การเปรียบเทียบกระบวนการกรองตรง ระหว่างการแยกอนุภาคความขุ่น และการแยกอิมัลชันน้ำมันออกจากเฟสน้ำ

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาเพื่อเปรียบเทียบกลไกการทำงานของถังกรองทรายแบบกรองตรง ในการแยกอนุภาคที่มีลักษณะทางกายภาพแตกต่างกัน คือ อนุภาคความขุ่น และอิมัลชันของน้ำมัน โดยศึกษาการทำงานของถังกรองทรายแบบกรองตรงที่ไม่มีและมีการเติมสารเคมี (สารส้ม) รวมถึงประยุกต์ใช้สมการประสิทธิภาพการกรอง (Filtration efficiency equation) และสมการคำนวณความดันลด (Pressure drop equation) ในการอธิบายกลไกที่เกิดขึ้น จากผลการทดลอง พบว่าถังกรองทรายแบบกรองเร็วสามารถแยกอนุภาคความขุ่นได้ดีถึงร้อยละ 96.65 ในขณะที่สามารถแยกอิมัลชันของน้ำมันได้เพียงร้อยละ 45.52 เนื่องจากอนุภาคน้ำมันมีขนาดเล็กกว่าอนุภาคความขุ่น และมีเสถียรภาพสูง จึงต้องมีการปรับปรุงคุณภาพน้ำก่อนเข้าสู่ถังกรอง ด้วยกระบวนการสร้างและรวมตะกอน เพื่อทำลายเสถียรภาพของอนุภาคน้ำมันก่อนเข้าสู่ถังกรอง โดยพบว่าเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารส้ม ประสิทธิภาพของถังกรองเพิ่มขึ้น เนื่องจากฟล้อคของสารส้มจับตัวกับอนุภาคน้ำมัน และสะสมอยู่ด้านบนและภายในช่องว่างของชั้นกรอง ทำให้ความพรุนลดลง ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการชนและการเกาะติดของอนุภาคภายในชั้นกรอง อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์ดังกล่าวส่งผลเสียต่อความดันลดภายในชั้นกรองที่เพิ่มขึ้น และอายุการใช้งาน รวมถึงรูปแบบการเดินระบบโดยรวม จึงได้มีการประยุกต์การเติมอากาศ เพื่อเพิ่มอายุการทำงานของถังกรอง พบว่าช่วยลดการสะสมของอนุภาคต่างๆ บริเวณผิวหน้าชั้นกรอง ทำให้มีระยะเวลาการทำงานที่นานขึ้น แต่ต้องใช้พลังงานในการเติมอากาศค่อนข้างมาก และจากการประยุกต์การเติมอากาศแบบกะ (Batch) พบว่าสามารถช่วยลดการสะสมของอนุภาคต่างๆ ที่ผิวหน้าชั้นกรองได้ และยังทำให้สามารถใช้สารกรองได้อย่างมีประสิทธิภาพขึ้นอีกด้วย