การบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดด้วยกระบวนการรวมตะกอนด้วยไฟฟ้าและการทำให้ลอย ภายในถังปฏิกิริยาแบบอากาศยกที่มีการไหลวนภายนอก

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดด้วยกระบวนการรวมตะกอนด้วยไฟฟ้าและการทำให้ลอย (Electro-coagulation/flotation) ภายในถังปฏิกิริยาแบบฟองอากาศ (Bubble Column Reactor, BCR) และถังปฏิกิริยาแบบอากาศยกที่มีการไหลวนภายนอก (Air-lift reactor, ALR) เพื่อลดปัญหาการเติมสารโคแอกกูแลนท์และความยุ่งยากในการการติดตั้งอุปกรณ์ของกระบวนการโคแอกกูเลชัน โดยทำการศึกษาผลกระทบของชนิดของขั้วไฟฟ้า ระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้า และจำนวนขั้วไฟฟ้าต่อประสิทธิภาพการบำบัดด้วยการเดินระบบแบบทีละเท จากผลการทดลอง พบว่า สภาวะการเดินระบบที่เหมาะสม คือ ใช้ขั้วอะลูมิเนียมเป็นขั้วไฟฟ้าจำนวน 2 แผ่น ระยะห่างระหว่างขั้ว 2 เซนติเมตร จากการเปรียบเทียบการเดินระบบด้วยถังปฏิกิริยาแบบ BCR และแบบ ALR พบว่า การใช้ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า ที่ 100 - 125 แอมแปร์ต่อตารางเมตร ให้ประสิทธิภาพในการบำบัด 99 เปอร์เซ็นต์ โดยข้อดีของการเดินระบบในถังปฏิกิริยาแบบอากาศยก คือ มีการวนกลับของอะลูมิเนียมอิออน และใช้พลังงานน้อยกว่า ทำให้อายุการใช้งานของขั้วอิเล็กโทรดเพิ่มขึ้น รวมถึงตะกอนด้านบนมีความแน่นมากกว่าตะกอนในถังปฏิกิริยาแบบ BCR และจากการพิจารณาตัวแปรด้านอุทกพลศาสตร์ของฟองอากาศพบว่ามีความสัมพันธ์กับประสิทธิภาพและอัตราเร็วในการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดด้วยถังปฏิกิริยาทั้งสองแบบ จากการศึกษาการเดินระบบแบบต่อเนื่องในถังปฏิกิริยาทั้ง 2 แบบ พบว่า ที่อัตราการไหลของน้ำเข้าต่ำกว่า 15 ลิตรต่อชั่วโมง ให้ประสิทธิภาพการบำบัดประมาณ 85% โดยผลการวิเคราะห์ฟังก์ชันการกระจายเรซิเดนซ์ไทม์ พบว่า ถังปฏิกิริยาแบบอากาศยกสามารถรักษารูปแบบการไหลเป็นแบบไหลในท่อ (Plug flow reactor) ได้มากกว่าถังปฏิกิริยาแบบฟองอากาศ ดังนั้น จึงให้ประสิทธิภาพการบำบัดที่สูงกว่าเมื่ออัตราการไหลของน้ำเสียขาเข้าสูงขึ้น