กระบวนการไฮบริด : ไฮโดรไซโคลน โคแอกกูเลชัน ฟลอกกูเลชันและการลอยตะกอนในกระบวนการปรับปรุงคุณภาพน้ำ

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาขั้นต้นในการสร้างกระบวนการผลิตน้ำประปาแบบใหม่ หรือเรียกว่าระบบไฮบริด ซึ่งประกอบไปด้วยการใช้ไฮโดรไซโคลนทำหน้าที่เป็นถังปฏิกิริยาสำหรับการโคแอกกูเลชัน ฟลอกกูเลชันและการแยกตะกอนในถังเดียวกัน โดยศึกษาถึงตัวแปรต่างๆ ได้แก่ อัตราการจ่ายน้ำชนิดของสารโคแอกกูแลนท์ และความดันของน้ำที่อิ่มตัวด้วยอากาศ ที่ส่งผลต่อการบำบัดน้ำดิบสังเคราะห์ โดยใช้ถังปฏิกิริยาไฮบริด 2 ชนิด คือ ถังปฏิกิริยาทรงกระบอก (ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสองขนาด) และถังปฏิกิริยาทรงกรวย โดยแต่ละชนิดทำการทดลองแบบแบตซ์และการไหลแบบต่อเนื่อง ผลการวิจัย พบว่า ในการทดลองแบบแบตซ์ ถังปฏิกิริยาทั้ง 2 สามารถสร้างฟลอกชนิดพิเศษที่มีฟองอากาศแทรกอยู่ภายในซึ่งจะทำให้ตะกอนลอยขึ้นได้ โดยที่ชนิดประจุของสารโคแอกกูแลนท์ไม่แสดงผลต่อกลไกที่เกิดขึ้นอย่างชัดเจน แต่สังเกตพบว่าโพลีเมอร์ประจุบวกสร้างฟลอกได้ดีที่สุด สัดส่วนอัตราการไหลของฟองอากาศต่ออัตราการจ่ายน้ำเข้าทั้งหมดที่เหมาะสมต่อการสร้างฟลอกชนิดพิเศษในงานวิจัยนี้ คือ 0.0009 และความดันที่เหมาะสมสำหรับสร้างน้ำที่อิ่มตัวด้วยอากาศคืออย่างน้อย 3.5 บาร์สำหรับถังทรงกระบอก และ 4.0 ขึ้นไปสำหรับถังทรงกรวย ในการทดลองแบบการไหลเวียนต่อเนื่องนั้น ในถังทรงกระบอกเกิดการไหลแบบหมุนวนขึ้นที่อัตราการจ่ายน้ำดิบ 400 ลิตรต่อชั่วโมง และยังพบว่ามีการรบกวนการไหลที่บริเวณจุดเปลี่ยนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของถัง ทำให้การไหลแบบหมุนวนอ่อนกำลังลง สำหรับถังทรงกรวยพบว่าเกิดการไหลแบบหมุนวนที่ 300 ลิตรต่อชั่วโมง ประสิทธิภาพในการลดความขุ่นในการทดลองแบบแบตซ์มีค่าร้อยละ 80 สำหรับถังทรงกระบอกและ ร้อยละ 65- 90 สำหรับถังทรงกรวย การเพิ่มความเร็วของการไหลหมุนวน ทำได้โดยการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของช่องจ่ายน้ำดิบจาก 0.50 เป็น 0.35 เซนติเมตร โดยจะทำให้ความเร็วแกรเดียนท์เพิ่มขึ้น จากการทดลองพบว่าประสิทธิภาพการสร้างฟลอกชนิดพิเศษลดลงเมื่ออัตราการไหลสูงขึ้น เนื่องจากมีการรวมตัวกันเองของฟองอากาศทำให้ฟองอากาศมีขนาดใหญ่เกินไป