การศึกษากระบวนการนาโนฟิลเตรชั่น เพื่อนำน้ำทิ้งจากโรงงานฟอกย้อมกลับมาใช้ใหม่

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการทดลองเพื่อศึกษาและหาสภาวะที่เหมาะสมที่สุด ในการเดินระบบนาโนฟิลเตชั่น เพื่อนำน้ำทิ้งจากอุตสาหกรรมฟอกย้อมกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการผลิต ปัจจัยที่พิจารณาได้แก่ (1) ความดันที่ 3, 4, 5, 6 และ7 บ าร์ (2) ความเร็วสัมผัสผิวหน้าเมมเบรน (Crossflow Velocity, ที่ 0.05, 0.1,0.3, 0.5, 0.7 เมตรต่อวินาที (3) อัตราการผลิตน้ำสะอาด (% Recovery) ที่ร้อยละ 20, 30, 40, 50 และ60 และ (4) วิธีการบำบัดเบื้องต้นด้วยระบบไมโครฟิสเตอร์และการเติมกรด การทดลองแบ่งเป็น 2 ขนาด คือ (1) ศึกษาสภาวะที่เหมาะสมที่สุดกับชุดทดลองขนาดห้องปฏิบัติการในห้องปฏิบัติการ และ (2) นำสภาวะการณ์ทำงานที่เหมาะสมที่สุดไปเดินระบบระยะยาวกับชุดทดลองขนาดทดสอบที่โรงงานฟอกย้อม จากการทดลองพบว่า อัตราการผลิตน้ำสะอาดสูงขึ้นเมื่อเพิ่มค่าความดันในการเดินระบบ และค่าความเร็วสัมผัสผิวหน้าเมมเบรน (Crossflow Velocity) ในขณะที่การเพิ่มอัตราการผลิตน้ำสะะอาด (% Recovery) ที่สูงกว่าร้อยละ 50 ส่งผลให้น้ำสะะอาดที่ผลิตได้และประสิทธิภาพในการกำจัดสิ่งเจือปนลดลง ซึ่งพบว่าการใช้ระบบไมโครฟิลเตอร์เป็นระบบบำบัดขั้นต้น ช่วยให้อัตราการผลิตน้ำสะอาดที่สูงกว่าการใช้เติมกรดเป็นระบบบำบัดเบื้องต้น และสภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการดำเนินระบบอยู่ที่ ความดัน 6 บาร์ ความเร็วสัมผัสผิวหน้าเมมเบรน 0.5 เมตรต่อวินาที อัตราการผลิตน้ำสะอาดที่ร้อยละ 40 และใช้วิธีการบำบัดเบื้องต้นด้วยระบบไมโครฟิลเตอร์ ในการเดินระบบระยะยาวพบว่าอัตราการผลิตน้ำสะอาดค่อนข้างคงที่ตลอดการทดลอง 424 ชั่วโมง ในขณะที่ประสิทธิภาพการกำจัดความนำไฟฟ้าอยู่ที่ร้อยละ 90 – 99 ประสิทธิภาพการกำจัดของแข็งละลายอยู่ที่ร้อยละ 80 - 100 ประสิทธิภาพการกำจัดความกระด้าง และแคลเซียมทั้งหมด ประสิทธิภาพการกำจัดความเป็นด่างอยู่ที่ร้อยละ 80 - 95 ประสิทธิภาพการกำจัดคลอไรด์อยู่ที่ร้อยละ 82 - 97 และสามารถกำจัดสีและความขุ่นได้ร้อยละ 98 - 100 โดยที่ประสิทธิภาพของระบบสามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองการละลาย-การแพร่ ซึ่งคุณภาพนำที่ผลิตได้นั้นสูงเพียงพอที่จะนำกลับมาใช้ในกระบวนการฟอกย้อมได้ โดยที่ราคาต้นทุนในการนำกลับน้ำทิ้งจากกระบวนการฟอกย้อมด้วยระบบนาโนฟิลเตรชั่น อยู่ที่ 13 บาทต่อลูกบาศก์เมตร