การเพิ่มปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำด้วยถังปฏิกรณ์ไฮโดรไดนามิกส์คาวิเตชั่นที่ใช้แผ่นออริฟิซสำหรับอุปกรณ์เหนี่ยวนำคาวิเตชั่น
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเพิ่มปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำ ด้วยถังปฏิกรณ์ไฮโดรไดนามิกส์คาวิเตชั่นชนิดใช้แผ่นออริฟิซเป็นอุปกรณ์เหนี่ยวนำคาวิเตชั่น โดยใช้น้ำผิวดินที่มีปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำเริ่มต้นต่ำเพียง 1.5 ppm ซึ่งไม่เพียงพอต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ ในการศึกษานี้ได้มุ่งเน้นการเปรียบเทียบแผ่นออริฟิซ 6 แบบที่มีรูปแบบแตกต่างกันเพื่อใช้เป็นอุปกรณ์เหนี่ยวนำคาวิเตชั่น ตัวแปรในการศึกษาได้แก่ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูบนของแผ่นออริฟิซ (2 และ 4 มิลลิเมตร) จำนวนรูที่เจาะบนแผ่นออริฟิซ (3 4 และ 5 รู) และระยะเวลาในการบำบัดช่วง 5 ถึง 90 นาที โดยเก็บตัวอย่างทุก ๆ 5 นาที จากผลการทดลองพบว่าปรากฏการณ์ไฮโดรไดนามิกส์คาวิเตชั่น ที่เกิดจากการเหนี่ยวนำของแผ่นออริฟิซทุกแผ่นที่ทำการศึกษา สามารถเพิ่มปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำได้เกินกว่า 5 ppm ซึ่งเป็นระดับที่เพียงพอสำหรับการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ ที่ระยะเวลาบำบัด 10 นาที โดยพบว่าแผ่นออริฟิซที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ 4 มิลลิเมตร จำนวน 4 รู สามารถเพิ่มปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำได้เร็วและสูงที่สุด กล่าวคือสามารถเพิ่มจาก 1.5 ppm เป็น 9.5 ppm ที่ระยะเวลาบำบัด 5 นาที และสูงสุด 11.5 ppm ที่ระยะเวลาบำบัด 25 นาที กล่าวคือปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำจะเพิ่มขึ้นในช่วง 30 นาทีแรกของการทดลอง จากนั้นมีแนวโน้มลดลงเนื่องจากอุณหภูมิของน้ำที่เพิ่มขึ้น จึงสามารถสรุปได้ว่าถังปฏิกรณ์แบบแผ่นออริฟิซสามารถนำมาใช้เพิ่มปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำได้ อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้ถังปฏิกรณ์ไฮโดรไดนามิกส์คาวิเตชั่นแบบแผ่นออริฟิซเพื่อเพิ่มปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำ ควรมีการควบคุมอุณหภูมิของน้ำและระยะเวลาที่น้ำอยู่ในถังปฏิกรณ์ เนื่องจากอุณหภูมิมีอิทธิพลต่อความสามารถในการละลายของออกซิเจนในน้ำ เพื่อให้ได้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำที่เพียงพอ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
นโยบายการรับบทความ
กองบรรณาธิการวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น มีความยินดีรับบทความจากอาจารย์ประจำ และผู้ทรงคุณวุฒิในสาขาวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี ที่เขียนเป็นภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษ ซึ่งผลงานวิชาการที่ส่งมาขอตีพิมพ์ต้องไม่เคยเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์อื่นใดมาก่อน และต้องไม่อยู่ในระหว่างการพิจารณาของวารสารอื่นที่นำส่ง ดังนั้นผู้สนใจที่จะร่วมเผยแพร่ผลงานและความรู้ที่ศึกษามาสามารถนำส่งบทความได้ที่กองบรรณาธิการเพื่อเสนอต่อคณะกรรมการกลั่นกรองบทความพิจารณาจัดพิมพ์ในวารสารต่อไป ทั้งนี้บทความที่สามารถเผยแพร่ได้ประกอบด้วยบทความวิจัย ผู้สนใจสามารถศึกษาและจัดเตรียมบทความจากคำแนะนำสำหรับผู้เขียนบทความ
การละเมิดลิขสิทธิ์ถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ส่งบทความโดยตรง บทความที่ได้รับการตีพิมพ์ต้องผ่านการพิจารณากลั่นกรองคุณภาพจากผู้ทรงคุณวุฒิและได้รับความเห็นชอบจากกองบรรณาธิการ
ข้อความที่ปรากฏภายในบทความของแต่ละบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเล่มนี้ เป็น ความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่าน ไม่เกี่ยวข้องกับสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น และคณาจารย์ท่านอื่น ๆ ในสถาบัน แต่อย่างใด ความรับผิดชอบด้านเนื้อหาและการตรวจร่างบทความแต่ละบทความเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใด ๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
กองบรรณาธิการขอสงวนสิทธิ์มิให้นำเนื้อหา ทัศนะ หรือข้อคิดเห็นใด ๆ ของบทความในวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น ไปเผยแพร่ก่อนได้รับอนุญาตจากผู้นิพนธ์ อย่างเป็นลายลักษณ์อักษร ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
ผู้ประสงค์จะส่งบทความเพื่อตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น สามารถส่ง Online ที่ https://www.tci-thaijo.org/index.php/TNIJournal/ โปรดสมัครสมาชิก (Register) โดยกรอกรายละเอียดให้ครบถ้วนหากต้องการสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมที่
- กองบรรณาธิการ วารสารสถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
- ฝ่ายวิจัยและนวัตกรรม สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น
เลขที่ 1771/1 สถาบันเทคโนโลยีไทย-ญี่ปุ่น ซอยพัฒนาการ 37-39 ถนนพัฒนาการ แขวงสวนหลวง เขตสวนหลวง กรุงเทพมหานคร 10250 ติดต่อกับคุณพิมพ์รต พิพัฒนกุล (02) 763-2752 , คุณจุฑามาศ ประสพสันติ์ (02) 763-2600 Ext. 2402 Fax. (02) 763-2754 หรือ E-mail: JEDT@tni.ac.th
เอกสารอ้างอิง
S. F. Jane, J. L. Mincer, M. P. Lau, A. S. L. Lewis, J. T. Stetler, and K. C. Rose, “Longer duration of seasonal stratification contributes to widespread increases in lake hypoxia and anoxia,” Global Change Biol., vol. 29, no. 4, pp. 1009–1023, 2023, doi: 10.1111/gcb.16525.
P. R. Kannel, S. Lee, Y.-S. Lee, S. R. Kanel, and S. P. Khan, “Application of water quality indices and dissolved oxygen as indicators for river water classification and urban impact assessment,” Environ. Monit. Assess., vol. 132, no. 1, pp. 93–110, 2007, doi: 10.1007/s10661-006-9505-1.
N. Naveedullah et al., “Water quality characterization of the Siling reservoir (Zhejiang, China) using water quality index,” CLEAN – Soil, Air, Water, vol. 44, no. 5, pp. 553–562, 2016.
O. I. Abdul-Aziz and A. K. Gebreslase, “Emergent scaling of Dissolved Oxygen (DO) in freshwater streams across contiguous USA,” Water Resour. Res., vol. 59, no. 2, 2023, Art. no. e2022WR032114, doi: 10.1029/2022WR032114.
A. A. M. Ahmed, S. J. J. Jui, M. A. I. Chowdhury, O. Ahmed, and A. Sutradha, “The development of dissolved oxygen forecast model using hybrid machine learning algorithm with hydro-meteorological variables,” Environ. Sci. Pollut. Res., vol. 30, pp. 7851–7873, 2023, doi: 10.1007/s11356-022-22601-z.
Q. Zuo, Y. Tian, G. Ma, Z. Li, and Z. Sun, “Design of an integrated A/D converter for dissolved oxygen sensor interface in aquaculture,” in Proc. Int. Conf. Mech. and Robot. (ICMAR), Zhuhai, China, Feb. 2022, doi: 10.1109/ICMAR55693.2022.9856385.
A. Rajwa-Kuligiewicz, R. J. Bialik, and P. M. Rowinski, “Dissolved oxygen and water temperature dynamics in lowland rivers over various timescales,” J. Hydrol. Hydromech., vol. 63, no. 4, pp. 353–364, 2015.
S. Heddam, “Intelligent data analytics approaches for predicting dissolved oxygen concentration in river: Extremely randomized tree versus random forest, MLPNN and MLR,” in Intelligent Data Analytics for Decision-Support Systems in Hazard Mitigation: Theory and Practice of Hazard Mitigation, R. C. Deo, P. Samui, O. Kisi, and Z. M. Yaseen, Eds., Singapore: Springer Singapore, 2021, pp. 89–107.
X. Wang, F. Wang, and W. Wei, “Linear active disturbance rejection control of dissolved oxygen concentration based on benchmark simulation model number 1,” Math. Problems Eng., vol. 2015, 2015, Art. no. 178953, doi: 10.1155/2015/178953.
V. P. Sarvothaman, S. Nagarajan, and V. V. Ranade, “Treatment of solvent-contaminated water using vortex-based cavitation: Influence of operating pressure drop, temperature, aeration, and reactor scale,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 57, no. 28, pp. 9292–9304, 2018.
J. Loughrin, S. Antle, K. Sistani, and N. Lovanh, “In situ acoustic treatment of anaerobic digesters to improve biogas yields,” Environments, vol. 7, no. 2, Feb. 2020, Art no. 11, doi: 10.3390/environments7020011.
K. O. Badmus, N. Irakoze, O. R. Adeniyi, and L. Petrik, “Synergistic advance Fenton oxidation and hydrodynamic cavitation treatment of persistent organic dyes in textile wastewater,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 8, no. 2, Apr. 2020, Art. no. 103521, doi: 10.1016/j.jece.2019.103521.
P. Jain, V. M. Bhandari, K. Balapure, J. Jena, V. V. Ranade, and D. J. Killedar, “Hydrodynamic cavitation using vortex diode: An efficient approach for elimination of pathogenic bacteria from water,” J. Environ. Manag., vol. 242, pp. 210–219, 2019, doi: 10.1016/j.jenvman.2019.04.057.
P. B. Patil, V. M. Bhandari, and V. V. Ranade, “Improving efficiency for removal of ammoniacal nitrogen from wastewaters using hydrodynamic cavitation,” Ultrason. Sonochem., vol. 70, 2021, Art. no. 105306, doi: 10.1016/j.ultsonch.2020.105306.
M. Lebiocka, “Application of hydrodynamic cavitation to improve the biodegradability of municipal wastewater,” J. Ecol. Eng., vol. 21, no. 6, pp. 155–160, 2020.
S. Zhang, L. Shen, and W. Gong, “Enhancing the degradation of Rhodamine B by hydrodynamic cavitation with CCl4 augmentation,” Adv. Mater. Res., vol. 864–867, pp. 1244–1252, 2013, doi: 10.4028/www.scientific.net/amr.864-867.1244.
A. G. Chakinala, P. R. Gogate, A. E. Burgess, and D. H. Bremner, “Industrial wastewater treatment using hydrodynamic cavitation and heterogeneous advanced Fenton processing,” Chem. Eng. J., vol. 152, no. 2-3, pp. 498–502, Oct. 2009, doi: 10.1016/j.cej.2009.05.018.
P. R. Gogate and P. N. Patil, “Combined treatment technology based on synergism between hydrodynamic cavitation and advanced oxidation processes,” Ultrason. Sonochem., vol. 25, pp. 60–69, 2015, doi: 10.1016/j.ultsonch.2014.08.016.
N. S. M. Yusof, B. Babgi, Y. Alghamdi, M. Aksu, J. Madhavan, and M. Ashokkumar, “Physical and chemical effects of acoustic cavitation in selected ultrasonic cleaning applications,” Ultrason. Sonochem., vol. 29, pp. 568–576, 2016, doi: 10.1016/j.ultsonch.2015.06.013.
M. S. Plesset, “The dynamics of cavitation bubbles,” J. Appl. Mech., vol. 16, no. 3, pp. 277–282, 2021.
D. Jacobsen, “Low oxygen pressure as a driving factor for the altitudinal decline in taxon richness of stream macroinvertebrates,” Oecologia, vol. 154, no. 4, pp. 795–807, 2007.
U. Durlević, “The analysis of the quality of surface water of danube in the republic of Serbia for 2018,” Zbornik Radova - Geografski Fakultet Univerziteta U Beogradu, vol. 68, pp. 53–70, Dec. 2020, doi: 10.5937/zrgfub2068053d.
B. Balasundaram and S. T. L. Harrison, “Disruption of brewers’ yeast by hydrodynamic cavitation: Process variables and their influence on selective release,” Biotechnology Bioengineering, vol. 94, no. 2, pp. 303–311, 2006, doi: 10.1002/bit.20878.
