Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเปรียบเทียบกระบวนการกรองตรง ระหว่างการแยกอนุภาคความขุ่น และการแยกอิมัลชันน้ำมันออกจากเฟสน้ำ

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Comparison of direct filtration between turbidity separation and oily-emulsion separation from aqueous phase

Year (A.D.)

2010

Document Type

Thesis

First Advisor

พิสุทธิ์ เพียรมนกุล

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

DOI

10.58837/CHULA.THE.2010.1617

Abstract

เปรียบเทียบกลไกการทำงานของถังกรองทรายแบบกรองตรง ในการแยกอนุภาคที่มีลักษณะทางกายภาพแตกต่างกันคือ อนุภาคความขุ่น และอิมัลชันของน้ำมัน โดยศึกษาการทำงานของถังกรองทรายแบบกรองตรงที่ไม่มีและมีการเติมสารเคมี (สารส้ม) รวมถึงประยุกต์ใช้สมการประสิทธิภาพการกรอง (Filtration efficiency equation) และสมการคำนวณความดันลด (Pressure drop equation) ในการอธิบายกลไกที่เกิดขึ้น จากผลการทดลองพบว่า ถังกรองทรายแบบกรองเร็วสามารถแยกอนุภาคความขุ่นได้ดีถึง 96.65% ในขณะที่สามารถแยกอิมัลชันของน้ำมันได้เพียง 45.52% เนื่องจากอนุภาคน้ำมันมีขนาดเล็กกว่าอนุภาคความขุ่น และมีเสถียรภาพสูงทำให้ยากต่อการแยกด้วยถังกรองทรายแบบธรรมดา จึงต้องมีการปรับปรุงคุณภาพน้ำก่อนเข้าสู่ถังกรอง ด้วยกระบวนการสร้างและรวมตะกอน เพื่อทำลายเสถียรภาพของอนุภาคน้ำมันก่อนเข้าสู่ถังกรอง โดยพบว่าเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารส้ม ประสิทธิภาพของถังกรองเพิ่มขึ้น เนื่องจากฟล้อคของสารส้มจับตัวกับอนุภาคน้ำมัน และสะสมอยู่ด้านบนและภายในช่องว่างของชั้นกรอง ทำให้ความพรุนลดลง ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการชนและการเกาะติดของอนุภาคภายในชั้นกรองอย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์ดังกล่าวส่งผลเสียต่อความดันลดภายในชั้นกรองที่เพิ่มขึ้น และอายุการใช้งาน รวมถึงรูปแบบการเดินระบบโดยรวม จึงได้มีการประยุกต์การเติมอากาศ เพื่อเพิ่มอายุการทำงานของถังกรอง พบว่าช่วยลดการสะสมของอนุภาคต่างๆ บริเวณผิวหน้าชั้นกรอง ทำให้มีระยะเวลาการทำงานที่นานขึ้น แต่ต้องใช้พลังงานในการเติมอากาศค่อนข้างมาก และจากการประยุกต์การเติมอากาศแบบกะ (Batch) พบว่าสามารถช่วยลดการสะสมของอนุภาคต่างๆ ที่ผิวหน้าชั้นกรองได้ และยังทำให้สามารถใช้สารกรองได้อย่างมีประสิทธิภาพขึ้นอีกด้วย จากการประยุกต์ใช้สมการทางคณิตศาสตร์ของการกรองพบว่า ประสิทธิภาพการทำงานของถังกรองทราย สอดคล้องกับค่าความพรุนของชั้นกรอง การสะสมตัวของอนุภาคต่างๆ ภายในชั้นกรอง ขนาดของสารกรองที่เกิดจากการสะสมตัว และความปั่นป่วนภายในชั้นกรองที่เกิดขึ้น

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

To compare direct filtration between turbid particles and oily-emulsion separation from aqueous phase. The experimental study was performed by using Jar Testing, Filtration equation and Pressure drop equation to evaluate the mechanism of direct filtration with and without chemical coagulant addition. By applying rapid sand filtration, the removal efficiencies (%Re) of turbid particles and oily emulsion were equal to 96.65 and 45.52, respectively. Droplet size and stability of oily emulsion were the key factors that limit the filtration mechanism occurring in filtration process: it is important to firstly improve the quality of influent phase. Adding the coagulant into the water (coagulation-flocculation) was chosen in this study in order to reduce the stability of oily particles, and increase the oil droplet size for enhancing the filtration process. The result showed that increase of alum concentration can increase the removal efficiency: this is because of the combination of generated chemical floc and oily particle attached within porosity of the filter bed. Therefore, the collision and attachment phenomena between oil droplets and filter media were thus improved, however, the pressure drop also increased. Direct filtration combined with aeration was applied in order to prolong the operation time and filtration depth. However, high energy consumption for aeration method was required. Therefore, batch aeration was introduced to decrease the particle deposits at the surface and increase the efficiency of sand filter. By using the filtration model, the increase filtration efficiency is related to the porosity of the deposited layer, grain size, and turbulence.

Link to Full Text

Share

COinS