Engineering Commons^™

การทำนายปริมาณการใช้สารส้มในระบบผลิตน้ำประปาของการประปาส่วนภูมิภาคสาขาอุดรธานี โดยใช้โปรแกรมเหมืองข้อมูล, จินตวัฒน์ ละชินลา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการประยุกต์ใช้โปรแกรม RapidMiner V.9.2 ใช้ทำนายปริมาณสารส้มที่ใช้ในระบบผลิตน้ำประปาของการประปาส่วนภูมิภาคสาขาอุดรธานี โดยข้อมูลอินพุต 4 ตัวแปร คือ ความเป็นกรด-ด่างของน้ำดิบ ความขุ่นของน้ำดิบ ความเป็นกรด-ด่างของน้ำก่อนกรอง และความขุ่นของน้ำก่อนกรอง ข้อมูลเอาต์พุต คือ ปริมาณสารส้ม ในการสร้างแบบจำลองใช้ข้อมูลตั้งแต่ตุลาคม 2556 ถึงเมษายน 2561 จำนวน 4,029 ชุด ใช้ทฤษฎี 6 ทฤษฎี ดังนี้ W-LinearRegression W-MultilayerPerceptron W-REPTree W-M5P W-M5Rules และ Gradient Boosted Tree (GBT) และทดลองทั้งหมด 24 รูปแบบ เพื่อหาแบบจำลองที่ดีที่สุดในแต่ละรูปแบบ จากนั้นตรวจสอบแบบจำลองโดยใช้ข้อมูลชุดเดิมที่ใช้สร้างแบบจำลองและข้อมูลตั้งแต่พฤษภาคม 2561 ถึงเมษายน 2562 จำนวน 1,089 ชุด นอกจากนี้นำมาประยุกต์ใช้ลดปริมาณการใช้สารส้ม การวิเคราะห์ความอ่อนไหว จากการทดลองสรุปได้ว่า แบบจำลองที่สามารถใช้ในแต่ละรูปแบบได้ มีทั้งหมด 10 แบบจำลอง ซึ่งแบบจำลองที่มีประสิทธิภาพที่ดีที่สุด คือ แบบจำลองที่ 8 ใช้ในโรงผลิตน้ำบ้านนิคมในช่วงฤดูร้อนเท่านั้น โดยใช้ทฤษฎี GBT ได้ค่า RMSE เท่ากับ 2.049 ค่า MAE เท่ากับ 1.264 เมื่อนำแบบจำลองทั้ง 10 แบบจำลองมาใช้งาน พบว่า แบบจำลองที่ 1 5 6 และ 7 ใช้ในโรงผลิตน้ำบ้านถ่อน แบบจำลองที่ 2 8 และ 9 ใช้ในโรงผลิตน้ำบ้านนิคม แบบจำลองที่ 3 และ 10 ใช้ร่วมทั้งโรงผลิตน้ำบ้านถ่อนและบ้านนิคม และแบบจำลองที่ 4 ใช้ได้ทั้ง 3 โรงผลิตน้ำเฉพาะฤดูร้อน เมื่อนำมาประยุกต์ใช้ลดปริมาณการใช้สารส้ม พบว่า แบบจำลองที่ลดปริมาณการใช้สารส้มได้มากที่สุด คือ …

ผลของภาระบรรทุกสารอินทรีย์ต่อประสิทธิภาพของถังกรองไร้อากาศและ ผลของความลึกชั้นทรายต่อประสิทธิภาพของถังกรองทรายชีวภาพ, พัชราภรณ์ เที่ยงทอง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของภาระบรรทุกสารอินทรีย์และระยะเวลาเก็บกักต่ออัตราการบำบัดและ ประสิทธิภาพถังกรองไร้อากาศและผลของความลึกชั้นทรายต่อประสิทธิภาพของถังกรองทรายชีวภาพ โดยใช้น้ำเสียสังเคราะห์ที่เตรียมจากน้ำตาลทรายซึ่งมีความเข้มข้นเริ่มต้น 1,000 มิลลิกรัมซีโอดีต่อลิตรตลอดทั้งการทดลอง ปรับอัตราการไหลเข้าของน้ำเสีย 4 ค่า ได้แก่ 24 , 48 , 96 และ 192 ลิตรต่อวัน คิดเป็นภาระบรรทุกสารอินทรีย์ 0.5 , 1 , 2 และ 4 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน ตามลำดับ และใช้ถังกรองไร้อากาศออกเป็น 4 ถังต่อแบบอนุกรมโดยให้ไหลแบบตามกัน (Plug Flow) เพื่อให้มีระยะเวลาเก็บกักน้ำเสียตั้งแต่ 0.0625-2 วัน เดินระบบแบบไหลต่อเนื่องและควบคุมค่าพีเอชระหว่าง 7.0-7.5 ผลการทดลองพบว่าที่ภาระบรรทุกสารอินทรีย์ 0.5 , 1 , 2 และ 4 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน มีระยะเวลาเก็บกักน้ำเสียรวม 2 , 1 , 0.5 และ 0.25 วัน ตามลำดับ สามารถบำบัดสารอินทรีย์ได้ถึงร้อยละ 84.76 , 93.06 , 91.90 และ 88.58 ตามลำดับ มีค่าซีโอดีที่สามารถย่อยสลายได้เท่ากับ 861.0±30.6 มิลลิกรัมต่อลิตร มีค่าสัมประสิทธิ์ของปฏิกิริยาลำดับที่ 1 (k1) อยู่ที่ 18.8±2.40 วัน-1 และมีค่าซีโอดีที่ไม่สามารถบำบัดได้เท่ากับ 128.2±16.3 มิลลิกรัมต่อลิตร และพบว่าเมื่อเดินระบบร่วมกับถังกรองทรายชีวภาพที่ความลึกชั้นทราย 80 , 60 , 40 , 20 และ 0 เซนติเมตร ระบบมีค่าประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีอยู่ที่ร้อยละ 92-94 โดยถังกรองทรายชีวภาพช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีร้อยละ 1-5 ปริมาณซัลไฟด์ในน้ำทิ้งจากถังกรองทรายชีวภาพที่ความลึกชั้นทรายต่างๆลดลงอยู่ในช่วง 16-18 มิลลิกรัมซัลไฟด์ต่อลิตร โดยที่ความลึกชั้นทราย 80 , 60 , …

การวิเคราะห์แนวทางการลดของเสีย: กรณีศึกษาของกระบวนการผลิตขวดเพท, พีรพล วงศ์บุญนาค

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ขวดเพทได้รับความนิยมแก่ผู้บริโภคเพราะมีคุณสมบัติที่เหมาะสมต่อการใช้งาน แต่ในกระบวนการผลิตนั้นมักจะก่อให้เกิดของเสียพลาสติกขึ้นมา ในการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ที่วิเคราะห์จุดกำเนิดของเสียและหาข้อเสนอแนะที่เหมาะสมในการลดของเสียพลาสติก ในการวิจัยได้ใช้การวิเคราะห์การไหลของมวลสารเพื่อสำรวจข้อมูลพื้นฐานของการใช้ทรัพยากร ค้นหาจุด Hot spot และนำไปสู่การประเมินแนวทางจัดการของเสียพลาสติกให้ตรงจุดมากที่สุด งานวิจัยได้ออกแบบการเก็บข้อมูลโดยการพัฒนาและออกแบบแบบฟอร์มใบรายงานการผลิต การสัมภาษณ์ การศึกษาคู่มือ ตลอดจนการศึกษางานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการลดของเสียพลาสติกจากกระบวนการเป่าขวดเพท และนำองค์ความรู้ที่รวบรวมได้ไปใช้งานจริงในการปฏิบัติงาน ผลการศึกษาพบว่าแผนกฉีดพรีฟอร์มเกิดของเสียจากการเซ็ตอัพมากที่สุด แผนกเป่าขวดเพท ก่อให้เกิดของเสียประเภทอื่นๆที่อยู่นอกเหนือจากการจำแนกประเภทมากที่สุด แนวทางการลดของเสียที่แนะนำให้ดำเนินการเพื่อลดของเสียพลาสติกในภาพรวม คือ การปรับปรุงระบบสนับสนุนของกระบวนการผลิต ได้แก่ ระบบน้ำ ระบบลม, ลำดับต่อมา คือ การสร้างองค์ความรู้แก่พนักงาน, การใช้เอกสารประกอบการทำงาน, สุดท้าย คือ การรักษาสภาพเครื่องจักรให้มีความสมบูรณ์ทั้งก่อนและระหว่างทำการผลิต แนวทางการปรับปรุงที่ดำเนินการสามารถทำให้ของเสียในภาพรวมลดลงได้

การวิเคราะห์ผังการไหลและการประเมินวัฏจักรชีวิตของทองคำจากกระบวนการรีไซเคิลซากแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของคอมพิวเตอร์, วริษฐา พงษ์หิรัญ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปริมาณซากแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ชนิดแผงวงจรหลักและการ์ดแสดงผลของคอมพิวเตอร์ประเภทตั้งโต๊ะที่เกิดขึ้นในประเทศไทยระหว่างปี พ.ศ. 2558-2561 สามารถจำแนกตามแหล่งกำเนิดได้แก่ ครัวเรือน สำนักงานและโรงแรม/อะพาร์ตเมนต์ อุตสาหกรรมและการนำเข้าและส่งออก โดยพบว่าปริมาณมากกว่าร้อยละ 68 ถูกจัดการโดยผู้ประกอบการที่ไม่ใช่โรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งยังไม่มีการควบคุมกระบวนการหรือผลกระทบที่เกิดขึ้นจากกระบวนการอย่างชัดเจน งานวิจัยนี้จึงศึกษาเปรียบเทียบผลกระทบของกระบวนการรีไซเคิลซากแผงวงจรชนิดที่มีโลหะมีค่าสูงได้แก่ หน่วยความจำ ซีพียูและส่วนประกอบของการ์ดแสดงผล ที่ใช้กรดกัดทองเป็นสารชะละลายทองคำโดยมีและไม่มีการจัดการของเสีย และเลือกกระบวนการที่ใช้สารประกอบไซยาไนด์เป็นสารชะละลายโดยมีการจัดการของเสียอย่างเหมาะสมเป็นกรณีอ้างอิง กระบวนการที่ใช้กรดกัดทองเป็นสารชะละลายสามารถนำกลับคืนทองคำได้เฉลี่ยร้อยละ 95.25 ที่ความบริสุทธิ์ของทองคำแตกต่างกันตามองค์ประกอบของสารชะละลายแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์แต่ละชนิด โดยปริมาณสารเคมีที่ใช้และทองคำที่นำกลับคืนจากกระบวนการรีไซเคิลซากแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยกรดกัดทองและสารประกอบไซยาไนด์จะถูกวิเคราะห์ในผังการไหลและประเมินผลกระทบด้วยโปรแกรม SimaPro เวอร์ชัน 9.0.0.35 ตามลำดับ ซึ่งงานวิจัยพบว่า แนวทางในการลดผลกระทบของกระบวนการคือ การแยกโลหะชนิดอื่นๆออกจากน้ำเสียเพื่อเข้าสู่กระบวนการนำกลับคืนและบำบัดน้ำเสียส่วนที่เหลือ ส่วนตะกอนสามารถกำจัดด้วยวิธีการฝังกลบหรือการเผาทำลายในเตาเผาเฉพาะของเสียอันตรายตามความเหมาะสม ทั้งนี้ กระบวนการที่ใช้กรดกัดทองจะสามารถให้ผลกระทบต่ำกว่ากระบวนการที่ใช้สารประกอบไซยาไนด์ที่มีการจัดการของเสียอย่างเหมาะสม เมื่อมีการลดการใช้สารเคมีด้วยการชะละลายซ้ำตั้งแต่ 3 ครั้งขึ้นไป

ผลของความเข้มข้นน้ำเข้าและอัตราการเวียนน้ำในการบำบัดซีโอดีและไนโตรเจน ด้วยถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศแยกชั้นชนิดไหลขึ้น, ยุทธกิจ ชูสุทธิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของอัตราการเวียนน้ำต่อประสิทธิภาพในการกำจัดไนโตรเจนและค่าจลนพลศาสตร์ของถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศแยกชั้นชนิดไหลขึ้น โดยใช้ถังปฏิกิริยาทรงกระบอกปริมาตร 10 ลิตร ใส่ตัวกลางพลาสติกพื้นที่ผิวจำเพาะ 859 ตร.ม.ต่อลบ.ม.เต็มปริมาตรถัง ด้านบน 60% ของถังเป็นส่วนเติมอากาศและด้านล่าง 40% ของถังเป็นส่วนไม่เติมอากาศ ใช้น้ำเสียสังเคราะห์มีค่าซีโอดีและแอมโมเนียม-ไนโตรเจนเริ่มต้น 500 มก./ล. และ 50 มก.ไนโตรเจน/ล. ตามลำดับ ระยะเวลาเก็บกักน้ำเสีย 8 ชั่วโมง คิดเป็นภาระบรรทุกซีโอดี 1.58 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน ทดลองเปลี่ยนค่าอัตราการเวียนน้ำกลับต่อน้ำเสียเข้าระบบ (MLR) อยู่ที่ 0.5:1 1:1 2:1 และ 5:1 ผลการทดลองพบว่าการบำบัดซีโอดีในทุกอัตราการเวียนน้ำมีประสิทธิภาพไม่แตกต่างกันอยู่ที่ 95.0±0.7% มีซีโอดีออกไปกับน้ำทิ้ง 26±4 มิลลิกรัมต่อลิตร ความแตกต่างอยู่ที่การกำจัดไนโตรเจนทั้งหมด ที่ MLR 0.5:1 1:1 2:1 และ 5:1 มีประสิทธิภาพในการกำจัดไนโตรเจนทั้งหมด 34.8% 47.1% 62.0% และ 76.2% มีความเข้มข้นของไนเตรต-ไนโตรเจนในน้ำทิ้ง 31.4±0.4 25.6±0.3 18.3±0.5 และ 10.6±0.2 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ในการทดลองหาค่าจลนพลศาสตร์โดยเปลี่ยนความเข้มข้นของน้ำเสียเข้า ใช้ระยะเวลาเก็บกักน้ำเสีย 8 ชั่วโมง MLR 2:1 โดยความเข้มข้นซีโอดีต่อแอมโมเนียม-ไนโตรเจนในน้ำเสียขาเข้าเป็น 100:10 200:20 500:50 1000:100 และ 1500:150 มิลลิกรัมต่อลิตร พบว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นอันดับที่ 1 ทั้งหมด โดยช่วงที่ไม่มีการเติมอากาศ (แอนอกซิก) มีค่าคงที่ของปฏิกิริยา (k1) สำหรับการบำบัดซีโอดีอยู่ที่ 0.842 ชั่วโมง-1 และค่า k1 สำหรับการกำจัดไนเตรต-ไนโตรเจนอยู่ที่ 2.07 ชั่วโมง-1 ขณะเดียวกันช่วงที่มีการเติมอากาศ (ออกซิก) มีค่า k1 สำหรับการบำบัดซีโอดีอยู่ที่ 2.41 ชั่วโมง-1 และค่า k1 การเกิดไนเตรต-ไนโตรเจนอยู่ที่ 0.194 …

การใช้ประโยชน์จากกากตะกอนอุตสาหกรรมเลนส์แว่นตาพลาสติก, ศรัณย์พร อุ่นเพชร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการจัดการของเสียจากอุตสาหกรรมเลนส์แว่นตาพลาสติก ใช้การวิเคราะห์ผังการไหลของวัสดุ คัดเลือกของเสียจากการศึกษาผังการไหลของวัสดุที่ส่งไปหลุมฝังกลบ และยังนำมาใช้ประโยชน์ได้อีก ได้แก่ ตะกอนเจียแม่พิมพ์ ตะกอนบำบัดน้ำเสียโรงแม่พิมพ์ และตะกอนบำบัดน้ำเสียรวมแบบชีวภาพ ศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของตะกอน พบว่าตะกอนบำบัดน้ำเสียโรงแม่พิมพ์มีซีเรียมอยู่ และตะกอนทั้งสามชนิดยังพบว่ามีซิลิกา และอะลูมินา เป็นองค์ประกอบ จึงศึกษาแนวทางการนำกลับซีเรียมจากตะกอนบำบัดน้ำเสียโรงแม่พิมพ์ และนำตะกอนทั้ง 3 ชนิดมาใช้ประโยชน์เป็นวัสดุทดแทนทราย ในการผลิตมอร์ต้าร์ ใช้อัตราส่วนปูนซีเมนต์ต่อทรายเท่ากับ 1 : 2 และอัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์เท่ากับ 0.55 และ 0.50 ศึกษาอัตราส่วนแทนที่ของเสียลงในทราย ร้อยละ 10, 20, 30, 40 และ 50 โดยน้ำหนัก เวลาบ่ม 7, 14 และ 28 วัน การศึกษาการนำกลับซีเรียม ความบริสุทธิ์สูงสุดของซีเรียมร้อยละ 38.28 ชนิดของกรดและอุณหภูมิมีผลต่อความบริสุทธิ์ของซีเรียม ผลการศึกษาการผลิตมอร์ต้าร์ที่แทนที่ทรายมากขึ้นด้วยตะกอนบำบัดน้ำเสียรวม และตะกอนบำบัดน้ำเสียโรงแม่พิมพ์ พบว่าความหนาแน่น และกำลังรับแรงอัดลดลง ส่วนการดูดซึมน้ำเพิ่มขึ้น ส่วนมอร์ต้าร์ที่แทนที่ทรายด้วยตะกอนเจียแม่พิมพ์ เมื่อแทนที่มากขึ้น ส่งผลให้ความหนาแน่น และกำลังรับแรงอัดเพิ่มขึ้นจนถึงจุดหนึ่งแล้วต่ำลง ส่วนการดูดซึมน้ำพบว่าไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อเทียบกับมาตรฐานปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (มอก. 15-2547) พบว่ามอร์ต้าร์ที่แทนที่ทรายด้วยตะกอนบำบัดน้ำเสียรวม และตะกอนบำบัดน้ำเสียโรงแม่พิมพ์ไม่ผ่านมาตรฐานทุกอัตราส่วนที่ทำการศึกษา ส่วนมอร์ต้าร์ที่แทนที่ทรายด้วยตะกอนเจียแม่พิมพ์พบว่าผ่านมาตรฐานทุกอัตราส่วนที่ทำการศึกษา โดยอัตราส่วนที่เหมาะสมในการแทนที่ตะกอนเจียแม่พิมพ์คือร้อยละ 30 โดยน้ำหนัก และเวลาบ่ม 28 วัน การทดสอบการชะละลายของโลหะหนักจากมอร์ต้าร์ พบว่าค่าการชะละลายของโลหะหนักไม่เกินตามที่มาตรฐานกำหนด

การสร้างและประสิทธิภาพของเม็ดตะกอนจุลินทรีย์แบบใช้ออกซิเจน, อริยะ กาญจนโกมุท

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการสร้างเม็ดตะกอนโดยใช้เวลาตกตะกอนที่แตกต่างกัน โดยใช้ถังปฏิกิริยาแบบทีละเท การทำงานของระบบเป็นรอบการบำบัด ซึ่งประกอบด้วย 4 ขั้นตอน คือการเติมน้ำเสียสังเคราะห์จากซูโครสความเข้มข้นซีโอดี ในถังปฏิกิริยา 2,000 มิลลิกรัมต่อลิตร ปริมาณแอมโมเนียมคลอไรด์ 380 มิลลิกรัมต่อลิตร การเติมอากาศโดยควบคุมความเร็วการเติมอากาศ 3.5 เซนติเมตรต่อวินาที การตกตะกอน และการทิ้งน้ำโดยใช้สัดส่วนการทดแทนน้ำเสีย 50% โดยไม่มีการทิ้งตะกอนและเปลี่ยนแปลงเวลาตกตะกอน 60 30 15 5 และ 2 นาที ผลการทดลองค่า MLSS เฉลี่ยที่ 30,200 31,600 26,750 15,733 และ 9,770 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ค่า SVIคงที่อยู่ในช่วง 13.2-19.5 มิลลิลิตรต่อกรัม มีอัตราการบำบัดซีโอดีจำเพาะคงที่ 6.29-10.81 มิลลิกรัมซีโอดีต่อมิลลิกรัม MLSS ต่อวัน ขนาดเม็ดตะกอนในระบบที่เริ่มต้นใช้เวลาตกตะกอน 60 นาที พบเม็ดตะกอนขนาดเล็กเป็นส่วนมาก ซึ่งเม็ดตะกอนดังกล่าวมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 มิลลิเมตร และเมื่อลดเวลาตกตะกอนลงเหลือ 30 15 5 และ 2 นาที เม็ดตะกอนมีขนาดใหญ่ขึ้น และเม็ดตะกอนขนาดใหญ่ที่สุดในระบบมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มิลลิเมตร โดยมีความหนาแน่นของตะกอนจุลินทรีย์อยู่ในช่วง 1.025-1.342 g/mL ต่อมาการทดลองส่วนที่ 2 เลือกใช้เวลาตกตะกอน 15 นาที และเปลี่ยนแปลงสัดส่วนการทดแทนน้ำเสีย 50% 60% 70% 80% และ 90% ผลการทดลองค่า MLSSเฉลี่ยที่ 17,240, 18,590, 10,207, 7,293 และ 4,030 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ค่า SVI คงที่อยู่ในช่วง 19.5-27.0 มิลลิลิตรต่อกรัม มีอัตราการบำบัดซีโอดีจำเพาะคงที่ 6.29-10.39 มิลลิกรัมซีโอดีต่อมิลลิกรัม MLSS ต่อวัน …

การบำบัดน้ำเสียความเข้มข้นต่ำโดยถังปฏิกรณ์ฟิล์มชีวภาพชนิดตัวกลางเคลื่อนที่, วราลี วิศาลโภคะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการบำบัดน้ำเสียความเข้มข้นต่ำโดยถังปฏิกรณ์ฟิล์มชีวภาพชนิดตัวกลางเคลื่อนที่ (Moving Bed Biofilm Reactor, MBBR) ในการศึกษาทำการทดลองในระดับห้องปฏิบัติการโดยใช้ถังปฏิกรณ์ปริมาตร 2 ลิตร (ปริมาตรถังที่ยังไม่มีตัวกลาง) จำนวน 2 ถังต่ออนุกรมกัน เติมตัวกลางพลาสติกของบริษัท Aqwise ปริมาณร้อยละ 50 ของปริมาตรถัง เดินระบบแบบต่อเนื่องด้วยน้ำเสียสังเคราะห์ความเข้มข้นบีโอดี 50-200 มก./ล. และควบคุมอัตราการเติมอากาศที่ 2.5 ล./นาที การทดลองช่วงแรกทำการทดลองโดยเปลี่ยนแปลงค่าอัตราภาระสารอินทรีย์ต่อพื้นที่ตัวกลาง (Surface Area Loading Rate, SALR) ที่เข้าถังแรกเท่ากับ 2.0, 3.0, 3.9, 7.9 ก.ซีโอดี/ตร.ม.-วัน และความเข้มข้นแอมโมเนียคงที่ 20 มก./ล. เวลากักน้ำถังละ 3 ชม. ผลการทดลองพบว่า ทั้ง 4 สภาวะที่ทำการเดินระบบ มีประสิทธิภาพการบำบัดสารอินทรีย์และบำบัดแอมโมเนียไนโตรเจนเฉลี่ย ร้อยละ 97.9 และ 98.9 ตามลำดับ และเมื่ออัตราภาระสารอินทรีย์ต่อพื้นที่ตัวกลางเพิ่มขึ้น ฟิล์มชีวภาพที่ยึดเกาะตัวกลางจะมีความหนามากขึ้น อัตราการหลุดของฟิล์มชีวภาพสูงขึ้น ส่งผลให้ปริมาณจุลชีพแขวนลอยในระบบเพิ่มขึ้น ที่อัตราภาระสารอินทรีย์ต่อพื้นที่ตัวกลางสูงสุดที่ 7.9 ก.ซีโอดี/ตร.ม.-วัน ปริมาณจุลชีพที่ยึดเกาะบนตัวกลางมีค่าสูงถึง 6,650 มก.ของแข็งแขวนลอยระเหยได้/ล.ของถังปฏิกรณ์ ปริมาณจุลชีพแขวนลอยมีค่าเท่ากับ 141.2 มก.ของแข็งแขวนลอยระเหยได้/ล. การทดลองช่วงที่ 2 เป็นการศึกษาผลของเวลากักน้ำต่อการทำงานของระบบ MBBR ทำการเปลี่ยนแปลงค่าเวลากักน้ำที่ 4, 3, 2 และ 1 ชั่วโมง โดยกำหนดอัตราภาระสารอินทรีย์ต่อพื้นที่ตัวกลางคงที่ที่ 4.87 ก.บีโอดี/ตร.ม./วัน ผลการทดลองพบว่า เวลากักน้ำไม่มีผลต่อประสิทธิภาพการกำจัดซีโอดี โดยระบบสามารถกำจัดซีโอดีได้มากกว่าร้อยละ 90 ทั้ง 4 สภาวะที่เดินระบบ แต่เวลากักน้ำมีผลกับประสิทธิภาพการบำบัดแอมโมเนีย โดยเมื่อเวลากักน้ำลดลงส่งผลให้ประสิทธิภาพการบำบัดแอมโมเนียของระบบสูงขึ้น เนื่องจากที่เวลากักน้ำต่ำ จุลชีพแขวนลอยในระบบมีปริมาณน้อยลง ส่งผลให้จุลชีพที่ยึดเกาะบนตัวกลางเจริญเติบโตได้ดี ดังนั้นที่เวลากักน้ำต่ำสุด ฟิล์มชีวภาพที่ยึดเกาะบนตัวกลางจึงมีความหนามากที่สุด โดยมีค่าสูงถึง 8,670 มก.ของแข็งแขวนลอยระเหยได้/ล.ของถังปฏิกรณ์ ส่วนปริมาณจุลชีพแขวนลอยจะมีค่าต่ำสุด โดยมีค่าเท่ากับ 52.6 มก.ของแข็งแขวนลอยระเหยได้/ล. …

การเคลือบพื้นผิวอัลตราฟิลเทรชันเมมเบรนด้วยกรดแทนนิกและทองแดงเพื่อลดการอุดตันในระบบถังปฏิกรณ์เมมเบรนชีวภาพไร้อากาศ, ปุณิกา มณีวรรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการปรับปรุงพื้นผิวอัลตราฟิลเทรชันเมมเบรนเพื่อเพิ่มคุณสมบัติความชอบน้ำและลดการอุดตันบนพื้นผิวเมมเบรน โดยทำการเคลือบพื้นผิวเมมเบรนพอลีไวนิลลิดีนฟลูออไรด์แบบเส้นใยกลวงด้วยกรดแทนนิกและทองแดงในรูปของสารประกอบคอปเปอร์ซัลเฟตเพนตะไฮเดรต ทำการทดลองโดยมีการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนระหว่างกรดแทนนิกต่อทองแดงที่อัตราส่วน 3:1 2:1 1:1 1:2 และ 1:3 โดยโมล เมมเบรนที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวทำการทดสอบคุณสมบัติความชอบน้ำด้วยเครื่องวัดมุมสัมผัสของหยดน้ำบนพื้นผิวเมมเบรน (Contact angle measurement) ทดสอบสภาพพื้นผิวและโครงสร้างทางเคมีบนพื้นผิวเมมเบรนด้วยเครื่องฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟาเรดสเปคโทรสโคปี (FT-IR) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) หาปริมาณและรูปการจัดวางองค์ประกอบทางเคมีของทองแดงด้วยการวิเคราะห์ธาตุด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดรวมกับเทคนิคการวัดการกระจายพลังงานของรังสีเอกซ์ (SEM-EDX) เครื่องวิเคราะห์ชนิดและปริมาณธาตุโดยหลักการคายแสงของธาตุด้วยการกระตุ้นจากพลาสมา (ICP-OES) และ เครื่องสเปคโตสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์ (XPS) และทดสอบพื้นที่การยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย (clear zone) ซึ่งพบว่าอัตราส่วนที่ 1:3 โดยโมล เป็นอัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุด ทำการเดินระบบถังปฏิกรณ์เมมเบรนชีวภาพเพื่อทดสอบประสิทธิภาพและการลดการอุดตันของเมมเบรน พบว่าประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีของระบบถังปฏิกรณ์เมมเบรนชีวภาพไร้อากาศของเมมเบรนที่ไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวและผ่านการปรับปรุงพื้นผิวมีค่าเท่ากับ ร้อยละ 92.2±3.6 และ 91.8±4.0 ตามลำดับ การทดสอบการอุดตันของเมมเบรนพบว่าเมมเบรนที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวมีค่าการซึมผ่านของน้ำผ่านเมมเบรนที่มากกว่า มีการล้างด้วยสารเคมี (Chemical cleaning) ที่น้อยกว่า และเมื่อทำการล้างแล้วมีการฟื้นตัวของค่าการซึมผ่านของน้ำผ่านเมมเบรนที่มากกว่าเมมเบรนที่ไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว สอดคล้องกับค่าความต้านทานทางชลศาสตร์ของชั้นอุดตันที่มีค่าต่ำกว่า และหลังจากการเดินระบบพบว่าเมมเบรนที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวมีการอุดตันแบบชั้นเค้กจากเซลล์จุลชีพที่น้อยกว่าเมมเบรนที่ไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว

การบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดด้วยกระบวนการโฟโตเฟนตัน, สุทธิชา ปัญญาเกิด

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

น้ำมันตัดเป็นน้ำมันที่ใช้ในการลดแรงเสียดทานและระบายความร้อนของชิ้นงานในกระบวนการผลิต น้ำมันตัดที่ผ่านการใช้งานแล้วจะมีค่าซีโอดี ความขุ่น และของแข็งแขวนลอยสูง นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบของสารลดแรงตึงผิว ทำให้น้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดมีลักษณะเป็นอิมัลชันที่มีความคงตัวสูงและยากในการบำบัดด้วยกระบวนการทางชีวภาพและกายภาพทั่วไป ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาประสิทธิภาพและสภาวะที่เหมาะสมของการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดความเข้มข้นต่ำที่ไม่สามารถบำบัดได้หมดจากกระบวนการขั้นต้นและน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดความเข้มข้นสูงที่มีค่าใกล้เคียงกับความเข้มข้นของน้ำมันตัดที่เหลือจากการใช้งานในกระบวนการจริงด้วยกระบวนการเฟนตันและโฟโตเฟนตัน ในงานวิจัยนี้ศึกษาความเข้มข้นของน้ำมันตัดเริ่มต้น 0.1 1.0 4.0 9.0 และ 22.0 กรัมต่อลิตร โดยใช้เฟอร์รัสซัลเฟตเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและควบคุมพีเอชที่ 3.0 ± 0.2 จากการศึกษาประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดความเข้มข้น 0.1 และ 1.0 กรัมต่อลิตร โดยใช้เฟอร์รัสไอออน 50 มิลลิกรัมต่อลิตร และอัตราส่วนของเฟอร์รัสไอออนต่อสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ 1: 2.5 ด้วยกระบวนการเฟนตัน พบว่าสามารถบำบัดซีโอดีได้ร้อยละ 88.97 ± 5.63 และ 91.98 ± 1.68 ตามลำดับ เมื่อทำการบำบัดด้วยกระบวนการโฟโตเฟนตันพบว่าอัตราส่วนของเฟอร์รัสไอออนต่อสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ 1: 10 มีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีของน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดทั้งสองความเข้มข้นได้สูงสุดร้อยละ 96.21 ± 5.23 และ 91.95 ± 1.52 ตามลำดับ เมื่อทำการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดความเข้มข้นสูงที่ 4.0 9.0 และ 22.0 กรัมต่อลิตร โดยใช้ความเข้มข้นของเฟอร์รัสไอออน 75 150 และ 300 มิลลิกรัมต่อลิตร และสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 375 300 และ 1500 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ พบว่าสามารถบำบัดซีโอดีได้มากกว่าร้อยละ 87 โดยประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีของกระบวนการเฟนตันและโฟโตเฟนตันไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (ระดับความเชื่อมั่น 95%) เนื่องจากในการศึกษาครั้งนี้ใช้น้ำเสียสังเคราะห์ที่มีความขุ่นสูง ทำให้บดบังแสงอัลตราไวโอเลตระหว่างการบำบัด ส่งผลให้การเพิ่มแสงอัลตราไวโอเลตไม่มีผลต่อการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัด รวมถึงศึกษาการนำตะกอนจากกระบวนการเฟนตันและโฟโตเฟนตันกลับมาใช้ในการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดใหม่ จากผลการศึกษาพบว่าสามารถนำตะกอนกลับมาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแทนการเติมเฟอร์รัสไอออนในระบบได้จำนวน 2 ครั้ง โดยตะกอนที่นำกลับมาใช้ซ้ำนั้นจะมีการสะสมของสารอินทรีย์และอนุภาคของน้ำมันตัดในตะกอนเพิ่มขึ้นจากการบำบัดครั้งก่อน ทำให้มีความเข้มข้นของสารอินทรีย์เพิ่มสูงขึ้นตามรอบการใช้ตะกอนซ้ำ ส่งผลให้มีประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีลดลงตามจำนวนรอบการบำบัด

Effects Of Microplastic Accumulation On Floc Characteristics And Fouling Mechanism In Sequencing Batch Membrane Bioreactor, Thitiwut Maliwan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research investigated the effects of microplastic accumulation on the floc characteristics and mechanism of membrane fouling in a sequencing batch membrane bioreactor (SB-MBR). At first, the jar test experiment was performed for 120 min. The results indicate that spiking microplastics of 100-1,000 MPs/L resulted in an increase in floc size by 27.9±9.2% to 70.9±5.1%, while the control set (without microplastic) showed a greater increase in the floc size at 113.3±5.6% of the initial floc size. Afterwards, the SB-MBR, which was equipped with a flat-sheet microfiltration membrane, was operated at 24 hours/cycle with 4 reactors at the influent COD of …

Evaluating Design Criteria For High Hazard Dams In A Changing Climate, Aaron Read Sutton

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

With changes in climate, there is the potential for future flooding events to vary in frequency and magnitude. These changes may stress the 432 high hazard dames in West Virginia. The 100-year flowrate is an important design criterion for emergency spillways of high hazard dams. Emergency spillways are designed to be reached only by 100-year flow and above. This work quantified how changes in the 100-year flowrate may affect emergency spillway activation. Peakflow data from the Central Appalachian Ecoregion in WV, taken from 24 USGS gages, were used to analyze changes in the 100-year flowrate.

Flow frequency analysis revealed that …

Assessment Of Uv Light For The Treatment Of Cyanotoxins In Small-Scale Drinking Water Treatment Systems, Ryan Spencer Mclintock

Cal Poly Humboldt theses and projects

Harmful Algal Blooms (HABs) are commonly caused by the rapid growth of cyanobacteria in fresh waterways, which many people rely on for drinking water. When a HAB occurs, a variety of cyanotoxins can be produced and released into sources of drinking water, which can make people sick or die if not properly treated. Two of the most common toxins are microcystin-LR (MC-LR) and anatoxin-a (A-a), for which the World Health Organization (WHO) recommends a maximum allowable concentration of 1 µg/L in drinking water to avoid health risks. The recommendation for maximum allowable concentration was calculated specifically for microcystins, but is …

A Review Of Co2 Emission Reductions Due To Wind Turbines Using Energy Benchmarks: A Focus On The Irish Electrical Energy Market, Tony Kealy

Articles

The installed capacity of wind turbines in Ireland increased from a value of 2,250 MW in 2014 to 3,318 MW in 2017, a 43% increase in the four years, supported through climate mitigation policies. The main aim of this study is to determine if the increase in wind turbine installed capacity is impacting on efforts to reduce CO2 emissions. The study utilises a review methodology. The findings show that the steady rise in wind turbine installed capacity year-on-year is not reflected in the Irish CO2 g/kWh energy benchmark. The benchmark value was 457 g CO2/kWh in 2014 and 437 g …

The Heat Is On: The Capacities Required For The Establishment And Sustainability Of Community-Owned Renewable Energy District Heating Systems In Ireland, Gerard Doyle

Reports

International reviews of countries’ progress at tackling climate change show that Ireland is making small levels of progress on tackling issues associated with climate change. This paper will examine a theoretical framework, referred to as capacity analysis, to explain the capacities that need to be in place for the successful implementation of community-owned renewable energy district heating initiatives. The theoretical framework employed here is based on the ‘conceptual framework’ developed by Pringle which consists of four categories of capacity. The research methodology involves a case study with cases from Austria, Northern Ireland, the Republic of Ireland, Wales and Scotland. The …

Minimizing Trihalomethane Formation Through Source Water Monitoring And Optimizing Treatment Practices, Nashid Mirza

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Trihalomethanes, a family of halogenated disinfection byproducts, are prevalent in finished drinking water. According to USEPA’s Disinfectants and Disinfection Byproducts Rules (DBPRs), the regulatory standard of the total trihalomethanes (TTHMs) is 80 μg/L, and water treatment plant operators are required to closely monitor TTHMs in the finished water on a quarterly basis. Although total organic carbon (TOC) has been identified as a precursor for the TTHMs, knowledge gaps still exist in how specific water and treatment related factors (e.g., intake water quality, seasonal variation, contact time, and treatment train) affect TTHMs formation. Focusing on water treatment plants in southwestern Pennsylvania, …

Characterizing Accumulated Oxidation Pond Biosolids At The Arcata Wastewater Treatment Facility, Joshua M. Martinez

Cal Poly Humboldt theses and projects

Oxidation ponds (OPs) are a natural wastewater treatment system that have been used internationally for their low maintenance, cost, and technology characteristics. The City of Arcata has relied on the performance of their two-oxidation ponds for the past 50 years to meet National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) discharge permit requirements. However, during specific times of the year and after decades of operation and minimal maintenance, these oxidation ponds serve as a source of solids and nitrogen that create stress for downstream components of the system. As bio solids have accumulated, the hydraulics of the OPs have deteriorated and the …

Methods To Improve The Remediation Of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (Pahs) In Aerobic And Anaerobic Environments, Brian Wartell

Dissertations

Oil spills occur regularly in terrestrial environments and crude oil can contain many compounds that are highly resistant to degradation. Among these compounds are high levels of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) which are not only toxic but can also be carcinogenic and/or mutagenic. The first chapter of this dissertation includes an extensive review chapter on the variables affecting the anaerobic degradation of hydrocarbons, with a particular focus on PAHs. Electron acceptors, electron donors, temperature, salinity, pH all play key roles in determining the possibility effective of effective degradation occurring. Thus, by addressing solutions, such as biostimulation, improving environmental variables for …

Experimental And Numerical Characterization Of Multiphase Subsurface Oil Release, Feng Gao

Dissertations

Subsurface oil release is commonly encountered in the natural environment and engineering applications and has received the substantial attention of researchers after the disastrous Deepwater Horizon Blowout oil spill in 2009. The main focus on the present research is to systematically study the hydrodynamics of underwater oil jet under a variety of conditions, including the effect of dispersant and different gas to oil ratios (GOR) by using experimental measurement as well as a Computational Fluid Dynamics (CFD) approach, from which the measured turbulent characteristics (e.g., velocity, turbulent kinetic energy, turbulence dissipation rate, etc.) of underwater oil jet are thoroughly examined …

2018 Fall Engr333 Project Final Report (Section A), 2018 Fall Engr333 Section A

ENGR 333

Calvin College currently spends 2.35 million dollars on energy every year. Physical Plant is under pressure to reduce the amount of energy that Calvin purchases from the electrical grid since the college is facing many budget constraints. In addition, President Le Roy signed the President’s Carbon Commitment to achieve carbon neutrality by 2057. With this need to save money on energy and reduce the college’s carbon footprint, the objective of this project was to determine the largest possible reduction in Calvin’s annual energy costs given a five-million-dollar investment in renewable energy.

2018 Fall Engr333 Project Final Report (Section B), Alexander Cooper, Katie Diekema, Grace Fasipe, Daniella Sugijanto, Alec Dejonge, Timothy Dykhuis, Breanna Kooiman, Samuel Olson, Brennan Boice, Tyler Gustman, Daniel Norton, Christopher Vanwhye, Robert Capozzoli, Jared Minderhoud, Clark Richeson, Nathan Schuyten

ENGR 333

What is the largest possible reduction in Calvin College’s annual energy costs from a $5M initial investment in renewable energy? Renewable energy systems are essential for Calvin College to reduce greenhouse gas emissions and achieve carbon neutrality to meet the Carbon Commitment that President Le Roy signed in December 2017. Also, a significant cost reduction could be a positive result of transitioning to renewable energy sources such as geothermal, wind, solar, and biomass. Four renewable energy sources were studied throughout the semester to determine a feasible renewable energy plan for Calvin with a $5M investment.

Spatial Exploration Of Trace Metals In Near-Surface Water And Soil In The Bolivian Altiplano, Lizzie Wilson

Civil and Environmental Engineering Theses and Dissertations

We analyzed soil and groundwater samples from the Bolivian Altiplano for trace metal concentrations, correlations and partitioning trends. Total digestion, sequential extraction and loss on ignition experiments were performed on soil samples. We ran aqueous samples on an ICP-MS. Results were analyzed to identify trace metal concentrations and find any significant correlations. We generated interpolated maps in ArcGIS to spatially analyze results. Results for elevated concentrations of interest were divided into sub-groups of organophilic metals, oxoanions and divalent metals and include vanadium, arsenic, selenium, zinc, nickel, lead, cobalt, uranium, copper and manganese. These elements are likely naturally sourced. We found …

Mechanisms Of Calcium Phosphate Mineralization On Biological Interfaces And Their Engineering Applications, Doyoon Kim

McKelvey School of Engineering Graduate Student Theses & Dissertations

All living organisms utilize phosphorus (P) as an essential component of their cell membranes, DNA and RNA, and adenosine triphosphate. Bones, in addition to bearing loads, play an important role in balancing P levels in our bodies. In bones, a network of collagen templates and calcium phosphate (CaP) nanocrystals builds hierarchical levels, from nano- to macroscale. Within this architecture, the thermodynamic properties of CaP minerals are influential. Despite the importance of nucleation, growth, and crystallization in collagen structures for tissue development, little kinetic study of these processes has been conducted due to the limited in situ techniques for monitoring these …

Epics Gaqt: Nandi Clean Kitchen Study, Yichen Fan

Engagement & Service-Learning Summit

No abstract provided.

2018 Fall Engr333 Poster, Alexander Cooper, Katie Diekema, Grace Fasipe, Daniella Sugijanto, Alec Dejonge, Timothy Dykhuis, Breanna Kooiman, Samuel Olson, Brennan Boice, Tyler Gustman, Daniel Norton, Christopher Vanwhye, Robert Capozzoli, Jared Minderhoud, Clark Richeson, Nathan Schuyten, 2018 Fall Engr333 Section A

ENGR 333

• $158k initial investment in Geothermal systems for various Calvin-owned residential buildings
• $3.34M initial investment in solar panels for Calvin’s rooftops
• The overall savings would be $233,850 per year
• Emissions would be reduced by 864 tons of CO2 emissions per year
• The recommended investment would be fully paid back in 11-15 years

College Of Engineering Senior Design Competition Fall 2018, University Of Nevada, Las Vegas

Fred and Harriet Cox Senior Design Competition Projects

Part of every UNLV engineering student’s academic experience, the senior design project stimulates engineering innovation and entrepreneurship. Each student in their senior year chooses, plans, designs, and prototypes a product in this required element of the curriculum. A capstone to the student’s educational career, the senior design project encourages the student to use everything learned in the engineering program to create a practical, real world solution to an engineering challenge. The senior design competition helps focus the senior students in increasing the quality and potential for commercial application for their design projects. Judges from local industry evaluate the projects on …

2018 Fall Engr333 Seminar Presentation, Rachel Evans, Alex Gross, Daniella Sugijanto, Jake Shaarda

ENGR 333

File for student presentation, given by students in the Fall 2018 class of ENGR333.

Community-Scale Water Treatment Systems In The Dominican Republic, Jonathan Racey, Annabelle Papai, Elise Fischer, Becca Johnson

Engagement & Service-Learning Summit

Engagement and Service-Learning Summit: Reciprocal and Sustainable Partnerships

Attributing Accelerated Increases In Salinity In The Mediterranean Coastal Zone To Climate Change And Seawater Desalination Brine And The Resultant Unsustainability Of Modern Desalination Technology, Brandon W. Harper

HCNSO Student Capstones

Anthropogenic climate change influences our oceans on a global scale and has brought about increased salinity levels in large areas of our oceans such as the North Atlantic (Dunbar 2009). Concentrations of large scale desalination plants around small bodies of water add to this pattern and have shown even larger increases in salinity due to desalination brine discharge (Purnama et al., 2005). Salinity profile data over time should show similar increases in salinity in the Mediterranean Sea due to climate change and localized data should show increased salinity due to brine discharge. This study aims to pinpoint the extent of …

Novel Materials Can Radically Improve Whole-System Environmental Impacts Of Additive Manufacturing, Jeremy Faludi, Cory M. Van Sice, Yuan Shi, Justin Bower, Owen M.K Brooks

Dartmouth Scholarship

Additive manufacturing often has higher environmental impacts per part than traditional manufacturing at scale, but new materials can enable more sustainable 3D printing. This study developed and tested novel materials for paste extrusion printing, and tested materials invented by others. Testing compared their whole-system environmental impacts to standard ABS extrusion, measured by life cycle assessment (LCA); testing also assessed material strength, printability, and cost. Materials were chosen for low print energy (chemical bonding, not melting), low toxicity, and circular life cycle (biodegradable, ideally sourced from waste biomaterial). Printing energy was reduced 75% (from 160 to 40 Wh/part), and embodied impacts …