Environmental Engineering Commons^™

Three-Dimensional Modeling Of Nitrate-N Transport In Vadose Zone: Roles Of Soil Heterogeneity And Groundwater Flux, Simin Akbariyeh, Shannon L. Bartelt-Hunt, Daniel D. Snow, Xu Li, Zhenghong Tang, Yusong Li

Department of Civil and Environmental Engineering: Faculty Publications

Contamination of groundwater from nitrogen fertilizers in agricultural lands is an important environmental and water quality management issue. It is well recognized that in agriculturally intensive areas, fertilizers and pesticides may leach through the vadose zone and eventually reach groundwater. While numerical models are commonly used to simulate fate and transport of agricultural contaminants, few models have considered a controlled field work to investigate the influence of soil heterogeneity and groundwater flow on nitrate-N distribution in both root zone and deep vadose zone.

In this work, a numerical model was developed to simulate nitrate-N transport and transformation beneath a center …

Field-Based Scoring Of Soybean Iron Deficiency Chlorosis Using Rgb Imaging And Statistical Learning, Geng Bai, Shawn Jenkins, Wenan Yuan, George L. Graef, Yufeng Ge

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Iron deficiency chlorosis (IDC) is an abiotic stress in soybean that can cause significant biomass and yield reduction. IDC is characterized by stunted growth and yellowing and interveinal chlorosis of early trifoliate leaves. Scoring IDC severity in the field is conventionally done by visual assessment. The goal of this study was to investigate the usefulness of Red Green Blue (RGB) images of soybean plots captured under the field condition for IDC scoring. A total of 64 soybean lines with four replicates were planted in 6 fields over 2 years. Visual scoring (referred to as Field Score, or FS) was conducted …

Unmanned Aerial Systems-Based Remote Sensing For Monitoring Sorghum Growth And Development, Sanaz Shafian, Nithya Rajan, Ronnie Schnell, Muthukumar Bagavathiannan, John Valasek, Yeyin Shi, Jeff Olsenholler

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Unmanned Aerial Vehicles and Systems (UAV or UAS) have become increasingly popular in recent years for agricultural research applications. UAS are capable of acquiring images with high spatial and temporal resolutions that are ideal for applications in agriculture. The objective of this study was to evaluate the performance of a UAS-based remote sensing system for quantification of crop growth parameters of sorghum (Sorghum bicolor L.) including leaf area index (LAI), fractional vegetation cover (f_c) and yield. The study was conducted at the Texas A&M Research Farm near College Station, Texas, United States. A fixed-wing UAS equipped with a …

Rapeseed Seedling Stand Counting And Seeding Performance Evaluation At Two Early Growth Stages Based On Unmanned Aerial Vehicle Imagery, Biquan Zhao, Jian Zhang, Chenghai Yang, Guangsheng Zhou, Youchun Ding, Yeyin Shi, Dongyan Zhang, Jing Xie, Qingxi Liao

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

The development of unmanned aerial vehicles (UAVs) and image processing algorithms for field-based phenotyping offers a non-invasive and effective technology to obtain plant growth traits such as canopy cover and plant height in fields. Crop seedling stand count in early growth stages is important not only for determining plant emergence, but also for planning other related agronomic practices. The main objective of this research was to develop practical and rapid remote sensing methods for early growth stage stand counting to evaluate mechanically seeded rapeseed (Brassica napus L.) seedlings. Rapeseed was seeded in a field by three different seeding devices. A …

Collaborative Strategies For Sea Level Rise Adaptation In Hampton Roads, Virginia, Carol Considine, Emily Steinhilber

Engineering Technology Faculty Publications

[Introduction] The Hampton Roads region is located in southeastern Virginia where the Chesapeake Bay meets the Atlantic Ocean. The region includes seventeen municipal governments and has a large federal government presence with 26 federal agencies represented (See Figure 1). The region has a population that exceeds 1.7 million and is home to the deepest water harbor on the U.S. East Coast. Hampton Roads' economy is dependent on the local waterways and houses the world's largest naval facility, the sixth largest containerized cargo complex and supports a thriving shipbuilding and repair industry as well as a tourism industry. However, the region's …

Evaluating The Integration Of Chlorine Dioxide Into A Coagulation, Sedimentation, And Filtration Process Treating Surface Water, Martin Coleman

Electronic Theses and Dissertations

Methods of optimizing the coagulation, flocculation, sedimentation, and filtration (CSF) process at a conventional surface water treatment plant (WTP) were conducted to investigate opportunities for the reduction of disinfection by-product (DBP) precursor material. The research had two primary components: (1) optimize coagulant dosage and associated operating pH and (2) investigate pretreatment oxidation with chlorine dioxide (ClO2) and potassium permanganate (KMnO4). To accomplish the first component, jar tests were conducted at various pH and aluminum sulfate (alum) dosages to model current and potential treatment conditions during the CSF process at a WTP. Isopleths were developed to examine the removal efficiencies of …

Harmful Algal Bloom Mitigating Using Recycled Concrete Aggregate Coated With Fixed-Quat., Ikenna Ezeodurukwe

Electronic Theses and Dissertations

Human activities generate surplus nutrients which may lead to algal bloom events in water resources along with serious ecological problems and thus substantial economic losses. Particularly, harmful algal blooms (HABs) represent toxic cyanobacterial blooms which produce cyanotoxins. The primary concerns of HABs are the exposures to a wide variety of cyanotoxins via ingestion of contaminated drinking water, inhalation during recreational activities, and consumption of contaminated fish and shellfish. However, conventional physical and chemical methods are not always possible to efficiently handle these HABs events. It is urgent to develop viable and rapid solutions to control HABs in field and mitigate …

Treatment Of Leachate Organic Matter Through Sunlight Driven Processes, Duncan Lozinski

Electronic Theses and Dissertations

The ability to manage leachate during post-closure care (PCC) of a landfill may be increasingly difficult as leachate organic matter (LOM) becomes recalcitrant when a landfill ages, requiring advanced and costly treatment technologies. This research investigated the ability to treat LOM through sunlight driven processes, with a focus on photolysis, to provide insight to landfill owners and operators on the potential of wetlands treatment as a means for reducing long-term risks and costs associated with leachate treatment during PCC. The study was completed in eight batch tests, where leachate was exposed to natural sunlight in central Florida for a period …

Evaluating E. Coli Particle Attachment And The Impact On Transport During High Flows, Louis Amegbletor

Electronic Theses and Dissertations

Fecal indicator bacteria, including E. coli, are the leading cause of water quality impairments within assessed waters in the United States. The source of E. coli includes WWTP, leaking sewers, animal manure, wildlife, livestock, and stream bed sediment. Storm events contribute to bacteria loading within waters through wash-in of land sources of bacteria and resuspension of bacteria within sediments. Bacteria introduced into the water column are either attached to particles or are unattached (or free-living). The goal of this study was to examine the attachment of E. coli to different particle sizes, including their impact on contributing to water …

Remotely Sensed Hydroclimatic Variability For Water Security In An Agricultural Basin, Ashish Kondal

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

The Indus Basin has supported agricultural practices since the Harappan civilization (3000-1500 BC). Abundance of water has always supported agriculture in the region and built the Indus Basin as one of the major agriculture based economies of the world. The obvious dependency of agriculture on weather and the vagaries of climate emphasizes the necessity of a comprehensive hydro-climate study of the region. The role of climate change in the Indus Basin has always been a contentious issue. Groundwater depletion is evident in the region, and its steady and alarmingly declining rate has brought concerns for the future of agriculture in …

Wildfire Emissions In The Context Of Global Change And The Implications For Mercury Pollution, Aditya Kumar

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Wildfires are episodic disturbances that exert a significant influence on the Earth system. They emit substantial amounts of atmospheric pollutants, which can impact atmospheric chemistry/composition and the Earth’s climate at the global and regional scales. This work presents a collection of studies aimed at better estimating wildfire emissions of atmospheric pollutants, quantifying their impacts on remote ecosystems and determining the implications of 2000s-2050s global environmental change (land use/land cover, climate) for wildfire emissions following the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) A1B socioeconomic scenario.

A global fire emissions model is developed to compile global wildfire emission inventories for major atmospheric …

Atomic Layer Deposition Prepared Nanostructured Materials For Various Catalytic Reactions, Xiaofeng Wang

Doctoral Dissertations

"Atomic layer deposition (ALD) has been widely used for thin film coating and metal nanoparticles (NPs) preparation. In this report, the applications of ALD prepared nanostructured materials in catalysis were examined.

Highly dispersed Pt monometallic catalysts with different substrates and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) supported Pt-Co bimetallic catalysts were synthesized by ALD for selective hydrogenation of α, β-unsaturated aldehydes to unsaturated alcohols (UA). Pt/MWCNTs showed the highest selectivity of UA in selective hydrogenation of citral, as compared to Pt/SiO₂, Pt/ALD-Al₂O₃, and Pt/γ-Al₂O₃. After adding Co, the highest selectivity was achieved …

Effect Of Vessel-Generated Waves In Near Low Tide Conditions On Shorelines In The Intracoastal Waterways, Mackenzie Lee Sanchez

UNF Graduate Theses and Dissertations

Erosion is caused when there is a net loss of sediment in a coastal system, i.e. when the amount of sediment leaving a system is more than the amount of sediment entering that same system. This investigation will focus on vessel-generated waves and their effect on the shorelines of the Jacksonville, Florida Intracoastal Waterways near low tide conditions. The investigation conducted herein examines variations in turbidity and pressure measurements in response to passing vessels at a single site location previously selected in 2016. The primary water/shoreline interaction recorded during this investigation is located below the visible scarp (near low tide …

Optimizing Nature-Based Features For Wave Dissipation And Land-Water Connectivity, Maura Boswell, Navid Tahvildari

Civil & Environmental Engineering Faculty Publications

Living shorelines integrate structural and natural features to stabilize the shoreline, through reduction of erosion from the wave climate, while keeping the connectivity between land and aquatic ecosystems. This study includes field study for two different types of living shoreline systems to quantify and compare their wave dissipation services and provide physics-based guidance for the design of living shoreline systems that are efficient in wave dissipation yet maximize land-water connectivity.

Tio2 Nanoparticles Coated Forward Osmosis Membranes For Treatment Of Industrial Textile Effluent, Kaung Ko Ko Sint

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Textile wastewater occur as demanding water bodies to be treated by membrane separation due to the complex composition and presence of reactive constituents such as heavy metals and salts as well as nutrients, e.g. nitrogen, sulphate and phosphate. Numerous combination of osmosis process with photocatalysts has been experimentally conceived for the water and wastewater treatment and reuse of textile wastewater. The present work was devoted to study the operating feasibility using photocatalyst as TiO2 nano-particles were coated onto two commercially available FO membranes, a cellulose triacetate (CTA) membrane and an aquaporin (AqP) membrane through a specially designed 3-(trimethoxysilyl) propyl methacrylate–polymethyl …

Adsorption And Chemical Cleaning Process Of Anionic And Non-Ionic Surfactants On The Membrane Surface Through The Forward Osmosis Process: Application For Water Reuse, Kaiwit Ruengruehan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Forward osmosis (FO) process, an attractive membrane technologies, have been widely studied and applied in many fields to manufacture the clean water. This work, we focused on the fouling behavior and mechanisms of forward osmosis (FO) fouled by sodium dodecyl sulfate (SDS) as anionic surfactants and of nonylphenol ethoxylate (NPE, NP-40) as nonionic surfactant, including cleaning process to recover the system. FO process was run under different operating conditions (cross flow velocity, pH of feed solution, surfactant concentration). In addition, deionized-water (DI), 0.1 M NaCl, and alkaline solution (NaOH) were applied as agents for the cleaning process. The results revealed …

Roles And Regulation Of The Ai-2 Quorum Sensing Of Vibrio Parahaemolyticus In Nitrification Biofilter Of Shrimp Recirculating System., Monchai Pumkaew

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Thailand is the largest shrimp producing and exporter among Southeast Asia. Up-to-Date, Recirculating Aquaculture System (RAS) have been developed in order to control water quality and enable to conduct intensive cultivation without limitation of land-based cultivation method. Nevertheless, there is concern about pathogenic contamination in Biofilter. Therefore, the role of biofilter in terms of biosecurity is required to study. Recently, shrimp Early Mortality Syndrome (EMS) as known as AHPND/EMS, has spread to shrimp farm in several areas of Thailand. This contributes to severe productivity losses in the shrimp farm industry. It is evident that the causative agent of AHPND disease …

Information Provision And Economic Approach For Promotion Of Plastic Shopping Bag Reduction In Bangkok, Thailand., Nattapat Piromrat

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research aims to study the situations of plastic bag management from stakeholders, current plastic bag use trends, evaluate the effect of information provision and estimate the willingness to pay for plastic bag waste management in Bangkok. Online and field questionnaires had been distributed to collect the data. This study found that the trend of plastic bag use is moderate while most of respondents always reuse their plastic bag. Situations of plastic bag management indicate plastic bags are still distributed for free in the market, but some retailers started not to provide them. The plastic bag production is gradually affected …

Effect Of Operating Conditions On Color And Anions Removal From Textile Industrial Effluent Using Membrane Distillation System, Pyae Phyo Kywe

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

One of the main pollution from textile wastewater is the dyeing wastewater containing color and organic matters. To develop wastewater treatment systems and to reuse the water are still challenged because of the scarcity of water in the world. Among the treatment methods of textile wastewater, membrane distillation was used as the concept of this research. The focus points of the direct contact membrane distillation system are the membrane characteristics, operating parameters (temperature and flow rate) and treatment efficiency. The synthetic dye wastewater (reactive black-5 and reactive blue-19) and real textile effluent were used as the feed wastewater. In this …

Acclimatization And Application Of Biofilters For Nitrogen Removal In Marine Recirculating Shrimp Culture System, Penpicha Satanwat

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research involved in the complete nitrogen removal in marine recirculating aquaculture system (RAS) through sequential nitrification and denitrification processes using internal biofilter within a single tank. The study was divided into two experimental parts. The first study was to estimate the effects of salinity (5, 15 and 25 PSU) and stocking density (50 and 100 shrimp m-2) on nitrification and denitrification efficiencies, as well as on microbial diversity in the biofilm. Also, the nitrogen removal efficiencies of fibrous BiocordTM biofilter and Japanese filter mat were compared. Results showed that the nitrification was stimulated in low-salinity (5 PSU) system with …

Study Of Gas-Liquid Mass Transfer In Bubble And Spray Column Adding Solid Media, Kritchart Wongwailikhit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Gas absorption is a separation process that transfers substances from gas phase to liquid phases due to the different concentrations. The operation can be applied in many treatments or purifying processes e.g. CO2 absorption from biogas or volatile organic compounds (VOCs) recovery from petroleum emission air. The conventional unit operation using for the gas absorption process are bubble column and spray column. Although there are several literatures reporting the efficiency of spray columns and bubble columns, those were done separately. Therefore, this research projected to investigate both hydrodynamics and mass transfer in both spray and bubble columns and comparing their …

Heavy Metals Adsorption In Simulated Groundwater Using Iron Oxide Particles And Iron Oxide Coated Sand, Ramy Lun

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aimed to understand adsorption mechanisms of single of heavy metals such as Mn, As and Fe and a combined heavy metal in simulated groundwater using iron oxide particles (IOP) and iron oxide coated sands (IOCS). The experiment was conducted in batch test. In order to understand mechanism of heavy metals adsorption, pseudo first-order and pseudo second-order of kinetic, and Langmuir and Freundlich isotherm models were applied by varying adsorbent dosages from 4 to 24 mg/L ,and 10 to 60 min of times. Optimal dosages for single heavy metals and a combined heavy metal removal were 12, 12, 20 …

Influential Factors Of Water Conservation Behaviors In Household: A Case Study Of Condominiums In Bangkok, Thailand, Sutida Sirimungkla

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aims to investigate water use and water conservation behaviors of people in condominiums in Bangkok, Thailand, and to determine the most influential factor to the behavioral intention, among attitude, social norm, perceived behavioral control (PBC), and information effect. A questionnaire survey of 210 respondents was conducted in Bangkok Metropolitan area between January - April, 2018. Data was analyzed by descriptive statistic to investigate water conservation behaviors and Structural Equation Model (SEM) to examine the determinants of intention to perform the everyday water conservation behaviors and to install water saving devices. The results indicate that two top practices rate …

เชื้อเพลิงขยะอัดแท่งเตรียมจากขยะทั่วไปโดยใช้โพลิไวนิลแอลกอฮอล์ ดินสอพอง และใบจามจุรีที่ผ่านการหมักแล้วเป็นตัวประสาน, ชนมน วิริยะจารุ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเปลี่ยนขยะให้เป็นพลังงานถือเป็นทางเลือกหนึ่งในการช่วยแก้ปัญหาขยะมูลฝอยชุมชน รวมทั้งช่วยลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิสในกระบวนการเผาไหม้ของโรงงานอุตสาหกรรม งานวิจัยนี้ศึกษาสภาวะที่เหมาะสมและประเภทของตัวประสานที่เหมาะสมในขั้นตอนการผลิตเชื้อเพลิงขยะอัดแท่ง ให้เชื้อเพลิงขยะอัดแท่งมีสมบัติทางกายภาพและเคมีเหมาะสมสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิงร่วมในกระบวนการเผาไหม้ของโรงงานปูนซีเมนต์ โดยใช้ขยะทั่วไปส่วนที่รีไซเคิลไม่ได้เก็บรวบรวมภายในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเป็นส่วนประกอบหลักของเชื้อเพลิงขยะอัดแท่ง สำหรับตัวประสานที่ใช้ในงานวิจัยนี้คือ โพลิไวนิลแอลกอฮอล์ ดินสอพองและใบจามจุรีที่ผ่านการหมักแล้ว และทำการทดสอบการเผาไหม้โดยใช้เตาแก๊สซิไฟเออร์แบบไหลลง จากการวิจัยพบว่าที่สัดส่วนพลาสติก กระดาษ และกากกาแฟ 5:1:3 ตามลำดับ มีค่าความร้อนสูงที่สุดคือ 32.9 เมกะจูลต่อกิโลกรัม สภาวะที่เหมาะสมในการอัดแท่งเชื้อเพลิงคือแรงดันไม่ควรต่ำกว่า 100 บาร์ อุณหภูมิควรอยู่ในช่วง 250-300 องศาเซลเซียสและเวลาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ใช้ การใช้โพลิไวนิลแอลกอฮอล์เป็นตัวประสานที่ปริมาณ 0.2 มีสมบัติทางกายภาพและเคมีเหมาะสมที่สุดคือมีค่าความร้อน 33.3 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ความหนาแน่น 869.5 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ค่ากำลังต้านทานแรงอัด 3.8 เมกะปาสคาล ก๊าซที่เกิดขึ้นมีค่าความร้อนก๊าซเฉลี่ย 3.04 เมกะจูลต่อลูกบาศก์มาตรฐาน และสมบัติทางกายภาพและเคมีผ่านเกณฑ์กำหนด ทนต่อการเผาไหม้ ให้อุณหภูมิในระหว่างการเผาไหม้สูง ติดไฟได้ง่าย เหมาะสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิงร่วมในกระบวนการเผาไหม้ของโรงงานปูนซีเมนต์

การดูดซับฟลูออไรด์และไนเตรทด้วยตัวดูดซับจากตะกอนน้ำประปา, เบญจพร ส่งสกุลรุ่งเรือง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการใช้ดินตะกอนที่เหลือทิ้งจากโรงผลิตน้ำประปามาผลิตเป็นวัสดุดูดซับแบบเกล็ดเพื่อดูดซับฟลูออไรด์และไนเตรทในน้ำ โดยทำการทดลองแบบทีละเท ศึกษาผลของการเพิ่มประสิทธิภาพตัวดูดซับด้วยการกระตุ้นด้วยความร้อน กรด และด่าง และศึกษาลักษณะทางกายภาพและเคมีของตัวดูดซับ จลนพลศาสตร์การดูดซับ กลไกการดูดซับ ไอโซเทอมการดูดซับของฟลูออไรด์และไนเตรทในน้ำ นอกจากนี้ยังศึกษาอิทธิพลของไอออนอื่นๆที่มีผลต่อการดูดซับ และการชะละลายของตัวดูดซับจากดินตะกอนอีกด้วย ผลการศึกษาพบว่าตัวดูดซับแบบเกล็ดที่เตรียมจากดินตะกอนสามารถดูดซับฟลูออไรด์และไนเตรทได้ ยกเว้นตัวดูดซับที่กระตุ้นด้วยด่าง โดยการกระตุ้นตัวดูดซับด้วยความร้อนและกรดพบว่าทำให้รูพรุนและพื้นที่ผิวจำเพาะเพิ่มขึ้น การดูดซับทั้งหมดเข้ากันได้กับสมการจลนพลศาสตร์การดูดซับอันดับที่สองเสมือนและใช้เวลาเข้าสู่สมดุลการดูดซับประมาณ 4 ชั่วโมง โดยการกระตุ้นตัวดูดซับทำให้การดูดซับเข้าสู่สมดุลการดูดซับได้เร็วขึ้น การดูดซับฟลูออไรด์ด้วยตัวดูดซับที่กระตุ้นด้วยความร้อนสอดคล้องกับไอโซเทอมแบบแลงเมียร์และฟรุนดลิช ส่วนตัวดูดซับที่กระตุ้นด้วยกรดสอดคล้องกับไอโซเทอมแบบแลงเมียร์ ส่วนการดูดซับไนเตรททั้งหมดสอดคล้องกับไอโซเทอมแบบแลงเมียร์ โดยตัวดูดซับที่กระตุ้นด้วยความร้อนและตามด้วยการกระตุ้นด้วยกรดมีประสิทธิภาพในการดูดซับดีที่สุด โดยค่าความจุการดูดซับฟลูออไรด์และไนเตรทเท่ากับ 9.17 และ 5.77 มิลลิกรัมต่อกรัม ตามลำดับ สำหรับการดูดซับในน้ำมลสารรวมพบว่าการดูดซับฟลูออไรด์และ ไนเตรทลดลง นอกจากนี้ คาร์บอเนต ไบคาร์บอเนต และซัลเฟตไอออนส่งผลให้การดูดซับฟลูออไรด์ลดลง ตามลำดับ และคาร์บอเนต ไบคาร์บอเนต คลอไรด์ และซัลเฟตไอออนส่งผลให้การดูดซับ ไนเตรทลดลง ตามลำดับ และไอออนบวก ได้แก่ โซเดียมและแคลเซียมไม่มีผลต่อการดูดซับฟลูออไรด์และไนเตรท ส่วนการชะละลายของมลสารอื่นๆ ในตะกอน จากการตรวจสอบคุณภาพน้ำเบื้องต้นพบว่าน้ำอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานน้ำบริโภคตามมาตรฐานของกรมควบคุมมลพิษ

กลุ่มประชากรจุลินทรีย์และกิจกรรมการเปลี่ยนรูปไนโตรเจนในฟิล์มชีวภาพของระบบบำบัดแบบจานหมุนชีวภาพ, ชานนท์ พันธาพา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษากลุ่มประชากรจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดไนโตรเจนและกิจกรรมการเปลี่ยนรูปไนโตรเจนในฟิล์มชีวภาพของระบบบำบัดน้ำเสียแบบจานหมุนชีวภาพของตลาดสด น้ำเข้าระบบมีค่าเฉลี่ย COD คือ 247.68 mg/l, NH3 คือ 77.30 mg/l, NO2- คือ 0.036 mg/l และ NO3- คือ 2.70 mg/l ผลการวิเคราะห์กลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในฟิล์มชีวภาพโดยเทคนิค NGS พบว่าจุลินทรีย์ที่เคยถูกรายงานว่ามีบทบาทเกี่ยวข้องกับวัฏจักรไนโตรเจนในระดับจีนัสหรือแฟมีลีมีปริมาณร้อยละ 28 ของจุลินทรีย์ทั้งหมด เช่น Pseudomonas (10.37%), Clostridium (7.27 %), Candidatus Brocadia (5.15 %), Nitrospira (3.21 %), Arcobacter (1.09 %), Nitrosomonadaceae (0.75 %) และ Desulfobulbus (0.35 %) ซึ่งผลการวิเคราะห์ NGS นี้ค่อนข้างสอดคล้องกับผลการศึกษากลุ่มประชากรจุลินทรีย์โดยใช้เทคนิค PCR-cloning-sequencing กล่าวคือในกระบวนการแอมโมเนียออกซิเดชันพบเพียงกลุ่มประชากร AOB สายพันธุ์ Nitrosomonas europea ไม่พบกลุ่มประชากร Comammox และ AOA สำหรับกระบวนการไนไตรท์ออกซิเดชัน ไพรเมอร์ที่ใช้อาจไม่เหมาะสมทำให้ไม่พบกลุ่มประชากร NOB (Nitrobacter, Nitrotoga, Nitrospira) ส่วนกระบวนการ Anammox พบกลุ่มประชากร Candidatus Brocadia นอกจากนี้ยังพบกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในกระบวนการ DNRA ร่วมด้วย จากนั้นศึกษาการเปลี่ยนรูปแอมโมเนียภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจน พบว่ามีกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแอมโมเนียออกซิเดชัน การศึกษาการเปลี่ยนรูปไนไตรท์ภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจน พบว่ามีกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกระบวนการไนไตรท์ออกซิเดชัน การศึกษาการเปลี่ยนรูปแอมโมเนียภายใต้สภาวะที่มีไนไตรท์ พบว่ามีกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดีไนตริฟิเคชันแบบใช้ไนไตรท์เป็นตัวรับอิเล็กตรอน แต่ไม่พบกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ Anammox ในสภาวะที่ทำการทดลองนี้และศึกษาการเปลี่ยนรูปไนเตรทภายใต้สภาวะที่มีเมทานอล แสดงให้เห็นว่าน่าจะเกิดจากกิจกรรมของจุลินทรีย์กลุ่ม DNRA ร่วมกับจุลินทรีย์กลุ่ม Denitrification แบบใช้ไนเตรทเป็นตัวรับอิเล็กตรอน จะเห็นว่าระบบบำบัดน้ำเสียแบบจานหมุนชีวภาพมีประชากรจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องการเปลี่ยนรูปไนโตรเจนที่หลากหลายทั้งกลุ่มที่ใช้และไม่ใช้ออกซิเจน ทำให้เหมาะสมในการใช้เป็นหัวเชื้อสำหรับระบบกำจัดไนโตรเจนแบบใหม่ต่อไป

การใช้จุลสาหร่ายร่วมกับตะกอนจุลชีพในการบำบัดน้ำเสีย, ฐานิดา สำแดง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการบำบัดซีโอดีโดยจุลสาหร่ายร่วมกับตะกอนจุลชีพในสภาวะที่มีแสงและไม่มีแสงเดินระบบด้วยน้ำเสียงเคราะห์ที่ความเข้มข้น 1,000 มก.ซีโอดี/ล. ผลการทดลองพบว่าค่าซีโอดีลดลงตามปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง ซึ่งอัตราการบำบัดของจุลสาหร่ายร่วมกับตะกอนจุลชีพที่สภาวะให้แสง มีอัตราการบำบัดสูงสุด (k1) 0.76 ต่อวัน โดยไม่มีซีโอดีคงเหลือในระบบ เมื่อเปรียบเทียบกับอัตราการบำบัดซีโอดีโดยจุลสาหร่ายร่วมกับตะกอนจุลชีพที่สภาวะไม่ให้แสง 0.45 ต่อวัน ดังนั้นการใช้จุลสาหร่ายช่วยบำบัดสารอินทรีย์ในน้ำเสียจะทำให้ซีโอดีในระบบลดลงจนหมดในสภาวะที่มีแสง แต่ในสภาวะที่ไม่มีแสงจะยังคงมีซีโอดีเหลืออยู่ในระบบ แสดงให้เห็นว่าแสงเป็นปัจจัยสำคัญของการเจริญเติบโตของจุลสาหร่ายซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดี จากการศึกษาผลของการบำบัดซีโอดีที่ความเข้มข้น 50 100 200 500 และ 1,000 มก.ซีโอดี/ล. โดยจุลสาหร่ายร่วมกับตะกอนจุลชีพในสภาวะที่มีแสง จากการทดลองพบว่าอัตราการบำบัดซีโอดีเท่ากับ 128.0 158.4 352.0 657.8 และ 1547.5 มก.ซีโอดี/ล./วัน ตามลำดับ มีแนวโน้มของอัตราการบำบัดซีโอดีตามปฏิกิริยาอันดับหนึ่งคือ 0.99 ต่อวัน และอัตราการบำบัดจำเพาะของจุลสาหร่ายและตะกอนจุลชีพคือ 0.0282 วัน-1 จากการศึกษาผลการทดลองของระยะเวลากักเก็บน้ำ พบว่าประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีที่ระยะเวลากักเก็บ 1 2 4 และ 8 วัน เท่ากับร้อยละ 70.52±3.80 83.49±2.59 90.63±2.48 และ 92.53±2.84 ตามลำดับ ซึ่งระยะเวลากักเก็บที่ 4 น่าจะเหมาะสมที่สุด

การพัฒนาถังปฏิกรณ์สำหรับกำจัดน้ำมันในดินจากการขุดเจาะปิโตรเลียม, ชุติกาญจน์ โพธิรัชต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการบำบัดดินปนเปื้อนน้ำมันด้วยวิธีการล้างทำความสะอาดดินด้วยน้ำประปา ซึ่งดินปนเปื้อนมีจำนวนคาร์บอนอยู่ในช่วง C12 (Dodecane) ถึง C22 (Docosane) โดยมีปัจจัยที่ทำการศึกษาในการล้างทำความสะอาดดิน ได้แก่ ค่าพีเอชในการล้าง (ค่าพีเอชน้อยกว่าค่า pHzpc ค่าพีเอชเท่ากับค่า pHzpc และค่าพีเอชน้อยกว่าค่า pHzpc) ความเร็วในการเขย่า (30 60 และ 120 รอบต่อนาที) ระยะเวลาในการล้างทำความสะอาดดิน (5 10 และ 20 นาที) และอัตราส่วนระหว่างน้ำประปาต่อดิน (2.5 5 และ 10 มิลลิลิตรต่อกรัม) ตัวชี้วัดคือ ปริมาณปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอน ซึ่งจะนำสภาวะที่เหมาะสมเดินระบบในถังปฏิกรณ์ โดยการเดินระบบแบบทีละเท จากการทดลองพบว่าสภาวะการล้างทำความสะอาดดินที่เหมาะสมในระดับปฏิบัติการ (Lab scale) คือ ค่าพีเอชในการล้างเท่ากับค่า pHzpc ความเร็วในการเขย่า 120 รอบต่อนาที ระยะเวลาในการล้างทำความสะอาดดิน 10 นาที และอัตราส่วนระหว่างน้ำและดินปนเปื้อน 10 มิลลิลิตรต่อกรัม ให้ประสิทธิภาพสูงที่สุด ถึงร้อยละ 42.15 นำสภาวะไปเดินระบบในถังปฏิกรณ์ (Bench scale) เริ่มต้นจากเติมน้ำประปาและดินปนเปื้อน เป่าอากาศ (ล้างทำความสะอาดดิน) และกรองอนุภาค ค่าความปั่นป่วนภายในถังปฏิกรณ์ที่เกิดจากฟองอากาศที่มาจากความดันในเส้นท่อ 1.0 บาร์ สร้างฟองอากาศขนาด 2.40 มิลลิเมตร ค่าความเร็วเกรเดียนท์ของของเหลวที่เกิดจากฟองอากาศ 252.69 ต่อวินาที สามารถประเมินอายุการใช้งานของเซรามิคเมมเบรนอยู่ที่ 1,433 ชั่วโมง สภาวะที่ดีที่สุดจากการทดลองในถังปฏิกรณ์คือ พีเอชที่ใช้ในการล้างเท่ากับค่า pHzpc อัตราส่วนระหว่างน้ำประปาต่อดินปนเปื้อน 10 (ลิตรต่อกิโลกรัม) ระยะเวลาในการล้างทำความสะอาดดิน 10 นาที ให้ประสิทธิภาพร้อยละ 27.31 อย่างไรก็ตามการเพิ่มขนาดถังปฏิกรณ์หรืออติดตั้งใบพัดสำหรับการปั่นกวน อาจช่วยพัฒนาถังปฏิกรณ์สำหรับการล้างทำความสะอาดดินให้มีประสิทธิภาพได้ดียิ่งขึ้น

การกำจัดซีโอดีและไนโตรเจนด้วยถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศแยกชั้นชนิดไหลขึ้น, ณัฏฐณิชา เตี๊ยะเพชร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการกระจายตัวของน้ำในถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศแยกชั้นชนิดไหลขึ้นที่มีด้านล่างเป็นส่วนไร้อากาศมีการเติมอากาศเฉพาะด้านบน คิดอัตราส่วนของส่วนไร้อากาศต่อส่วนเติมอากาศเป็น 1:2 ในขณะที่ถังปฏิกิริยาไม่มีตัวกลาง มีตัวกลางและเมื่อสิ้นสุดการทดลองที่ตัวกลางมีฟิล์มชีวภาพเกาะอยู่ที่อัตราการเวียนน้ำ 100% พบว่าการกระจายตัวของน้ำในขณะที่ถังปฏิกรณ์ไม่มีตัวกลางและมีตัวกลางมีลักษณะคล้ายกันทั้งที่จุดตรวจวัดก่อนเติมอากาศและจุดน้ำออกมีลักษณะคล้ายกับการไหลแบบไหลตามกันในช่วงแรกก่อนจุดเติมอากาศผสมกับแบบกวนสมบูรณ์ในช่วงเติมอากาศ เนื่องจากผลของการเติมอากาศและการเวียนน้ำ ในขณะที่รูปแบบการไหลของถังเมื่อสิ้นสุดการเดินระบบที่มีฟิล์มชีวภาพเกาะอยู่ปรากฏลักษณะของการไหลแบบไหลตามกันชัดกว่า ระยะเวลาเก็บกักน้ำที่ได้จากการทดลองมีค่าน้อยกว่าที่คำนวณไว้ โดยความคลาดเคลื่อนสูงขึ้นตามระยะเวลากักเก็บน้ำที่มากขึ้น เนื่องจากผลของตัวกลางที่ใส่ลงไปทำให้ปริมาตรจำเพาะ (Effective Volume) ของถังปฏิกิริยาลดลง คิดระยะเวลาเก็บกักน้ำจริงของถังปฏิกิริยาในการทดลองนี้ได้เป็น 84.1% ในขณะที่ประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีของน้ำเสียสังเคราะห์ที่ซีโอดีและแอมโมเนียเริ่มต้น 400 มล./ล. และ 40 มล.-ไนโตรเจน/ล. ตามลำดับที่ระยะเวลาเก็บกักน้ำทั้ง 2 4 8 และ 12 ชั่วโมง มีประสิทธิภาพเป็น 91.9% 91.6% 92.1% และ 98.7% ตามลำดับ คิดอัตราการบำบัดซีโอดีสูงสุดได้เป็น 171 มก./ล./ชม. ผลการบำบัดไนโตรเจนของระบบพบว่าสามารถเกิดปฏิกิริยาไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันได้ดีที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 12 และ 8 ชั่วโมง มีประสิทธิภาพในการบำบัดแอมโมเนียไนโตรเจนเป็น 99% มีประสิทธิภาพในการบำบัดไนโตรเจนทั้งหมดเป็น 37.3% และ 52.5% ตามลำดับ ส่วนที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 4 และ 2 ชั่วโมง การเกิดปฏิกิริยาไนตริฟิเคชันต่ำ น้ำขาออกมีแอมโมเนียเหลืออยู่ 30.2±3.99และ 34.4±0.910 มก.-ไนโตรเจน/ล. ตามลำดับ และไม่มีไนไตร์ตและไนเตรตเกิดขึ้น คิดอัตราไนตริฟิเคชันจำเพาะเฉลี่ยได้เป็น 0.0659±0.0107 ก.-ไนโตรเจน/ตร.ม./วัน ดังนั้น สรุปได้ว่าถังกรองชีวภาพแบบเติมอากาศแยกชั้นชนิดไหลขึ้นมีประสิทธิภาพในการบำบัดแอมโมเนียสูงที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 8 และ 12 ชั่วโมง ความเข้มข้นของซีโอดีและแอมโมเนียไนโตรเจนที่น้ำออกมีค่าต่ำกว่ามาตรฐานน้ำทิ้ง เมื่อลดระยะเวลากักเก็บน้ำลดลงต่ำกว่า 4 ชั่วโมงระบบสามารถกำจัดซีโอดีได้ต่ำกว่ามาตรฐานน้ำทิ้ง แต่ประสิทธิภาพในการบำบัดไนโตรเจนลดลง ความเข้มข้นของแอมโมเนียที่น้ำออกสูงกว่ามาตรฐานน้ำทิ้ง รวมถึงมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันต่ำ

การดูดซับกลุ่มไอออนลบโดยใช้วัสดุแมกนีเซียม-อะลูมิเนียมเลเยอร์ดับเบิ้ลไฮดรอกไซด์, ติณห์ ศรีเมฆ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยฉบับนี้มุ่งเน้นศึกษาการดูดซับไอออนลบอันได้แก่ ฟอสเฟต (PO₄³-) โครเมต(Cr₂O₇²-) และอาร์เซเนต (AsO₄³-) โดยใช้วัสดุแมกนีเซียม/อะลูมิเนียมเลเยอร์ดับเบิ้ลไฮดรอกไซด์ (Mg/Al LDHs) และวัสดุแมกนีเซียม/อะลูมิเนียมเลเยอร์ดับเบิ้ลไฮดรอกไซด์ที่เกาะบนอนุภาค แม่เหล็ก (Mg/Al LDHs-Fe) จากผลการทดลองในระบบแบบทีละเทพบว่า Mg/Al LDHs มีประสิทธิภาพในการกาจัดไอออนลบทั้งสามชนิดมากกว่า Mg/Al LDHs-Fe เนื่องจาก Mg/Al LDHs มีพื้นที่ผิวที่มีประจุบวกมากกว่า Mg/Al LDHs-Fe และเมื่อทดสอบการดูดซับพบว่าวัสดุทั้งสองชนิดมีความเร็วการดูดซับเข้าสู่สมดุลใกล้เคียงกัน แต่ Mg/Al LDHs จะมีประสิทธิภาพในการดูดซับสูงกว่า Mg/Al LDHs-Fe ประสิทธิภาพในการดูดซับไอออนลบของวัสดุทั้งสองลดลงเล็กน้อยเมื่อค่าพีเอชสูงขึ้น เมื่อนำไอออนลบทั้งสามชนิดมาแข่งขันในการถูกดูดซับพบว่า วัสดุทั้งสองชนิดจะดูดซับฟอสเฟตได้ดีที่สุด รองลงมาได้แก่อาร์เซเนต และโครเมตตามลาดับ ซึ่งเป็นผลมาจากโครงสร้างของไอออนลบเหล่านั้น ได้แก่ ฟอสเฟตและอาร์เซเนตมีประจุลบสามในขณะที่โครเมตมีประจุลบสอง จึงทำให้ฟอสเฟตและอาร์เซเนตสามารถเกิดปฏิสัมพันธ์กับหมู่โลหะไฮดรอกไซด์ที่ถูกเหนี่ยวนำเป็นบวกบนพื้นผิวตัวกลางดูดซับ วัสดุดูดซับทั้งสองชนิดเมื่อนำกลับมาใช้ใหม่พบว่ามีประสิทธิภาพการดูดซับไอออนลบทั้งสามชนิดลดลงประมาณร้อยละ 50