การพัฒนากระบวนการร่วมทางกายภาพ-เคมีเพื่อผลิตน้ำหล่อเย็นและน้ำในหม้อไอน้ำจากน้ำใต้ดิน

Development of combined physico-chemical processes for cooling and boiler water production from groundwater

Name: สุพัตรา ศรีสันต์

ThaSH: น้ำใต้ดิน

ThaSH: ระบบทำให้เย็น

ThaSH: หม้อไอน้ำ

Abstract: ปัญหาหนึ่งที่มักพบในการนำน้ำบาดาลมาใช้เป็นน้ำทดแทน (Makeup Water) ในระบบหล่อเย็นและหม้อไอน้ำ คือ ความกระด้างของน้ำ ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดตะกรันในระบบ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพในการกำจัดความกระด้างและซิลิกาในน้ำบาดาลด้วยกระบวนการผสมผสานระหว่างกระบวนการทางเคมีและนาโนฟิลเตรชัน โดยทำการทดลองกับน้ำบาดาลสังเคราะห์ที่มีคุณภาพคล้ายกับน้ำบาดาลตัวอย่าง สารเคมีที่ใช้ในการทดลองกระบวนการทางเคมี ได้แก่ 1) ปูนขาว 2) สารส้ม 3) PACl 4) ปูนขาวร่วมกับสารส้ม และ 5) ปูนขาวร่วมกับ PACl โดยตัวแปรที่พิจารณาในการศึกษานี้ ได้แก่ คุณภาพน้ำหลังผ่านกระบวนการทางเคมี-นาโนฟิลเตรชัน และการอุดตันของนาโนฟิลเตรชันเมมเบรน โดยพิจารณาจากพารามิเตอร์ ดังต่อไปนี้ 1) ค่าฟลักซ์ของน้ำสะอาดที่ถูกเทียบค่าด้วยน้ำ DI (Normality Flux, J/J0) 2) อัตราการไหลของน้ำสะอาดที่ถูกเทียบค่า (Normalized Permeate Flow, NPF) และ 3) การวิเคราะห์พื้นผิวเมมเบรนด้วย SEM-EDX ผลการศึกษาพบว่า ในกระบวนการทางเคมี ที่ปริมาณปูนขาว 360 มก./ล. (mg/l) และ PACl 1.2x10-4 โมลอลูมินัม/ล. (mol Al/l) มีประสิทธิภาพสูงที่สุดในการกำจัดความกระด้างทั้งหมดและซิลิกา ทั้งนี้กระบวนการผสมผสานระหว่างกระบวนการทางเคมีและนาโนฟิลเตรชันสามารถกำจัดความกระด้างทั้งหมดและซิลิการวมได้มากกว่า 96.3±0.0 และ 70.8±0.1 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ โดยน้ำหลังผ่านการบำบัดมีความกระด้างและปริมาณซิลิกาผ่านมาตรฐานคุณภาพน้ำสำหรับระบบหล่อเย็นของ Japan Refrigeration and Air Conditioning Industry Association (JRA) นอกจากนี้กระบวนการทางเคมีโดยการเติมปูนขาวร่วมกับ PACl ยังช่วยลดการเกิดการอุดตันของนาโนฟิลเตรชันเมมเบรน ส่งผลให้นาโนฟิลเตรชันเมมเบรนมีอัตราการนำน้ำกลับสูงที่สุด ที่มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ และที่อัตราการน้ำกลับดังกล่าว %J/J0 และ %NPF ลดลง 6.0 และ 0.6 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์พื้นผิวของเมมเบรนด้วย SEM-EDX พบว่าฟาวแลนท์ที่ผิวเมมเบรนมีลักษณะเป็นคราบ ไม่เห็นเป็นผลึกที่ชัดเจน ซึ่งแตกต่างจากกรณีน้ำที่ไม่ผ่านกระบวนการทางเคมี ซึ่งจะเห็นผลึกได้ชัดและรวมตัวเป็นชั้นหนา

Abstract: Hardness is one of major problem in producing makeup water for cooling system and boiler from groundwater since it generates scale. This research therefore aims to study the effectiveness of hardness and silica removal from groundwater by chemical and nanofiltration processes. Synthetic groundwater, prepared to match the real ground water sample, was applied in the laboratory-scale experiments. Chemicals those are used namely 1) lime 2) alum 3) PACl 4) lime with alum and 5) lime with PACl. The analytical parameters of this work are water quality after treatment, membrane fouling in terms of %Normality Flux (J/J0), % Normalized Permeate Flow (NPF) and SEM-EDX of membrane surface. The study revealed that the chemical process with Calcium hydroxide 360 mg/L and PACl of 1.2x10-4 mol Al/L gave the most effective in removing hardness and silica. The combined chemical-nanofiltration process then can remove overall hardness and silica more than 96.3±0.0% and 70.8±0.1%, respectively. The quality of treated water was compatible with the standard of the Japan Refrigeration and Air Conditioning Industry Association (JRA). Moreover the chemical process with lime and PACl can reduce membrane fouling. The highest %recovery of membrane process was higher than 80%, while %J/J0 and %NPF were reduced of 6.0% and 0.6%, respectively. The result of %J/J0 and %NPF were in accordance to SEM-EDX.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: พิสุทธิ์ เพียรมนกุล

Role: ที่ปรึกษา

Name: ณัฐวิญญ์ ชวเลิศพรศิยา

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2560

Modified: 2569-09-01

Issued: 2569-09-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5870261021.pdf	11.46 MB

ใช้เวลา

0.033722 วินาที