แบบจำลองคณิตศาสตร์เชิงพลวัตของเรือนผลิตน้ำแร่สำหรับบริโภคในชุมชน
Dynamic Mathematical Models of Mineral Water Production for Community Consumption
Keywords:
พัฒนาแบบจำลองคณิตศาสตร์, ระบบเครื่องกรองน้ำบาดาลการไหลวนแบบวงแหวนลง, The development of the mathematical model, Recirculation Ring Drown Flow Filter Reactor of GroundwaterAbstract
วัตถุประสงค์และที่มา : การวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแบบจำลองพลวัตเครื่องปฏิกรณ์ปลั๊กไหลแบบวงแหวนหมุนเวียน (Recirculation Ring Plug-Flow Reactor: RRPFR) และแบบจำลองพลวัตเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนผสมวงแหวนหมุนเวียน(Recirculation Ring Completely-Mixed Stirred Tank Reactor : RRCSTR) ของระบบเครื่องกรองน้ำบาดาลการไหลวนแบบวงแหวนลง (Recirculation Ring Drown Flow Filter Reactor of Groundwater: RRFRG) วิธีดำเนินการวิจัย : ระบบการไหลวนแบบวงแหวนลงเข้าถังปฏิกรณ์เหล็ก (Fe) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.15 เมตรความสูง 4 เมตร เชื่อมต่อเข้าชุดถังปฏิกรณ์เรซิ่นที่ 2 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.15 เมตร ระดับความสูง 1.2 เมตร จำนวน 12 ถัง มีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความยาว (D:L) (<1:4) ผลการวิจัย : พบว่าอัตราส่วนหมุนเวียน (R) เท่ากับ 3 มีค่าความเข้มข้นพื้นหลังเหล็ก (Fe*) และความเข้มข้นพื้นหลังความกระด้าง (CaCO3*) เท่ากับ 0.071 และ 0.032 มิลลิกรัม/ลิตร ใช้เวลากักเก็บ (HRT) ที่ 0.09 วัน มีประสิทธิภาพสูงสุดในการกำจัดค่าเหล็ก (Fe) และความกระด้าง (CaCO3) (Removal Fe & CaCO3 Efficiency) เท่ากับ 99.8677% และ 99.996% สรุปผลการวิจัย จากการพัฒนาแบบจำลองคณิตศาสตร์พบว่าเกิดปฏิกิริยาอันดับ 2 ของแบบจำลองพลวัต RRCSTR มีค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงของค่าเหล็ก (Fe) และค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงของความกระด้าง (CaCO3) k2nd เท่ากับ 3396.80 1/วัน และ 11091 1/วัน Background and Objectives: The objective of this study was to develop the dynamic modeling of Recirculation Ring Plug-Flow Reactor (RRPFR) and Recirculation Ring Completely-Mixed Stirred Tank Reactor (RRCSTR) of a Recirculation Ring Drown Flow Filter Reactor of Groundwater (RRFRG). Methodology: The flow direction is perpendicular to the Recirculation Ring Drown Flow-cylindrical reactor. The inflow into the iron reactor diameter 0.15 m., height 4 m., connected to the second resin reactor, diameter 0.15 m., height 1.2 meters of 12 reactors had a diameter to length ratio (D:L) (<1:4) Main Results: It was found that the ratio (R) was 3 with the background concentration iron (Fe*) and the background concentration hardness (CaCO3*) were 0.071 and 0.032 mg/L. The hydraulic retention time (HRT) at 0.09 day was the highest efficiency to remove Fe and CaCO3 were 99.867% % and 99.996 % in groundwater. Conclusions: The development of the mathematical model, it was found that second-order reaction occurred in Recirculation Ring Completely-Mixed Stirred Tank Reactor (RRCSTR) with a coefficient of constant k2nd were 3396.80 1/day and 11091 1/day.References
APHA, AWWA, and WEF, (1999). Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association.
Barbara, S. and Thomus, R. (2003). Exploring Earth Sciences. Water of the World.
Burger, M. Krentz, C. Merce, r. and Gagon, G. (2008). Manganese removal and occurrence of manganese oxidizing bacteria in full-scale biofilters. Water Supply Res Technol, 57,351-359.
Department of Medical Sciences. (2019). Handbook of drinking water standards in Thailand. Bureau of Quality and Food Safety Department of Medical Sciences Ministry of Public Health. (in Thai)
Jarawae, R., Namayam, S and E-tea, R. (2017). The Study on Physical Qualities of the Groundwater Filtered by Simple Water Filters. The Sci J of Phetchaburi Rajabhat University, 14(1), 1-12. (in Thai)
Jirasak, J. (1985). Environmental Process. Khon Kaen University: Khon Kaen. (in Thai)
Kadlec, R.H. and Knight, R.L. (1996). Treatment Wetlands CRC Press. Inc: U.S.A.
Kadlec, R. H. and Wallace, S. D. (2009). Treatment Wetlands. (2nded). Boca Raton: CRC Press.
Metcalf, E. (1991). Wastewater Engineering. 3rd ed. New York: McGraw – Hill.
Reynolds, TD. (1982). Solutions manual for unit operations and processes in environmental engineering. California: Brooks/Cole Engineering Division.
Suksomboon, R., Junsiri, C., Tangjitjaroenkit, S., Moselhy, M. and Padungthon, P. (2019). Mathematical models of a fluidized bed bioreactor using granular activated carbon (FBBR-GAC) for wastewater treatment. Engineering and Applied Science Research, 46(3), 183-191.
Suksomboon, R., Junsiri, C., Kanyakam, S. and Tangjitjaroenkit, S. (2021a). Mathematical Model of Subsurface Recirculation Flow Constructed Wetland Domestic Wastewater Treatment for Household. Rajabat Chiang Mai Research Journal, 22, 37-48. (in Thai)
Suksomboon, R., Uanwang, C., Poosumrong L. and Anantasirichai W,. (2021b). Mathematical Dynamic Recirculation Plug-Flow Areal ReactorModels of Subsurface RecirculationFlow Constructed Wetland Wastewater Treatment for Floating Agriculture Using in Greenhouse. Engineering JournalChiang Mai University Journal, 28, 37-48. (in Thai)
Suksomboon, R., Tangjitjaroenkit, S. and Junsiri, C. 2021c. An Integrated Fluidized Bed Bioreactor (iFBBR)by Mathematical Models. Rajamangala University of Technology Srivijaya Research,13(3), 623-636. (in Thai)
Wichai, S. (2009). Hydrology. Khon Kaen University: Khon Kaen. (in Thai)
Xing, D., Guangyang, L., Fangshu, Q., Kai, L., Senlin, S., Guibai, L. and Heng, L. (2017). Removal of iron, manganese and ammonia from groundwater using a PAC-MBR system. The anti-pollution ability, microbial population and membrane fouling. Desalinaiton, 403, 97-106.
