใช้ถัง ปฏิกิริยาแบบอากาศยก (Air-Lift Reactor, ALR) เพื่อรวมกระบวนการสร้าง-รวมตะกอน และการตกตะกอนเข้า ด้วยกัน โดยทำการศึกษาด้วยน้ำตัวอย่างสังเคราะห์ที่มีความเข้มข้นของดินคาโอลิน 1 และ 0.1 กรัมต่อลิตร จากการศึกษาพบว่า ถังปฏิกิริยาแบบอากาศยกให้ประสิทธิภาพการกำจัดความขุ่นสูงกว่าถังปฏิกิริยาแบบ ฟองอากาศ (Bubble column, BCR) รวมถึงช่วยประหยัดพลังงานและเวลาการกวนผสม โดยการเลือกใช้ค่า อัตราการเติมอากาศที่มีขอบเขตการไหลที่เหมาะสมนั้น มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการกำจัดความขุ่น ทั้ง ผลต่อการสัมผัสกันระหว่างฟองอากาศ สารโคแอกกูแลนท์ (สารส้ม) และอนุภาคความขุ่นในน้ำตัวอย่าง โดยจากการเดินระบบแบบทีละเทพบว่าถัง ALR ให้ประสิทธิภาพการบำบัดสูงสุด 97.67% ที่อัตราการเติมอากาศ 3 ลิตรต่อนาทีและระยะเวลากวนผสม 1 นาทีซึ่งค่าประสิทธิภาพที่ได้ใกล้เคียงกับที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยวิธี จาร์เทสต์ โดยที่ความเข้มข้นของอนุภาคความขุ่นส่งผลต่อเป้าสัมผัสและประสิทธิภาพการเดินระบบที่ได้จากกรณี 1 กรัมต่อลิตรที่สูงกว่า 0.1 กรัมต่อลิตร นอกจากนี้ เมื่อพิจารณาแนวทางการเพิ่มประสิทธิภาพการกำจัด ความขุ่นของถัง ALR พบว่าไม่เห็นผลชัดเจนจากการประยุกต์ใช้อุปกรณ์ประกอบประเภทโคน ในขณะที่ การเพิ่มขนาดของท่อภายในจาก 10 เซนติเมตร (ALR[subscript 10]) เป็น 12 เซนติเมตร (ALR[subscript 12]) พบว่าสามารถเพิ่ม ประสิทธิภาพการกำจัดความขุ่น และยังช่วยลดพลังงานในการเติมอากาศ โดยให้ประสิทธิภาพการกำจัดความ ขุ่นสูงที่สุด 98.03% ที่อัตราการเติมอากาศ 2 ลิตรต่อนาทีและระยะเวลากวนผสม 1 นาที นอกจากนี้ จากการ เดินระบบแบบต่อเนื่องพบว่า การประยุกต์ใช้ถังปฏิกิริยาแบบอากาศยกร่วมกับอุปกรณ์ประกอบประเภทโคน แบบพิเศษสามารถนำมาใช้ในการกำจัดความขุ่นได้ดีกว่าถังปฏิกิริยาแบบอากาศยกธรรมดา เนื่องจากมีการ แบ่งโซนเพื่อปรับสภาพความปั่นป่วน รวมถึงสร้างส่วนที่ทำให้เกิดการรวมตะกอนที่ดีขึ้น โดยประสิทธิภาพการ กำจัดความขุ่นสูงที่สุดมีค่าเท่ากับ 85% โดยลดลงจากการเดินระบบแบบทีละเทประมาณ 15% เนื่องจาก ประเด็นในด้านระยะเวลากักน้ำที่ต่ำกว่า รวมถึงแรงเฉือนที่ส่งผลต่อปริมาณตะกอนภายในระบบบำบัด อย่างไร ก็ตาม การประยุกต์ใช้ถังปฏิกิริยาแบบอากาศยกในการกำจัดความขุ่นในน้ำนั้น ยังมีข้อจำกัดกับค่าความเข้มข้น ของอนุภาคต่ำ รวมถึงค่าที่ได้ยังไม่ผ่านมาตรฐานการผลิตน้ำประปา แต่น่าจะมีความเป็นไปได้ที่จะนำมา ประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำดิบขั้นต้น (Pre-treatment for raw water) เพื่อช่วยลดขนาดระบบบำบัด ขั้นต้น ปริมาณสารเคมี รวมถึงปริมาณตะกอนที่เกิดขึ้นจากการผลิตน้ำประปาในกรณีที่น้ำดิบมีความขุ่นสูง