การวิเคราะห์อุปกรณ์ชนิดท่อยืดหยุ่นจากของเสียประเภทยางในกระบวนการเติมอากาศ

Analysis of flexible aeration diffuser tube from rubber waste in aeration process

Name: นราพงศ์ หงส์ประสิทธิ์

ThaSH: ยาง -- การนำกลับมาใช้ใหม่

ThaSH: ท่อยาง

ThaSH: น้ำ -- การเติมอากาศ

LCSH: Rubber -- Recycling

LCSH: Tubes

LCSH: Water -- Aeration

Abstract: ศึกษาแนวทางการประยุกต์ใช้ท่อยืดหยุ่นเป็นอุปกรณ์เติมอากาศแบบท่อ โดยศึกษาสมบัติทางกายภาพของท่อยืดหยุ่น ได้แก่ ความหนาผนังท่อ ความทนต่อแรงดึง (Tensile strength) ความแข็ง (Hardness) และความยืด (Elongation) เพื่อเลือกตัวอย่างท่อที่เหมาะสม โดยเปรียบเทียบสมรรถภาพด้วยการวิเคราะห์ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทออกซิเจน (kLa) และประสิทธิภาพเชิงพลังงานในถังเติมอากาศปริมาตรประมาณ 10 ลิตร โดยศึกษากลไกการถ่ายเทออกซิเจนและผลกระทบจากสารเจือปนในน้ำ (ดินขาว เกลือ และเซลล์จุลชีพ) ต่อการถ่ายเทออกซิเจนโดยวิเคราะห์ตัวแปรด้านการถ่ายเทมวลสารและอุทกพลศาสตร์ของฟองอากาศ รวมถึงวิเคราะห์การอุดตันและวิธีทำความสะอาดที่เหมาะสม จากนั้นศึกษารูปแบบการจัดเรียงท่อที่เหมาะสมในถังเติมอากาศขนาด 2,500 ลิตร รูปแบบการกระจายของเรซิเดนซ์ไทม์ (RTD) และประยุกต์ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการทำนายค่าสัมประสิทธิ์ kLa เพื่อใช้ผลการวิจัยเป็นข้อมูลเบื้องต้นประกอบการออกแบบ และประยุกต์ใช้งานอุปกรณ์เติมอากาศชนิดท่อยืดหยุ่น ในกระบวนเติมอากาศได้อย่างเหมาะสม จากผลการทดลองพบว่า ท่อยืดหยุ่นตัวอย่างที่ 6.3 มีความเหมาะสมในการประยุกต์เป็นอุปกรณ์เติมอากาศแบบท่อ เนื่องจากมีสมบัติทางกายภาพที่เหมาะสม ทั้งในด้านการถ่ายเทออกซิเจนและในด้านการใช้พลังงาน การเติมอากาศในน้ำเกลือทำให้เกิดฟองอากาศขนาดเล็ก และมีพื้นที่สัมผัสจำเพาะมาก ส่วนน้ำที่มีเซลล์จุลชีพส่งผลรบกวนการซึมของออกซิเจนผ่านชั้นกลางของเหลว ทำให้สัมประสิทธิ์การเคลื่อนย้ายมวลผ่านชั้นกลางของเหลว (kL) ลดลงอย่างมาก ซึ่งสามารถอธิบายได้โดยการวิเคราะห์ตัวแปรทางอุทกพลศาสตร์ของฟองอากาศและการถ่ายเทมวลสาร จากการวิเคราะห์การอุดตันของอุปกรณ์พบว่าไม่ควรหยุดเติมอากาศนานเกิน 3 วัน และควรทำความสะอาดด้วยวิธีการเป่าลมด้วยความดัน 3 บาร์ นาน 30 นาที สำหรับผลกระทบจากรูปแบบการจัดเรียงท่อเติมอากาศพบว่าให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจนประมาณ 15.08% และให้รูปแบบการกระจายของเรซิเดนซ์ไทม์ใกล้เคียงกัน โดยควรออกแบบโดยใช้ท่อยาว 7.5 ม. ต่อพื้นที่ก้นถังเติมอากาศ 1.33 ตร.ม. นอกจากนี้ จากการประยุกต์ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการทำนายค่าสัมประสิทธิ์ kLa พบว่ามีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า 20%

Abstract: To study flexible aeration diffuser due to obtaining the optimal diffuser. The physical properties of the various rubber tubes (tube wall thickness, tensile strength, hardness and elongation) were analyzed. The oxygen transfer performances were compared in the term of volumetric mass transfer coefficient (kLa) and energy efficiency occur in 10 liters of aeration tank. The effect of different contaminants (kaolin, NaCl and MLSS) on aeration mechanism was investigated in terms of bubble hydrodynamic and mass transfer parameters. Moreover, the tube fouling was studied and then the suitable cleaning method was proposed. In this study, the effect of tube layout located in tank with 2500 L was also considered by determining the kLa coefficients and residence time distribution (RTD). In addition, the theoretical prediction model was proposed and applied as a primary data in aeration system design and operation. The result has shown that, from oxygen transfer and energy consumption, the tube No. 6.3 should be chosen as the suitable aeration diffuser. The aeration in NaCl solution affected on small bubble size which increased interfacial area (a). While the MLSS condition affected on the oxygen transfer which decreased liquid-side mass transfer coefficient (kL) significantly. The aeration should not be stopped longer than 3 days for avoiding the tube clogging. Air purging should be chosen as the suitable cleaning method with 3 bars of pressure in 30 min. From the study of tube layout, it can be found that the closed oxygen transfer efficiency (15.08%) and the residence time distribution were obtained. Note that the arrangement was applied with 7.5 m. of tube length per 1.33 m2 of the bottom area of the tank. In addition, the suitable model was proposed for predicting the kLa with errors less than 20%.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ศูนย์วิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: พิสุทธิ์ เพียรมนกุล

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2555-06-19

Issued: 2555-06-19

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Narapong_ho.pdf	4.81 MB	53	2022-10-05 10:18:44

ใช้เวลา

0.02063 วินาที