Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

COD and nitrogen removal by upflow partially aerated biofilm reactor

Year (A.D.)

2018

Document Type

Thesis

First Advisor

ศรัณย์ เตชะเสน

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Environmental Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

DOI

10.58837/CHULA.THE.2018.1290

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการกระจายตัวของน้ำในถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศแยกชั้นชนิดไหลขึ้นที่มีด้านล่างเป็นส่วนไร้อากาศมีการเติมอากาศเฉพาะด้านบน คิดอัตราส่วนของส่วนไร้อากาศต่อส่วนเติมอากาศเป็น 1:2 ในขณะที่ถังปฏิกิริยาไม่มีตัวกลาง มีตัวกลางและเมื่อสิ้นสุดการทดลองที่ตัวกลางมีฟิล์มชีวภาพเกาะอยู่ที่อัตราการเวียนน้ำ 100% พบว่าการกระจายตัวของน้ำในขณะที่ถังปฏิกรณ์ไม่มีตัวกลางและมีตัวกลางมีลักษณะคล้ายกันทั้งที่จุดตรวจวัดก่อนเติมอากาศและจุดน้ำออกมีลักษณะคล้ายกับการไหลแบบไหลตามกันในช่วงแรกก่อนจุดเติมอากาศผสมกับแบบกวนสมบูรณ์ในช่วงเติมอากาศ เนื่องจากผลของการเติมอากาศและการเวียนน้ำ ในขณะที่รูปแบบการไหลของถังเมื่อสิ้นสุดการเดินระบบที่มีฟิล์มชีวภาพเกาะอยู่ปรากฏลักษณะของการไหลแบบไหลตามกันชัดกว่า ระยะเวลาเก็บกักน้ำที่ได้จากการทดลองมีค่าน้อยกว่าที่คำนวณไว้ โดยความคลาดเคลื่อนสูงขึ้นตามระยะเวลากักเก็บน้ำที่มากขึ้น เนื่องจากผลของตัวกลางที่ใส่ลงไปทำให้ปริมาตรจำเพาะ (Effective Volume) ของถังปฏิกิริยาลดลง คิดระยะเวลาเก็บกักน้ำจริงของถังปฏิกิริยาในการทดลองนี้ได้เป็น 84.1% ในขณะที่ประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีของน้ำเสียสังเคราะห์ที่ซีโอดีและแอมโมเนียเริ่มต้น 400 มล./ล. และ 40 มล.-ไนโตรเจน/ล. ตามลำดับที่ระยะเวลาเก็บกักน้ำทั้ง 2 4 8 และ 12 ชั่วโมง มีประสิทธิภาพเป็น 91.9% 91.6% 92.1% และ 98.7% ตามลำดับ คิดอัตราการบำบัดซีโอดีสูงสุดได้เป็น 171 มก./ล./ชม. ผลการบำบัดไนโตรเจนของระบบพบว่าสามารถเกิดปฏิกิริยาไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันได้ดีที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 12 และ 8 ชั่วโมง มีประสิทธิภาพในการบำบัดแอมโมเนียไนโตรเจนเป็น 99% มีประสิทธิภาพในการบำบัดไนโตรเจนทั้งหมดเป็น 37.3% และ 52.5% ตามลำดับ ส่วนที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 4 และ 2 ชั่วโมง การเกิดปฏิกิริยาไนตริฟิเคชันต่ำ น้ำขาออกมีแอมโมเนียเหลืออยู่ 30.2?3.99และ 34.4?0.910 มก.-ไนโตรเจน/ล. ตามลำดับ และไม่มีไนไตร์ตและไนเตรตเกิดขึ้น คิดอัตราไนตริฟิเคชันจำเพาะเฉลี่ยได้เป็น 0.0659?0.0107 ก.-ไนโตรเจน/ตร.ม./วัน ดังนั้น สรุปได้ว่าถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศแยกชั้นชนิดไหลขึ้นมีประสิทธิภาพในการบำบัดแอมโมเนียสูงที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 8 และ 12 ชั่วโมง ความเข้มข้นของซีโอดีและแอมโมเนียไนโตรเจนที่น้ำออกมีค่าต่ำกว่ามาตรฐานน้ำทิ้ง เมื่อลดระยะเวลากักเก็บน้ำลดลงต่ำกว่า 4 ชั่วโมงระบบสามารถกำจัดซีโอดีได้ต่ำกว่ามาตรฐานน้ำทิ้ง แต่ประสิทธิภาพในการบำบัดไนโตรเจนลดลง ความเข้มข้นของแอมโมเนียที่น้ำออกสูงกว่ามาตรฐานน้ำทิ้ง รวมถึงมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันต่ำ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This reserch studied residence time distribution (RTD) of the upflow partially aerated biofilm reactor. The RTD were observe with and without plastic media under various hydraulic retention time (HRT) with a 100% recirculation rate. Tracer curves of two collecting points, anaerobic zone, and effluent, were analyzed using the mathematic model. The curve of all conditions shows that the flow patterns were plug flow in anaerobic zone and completely mix in aerobic zone because of aeration and recirculation. Reductions of HRT were increased with 84.1% of expected HRT. An upflow partially aerated biofilm reactor was developed to study the removal of COD and nitrogen from synthetic wastewater (COD 400 mg/l. and NH3 -N 40 mg-N/l). The studied HRT were of 2, 4, 8, and 12 h, achieving COD removal efficiencies of 91.9%, 91.6%, 92.1%, and 98.7%, respectively. The highest COD removal rate was 171 mg/l/h. When HRT were 12 and 8 h, the reactor attained a good performance of denitrification and nitrification processes and the NH3-N removal efficiency reached 99% while total nitrogen (TN) reached 37.3% and 52.5%, respectively. The average nitrification rate was 0.0659?0.0107 gN/m2/d. For 2 and 4 h HRT, NH3-N in effluent were 30.2?3.99and 34.4?0.910 mg/l, respectively with little nitrite or nitrate production. The results demonstrated that the upflow partially aerated biofilm reactor can be operated at HRT of 2, 4, 8, and 12 h with more than 90% COD removal efficiency and at HRT of 12 h and 8 h for more than 99% of NH3-N removal and 40% for TN removal.

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.