Environmental Engineering Commons^™

Time-Domain And Frequency-Domain Reflectometry Type Soil Moisture Sensor Performance And Soil Temperature Effects In Fine- And Coarse-Textured Soils, Y. Zhu, S. Irmak, A. J. Jhala, M. C. Vuran, A. Diotto

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

The performances of six time-domain reflectometry (TDR) and frequency-domain reflectometry (FDR) type soil moisture sensors were investigated for measuring volumetric soil-water content (θ_v) in two different soil types. Soil-specific calibration equations were developed for each sensor using calibrated neutron probe-measured θ_v. Sensors were also investigated for their performance response in measuring θ_v to changes in soil temperature. The performance of all sensors was significantly different (P<0.05) than the neutron probe-measured θ_v, with the same sensor also exhibiting variation between soils. In the silt loam soil, the 5TE sensor had the lowest root mean squared error (RMSE) of 0.041 …

Optimization Of Process Parameters And Fermentation Strategy For Xylanase Production In A Stirred Tank Reactor Using A Mutant Aspergillus Nidulans Strain, Asmaa Abdella, Fernando Segato, Mark R. Wilkins

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

The present work studied the optimization of aeration rate, agitation rate and oxygen transfer and the use of various batch fermentation strategies for xylanase production from a recombinant Aspergillus nidulans strain in a 3 L stirred tank reactor. Maximum xylanase production of 1250 U/mL with productivity of 313 U/mL/day was obtained under an aeration rate of 2 vvm and an agitation rate of 400 rpm using batch fermentation. The optimum volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) for efficient xylanase production was found to be 38.6 h1. Fed batch mode and repeated batch fermentation was also performed with kLa was 38.6 h1. …

Antibiotic Resistance Gene Profile Changes In Cropland Soil After Manure Application And Rainfall, Morgan Meyers, Lisa Durso, John E. Gilley, Heidi Waldrip, Lana Castleberry, Amy Millmier Schmidt

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Land application of manure introduces gastrointestinal microbes into the environment, including bacteria carrying antibiotic resistance genes (ARGs). Measuring soil ARGs is important for active stewardship efforts to minimize gene flow from agricultural production systems; however, the variety of sampling protocols and target genes makes it difficult to compare ARG results between studies. We used polymerase chain reaction (PCR) methods to characterize and/or quantify 27 ARG targets in soils from 20 replicate, long-term no-till plots, before and after swine manure application and simulated rainfall and runoff. All samples were negative for the 10 b-lactamase genes assayed. For tetracycline resistance, only source …

Optimization Of Process Parameters And Fermentation Strategy For Xylanase Production In A Stirred Tank Reactor Using A Mutant Aspergillus Nidulans Strain, Asmaa Abdella, Fernando Segato, Mark R. Wilkins

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

The present work studied the optimization of aeration rate, agitation rate and oxygen transfer and the use of various batch fermentation strategies for xylanase production from a recombinant Aspergillus nidulans strain in a 3 L stirred tank reactor. Maximum xylanase production of 1250 U/mL with productivity of 313 U/mL/day was obtained under an aeration rate of 2 vvm and an agitation rate of 400 rpm using batch fermentation. The optimum volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) for efficient xylanase production was found to be 38.6 h-1. Fed batch mode and repeated batch fermentation was also performed with kLa was 38.6 h …

System For Optimizing Fed-Batch Hydrolysis Of Biomass, Chao Tai, Deepak R. Keshwani

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Provided herein is a system for optimizing the fed-batch hydrolysis of biomass.

System And Method For Monitoring Pleural Fluid, Dimitrios Miserlis, Kim Cluff, Abby M. Kelly, Suzanne J. Higgins, Max H. Twedt

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

The disclosure is directed to intrapleural air leak detection and monitoring. According to various embodiments of the disclosure, an air leak may be detected utilizing at least one sensor to determine whether fluid extracted from a pleural cavity of a patient includes carbon dioxide and/or a second substance. The second substance may be a foreign substance inhaled by the patient to confirm presence of the air leak. The air leak may be further monitored over a period of time by collecting temporally successive measurements associated with detected concentrations of carbon dioxide. Therefore, tissue damage and recovery may be assessed according …

Hydrogen Peroxide Sensors For Biomedical Applications, Jakob Meier, Eric M. Hofferber, Joseph A. Stapleton, Nicole M. Iverson

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Hydrogen peroxide (H2O2) is an important molecule within the human body, but many of its roles in physiology and pathophysiology are not well understood. To better understand the importance of H2O2 in biological systems, it is essential that researchers are able to quantify this reactive species in various settings, including in vitro, ex vivo and in vivo systems. This review covers a broad range of H2O2 sensors that have been used in biological systems, highlighting advancements that have taken place since 2015.

Grain Yield, Crop And Basal Evapotranspiration, Production Functions And Water Productivity Response Of Drought-Tolerant And Non-Drought-Tolerant Maize Hybrids Under Different Irrigation Levels, And Population Densities: Part I. In Western Nebraska's Semi-Arid Environments, Ali T. Mohammed, Suat Irmak, William Kranz, Simon Van Donk, C. Dean Yonts

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Grain yield, crop evapotranspiration (ETc), basal evapotranspiration (ETb), ETc-yield production functions (ETYPF), and crop water use efficiency (CWUE) response of three drought-tolerant (DT) and one non-drought-tolerant (NDT) maize (Zea mays L.) hybrids to two plant population densities (PPDs) [84,000 plants ha-1 (high PPD) and 59,300 plants ha-1 (low PPD)] and three irrigation levels were researched at two semi-arid locations: North Platte (WCREC) and Scottsbluff (MAL), Nebraska, in 2010, 2011, and 2012. The irrigation levels were fully irrigated (FIT), early cutoff (ECOT), and rainfed (RFT). Precipitation in 2010 was above average, 2011 was a normal year, and 2012 was one of …

Microcontroller Based Granular Urea Application Attachment For Rice Transplanter, Md Towfiqur Rahman, Md Monjurul Alam, Md Mosharraf Hossain, Muhammad Rashed Al Mamun

Department of Agricultural and Biological Systems Engineering: Faculty Publications

Transplanting and fertilizer application for rice production in Bangladesh are tedious, time consuming and laborious task, and mostly done manually. Mechanical transplanting of rice becoming popular in the country in recent years and few machines have been developed for granular urea deep placement, however, having some limitations. Placing granular urea precisely along with rice transplanting, an attempt was under taken to design and fabricate an electronic control granular urea applicator to be attach with a 4-row walk behind type rice transplanter. Fabrication of the electronic granular urea applicator was done in the workshop of the Department of Farm Power and …

Municipal Solid Waste Fly Ash Washing For Cement Application, Suthatta Dontriros

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Waste incineration is general solution to manage of municipal solid waste. However, large amount of municipal solid waste incineration fly ash (MSWI FA) accumulating heavy metals poses problem to the environment. One of the fundamental treatments is called solidification-stabilization of MSWI FA with cement to cap hazardous elements. Elements such as chloride and sulfate are captured in MSWI FA when it is collected in an air pollution control device causing low compressive strength of concrete. Thus, a further treatment of MSWI FA to remove these salts are required. Therefore, this study investigated MSWI FA treatment by deionized water, 0.01M and …

การดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทนโดยวัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ที่ทำการคาร์บอไนซ์, จิรภิญญา โอทอง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อศึกษาการประยุกต์ใช้วัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ที่ทำการคาร์บอไนซ์เพื่อดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทน โดยทำการสังเคราะห์วัสดุโครงข่ายโลหะอินทรีย์ (MOFs) ชนิด MIL-53(Al), ZIF-8(Zn) และ HKUST-1(Cu) ที่อุณหภูมิห้อง และนำมาผ่านกระบวนการคาร์บอนไนเซชันที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส ภายในก๊าซไนโตรเจน ( carbonized MIL-53(Al), carbonized ZIF-8(Zn) และ Carbonized HKUST-1(Cu)) เพื่อเพิ่มเสถียรภาพในวัฏภาคน้ำ และศึกษาดูดซับสารกลุ่มไตรฮาโลมีเทนทั้ง 4 ชนิด ได้แก่ คลอโรฟอร์ม(TCM), โบรโมฟอร์ม(TBM), โบรโมไดคลอรามีเทน (BDCM) และไดโบรโมคลอรามีเทน (DBCM) แบบทีละเทในน้ำประปา โดยทำการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการดูดซับกับถ่านกัมมันต์ชนิดผงเกรดการค้า (PAC) จากผลการทดลองพบว่าตัวดูดซับที่ทำการคาร์บอไนซ์มีประสิทธิภาพในการดูดซับสูงกว่าตัวดูดซับแบบปกติ carbonized MIL-53(Al) มีอัตราเร็วในการดูดซับสารไตรฮาโลมีเทนทั้ง 4 ชนิดสูงกว่า carbonized MOFs อีก 2 ตัวและใกล้เคียงกับ PAC โดยจลนพลศาสตร์การดูดซับของสารไตรฮาโลมีเทนของ carbonized MIL-53(Al) และถ่านกัมมันต์ชนิดผงเกรดการค้า เป็นไปตามจลนพลศาสตร์การดูดซับลำดับที่ 2 เสมือน และเข้าสู่สภาวะสมดุลภายในระยะเวลา 40 นาที และ 60 นาที ตามลำดับ การศึกษาไอโซเทอมการดูดซับพบว่า carbonized MIL-53(Al) สามารถดูดซับสารไตรฮาโลมีเทนได้ดีกว่า PAC โดยสามารถดูดสารโบรโมฟอร์มได้ดีที่สุด (TCM

Global Food Security Under Climate-Water-Energy Nexus, Ehsan Najafi

Dissertations and Theses

During the last few decades, the global agricultural production has risen and technology enhancement is still contributing to yield growth. However, population growth, water and energy crisis, and extreme weather, climate change, etc. threaten the global food security. The focus of this study is to advance the understanding of the associations between crops productivity and large scale and local scale climatic variables, climate change, technology enhancement and assessing food-water-energy nexus to enhance global food security in a sustainable manner considering current available resources. As decision-makers try to improve food security, it is important to identify the impact of technology enhancement …

Improving Retrievals Of Crop Vegetation Parameters From Remote Sensing Data, Nathaniel Levitan

Dissertations and Theses

Agricultural systems are difficult to model because crop growth is driven by the strongly nonlinear interaction of Genotype x Environment x Management (G x E x M) factors. Due to the nonlinearity in the interaction of these factors, the amount of data necessary to develop and utilize models to accurately predict the performance of agricultural systems at an operational scale is large. Satellite remote sensing provides the potential to vastly increase the amount of data available for modelling agricultural systems as a result of its high revisit time and spatial coverage. Unfortunately, there have been significant difficulties in deploying remote …

Hydroclimate Drivers And Atmospheric Dynamics Of Floods, Nasser Najibi

Dissertations and Theses

Our preliminary survey showed that most of the recent flood-related studies did not formally explain the physical mechanisms of long-duration and large-peak flood events that can evoke substantial damages to properties and infrastructure systems. These studies also fell short of fully assessing the interactions of coupled ocean-atmosphere and land dynamics which are capable of forcing substantial changes to the flood attributes by governing the exceeding surface flow regimes and moisture source-sink relationships at the spatiotemporal scales important for risk management. This dissertation advances the understanding of the variability in flood duration, peak, volume, and timing at the regional to the …

Variability Of E. Coli In Streambed Sediments And Its Implication For Water Quality, Sadia Salam

Electronic Theses and Dissertations

Fecal indicator bacteria (FIB), including E. coli, are the number one cause of water quality impairments in the United States according to the USEPA. FIB are used as a predictor to identify the possible presence of pathogens in waterbodies. E. coli is a useful indicator of gastrointestinal (GI) related illnesses from contact with fresh water. While surface water is routinely monitored for water quality, streambed sediments are rarely considered as a source of FIB to the overlying water column. This study focuses on understanding the variation of E. coli concentrations in streambed sediments and the potential impact of sediment sources …

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, …

A Preliminary Sustainability Analysis Of Producing Class A Biosolids With Conventional And Low-Cost, Low-Tech Processes, Janna Brown

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Producing Class A biosolids is a beneficial way to reuse wastewater sludge. Low-cost, low-tech (LCLT) processes are attractive to small water resource recovery facilities (WRRF) because of their low capital costs and simple designs. This study examined the sustainability of conventional and LCLT processes at small WRRFs. The environmental impacts were determined by conducting life cycle assessments. Cost analyses determined the economic impacts. The social impacts were analyzed by investigating case studies and surveys of social response to biosolids. The environmental, economic, and social impacts were normalized, and each technology received an overall score. The technologies studied were direct heat …

Technology For Integrated Groyne-Vetiver Erosion Reduction (Tiger): Case Study In A West African River, Chase M. West

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

River erosion is a problem all over the world. The effects of river erosion are especially hard for farmers in developing countries, where the river is an important part of their farming practices and daily lives. A case study was done in the small village of Fode Binea in Senegal, West Africa to reduce this stream erosion. A new hybrid approach, Technology for Integrated Groyne-Vetiver Erosion Reduction (TIGER) method, was developed. The method includes combining groynes at the toe of the riverbank to reduce toe erosion in the channel and planting a buffer strip with vetiver grass to reduce erosion …

The Treatment Of Contaminated Water Using Electrocoagulation, Adebayo Edward Adejinle

Graduate Research Theses & Dissertations

Wastewater treatment is a process that is used to remove significant amount of contaminant concentration from wastewater, which prevents harm to the environment. Chemical coagulation (CC) is one of the most influential processes used to remove contaminants, and it is the addition of chemicals called coagulants, which causes particles to stick together forming bigger flocs. However, as effective as CC is, it requires bench scale testing for determining the appropriate dosing rate for specific raw water properties, which makes the process time consuming. To eliminate these issues, the introduction of the Electrocoagulation (EC) process is considered. The EC process is …

Synthesis, Characterization And Applications Of Reduced Graphene Oxide And Composite Membranes For Selective Separations And Removal Of Organic Contaminants, Ashish Aher

Theses and Dissertations--Chemical and Materials Engineering

Among the next generation materials being investigated for membrane development, partially reduced Graphene Oxide (rGO) has received increasing attention from the membrane community. rGO-based nanofiltration membranes have shown promising results in applications such as partial desalination, organic contaminant removal, gas-phase separations, and separations from solvent media. rGO offers a unique platform compared to common polymeric membranes since it can be used for separation applications in both aqueous and organic solvent media. An rGO-based platform could also be utilized to synthesize reactive membranes, giving rGO membranes the additional capability of reactively removing organic contaminants. This research focuses on the synthesis of …

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 …

Techno- Economic Feasibility Study Of Solar Water Pumping For Public Facilities In Nigeria, Anamika Singh

Cal Poly Humboldt theses and projects

This thesis presents a techno-economic feasibility analysis of solar water pumping systems in public facilities located in rural parts of Nigeria. Three different public facilities namely, a primary health care center in Ibwa (PHC, Ibwa), a comprehensive health care center in Kwali (CHC, Kwali), and the LEA Primary School in Mapa (LEA School, Mapa), all located in Federal Capital Territory (FCT) of Nigeria, were analyzed. The facilities considered in the study have varying levels of water demand (micro, small, and medium), and they are used as cases to establish the techno-economic suitability of solar water pumping systems to deliver water …

Designing Bifunctional Materials For In-Situ Capture And Conversion Of Volatile Organic Compounds, Anirudh Krishnamurthy

Doctoral Dissertations

”Volatile organic compounds (VOCs) are a class of organic liquid compounds with low vapor pressures, which enables them to vaporize at ambient conditions. VOCs are largely toxic, carcinogenic, and mutagenic, and have profound adverse effects on human health and the ecological environment. Many VOCs cause ruinous health effects even at very low concentrations (ppm) and therefore control of these organic compounds is essential for ensuring good air quality. A large portion of VOCs cause catastrophic health effects such as cancer or liver damage even at very low concentrations (ppm), and the control of these compounds is vital in ensuring good …

Waste Management Of Highway Right Of Way Areas In Southeast Georgia, David M. Penn Ii

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

Maintenance of highway right of way (ROW) areas has become problematic during the last several years due to the high cost, and little to no economic return associated with disposing vegetation waste that is continuously generated on all highways and interstates across the state of Georgia. The Georgia Department of Transportation (GDOT) was interested in evaluating the feasibility of replacing ROW vegetation of highways throughout the state with high-value alternatives such as switchgrass (Panicum virgatum L. ‘Alamo’), big bluestem (Andropogon gerardii) and woodland sunflower (Helianthus divaricatus). Preliminary objective involved measuring and mapping SOC and soil N concentrations in the highway …

The Operational And Safety Effects Of Heavy Duty Vehicles Platooning, Ahmed Alzahrani

UNF Graduate Theses and Dissertations

Abstract

Although researchers have studied the effects of platooning, most of the work done so far has focused on fuel consumption. There are a few studies that have targeted the impact of platooning on the highway operations and safety. This thesis focuses on the impact of heavy-duty vehicles (HDVs) platooning on highway characteristics. Specifically, this study aims at evaluating the effects of platooning of HDVs on capacity, safety, and CO₂ emissions.

This study is based on a hypothetical model that was created using the VISSIM software. VISSIM is a powerful simulation software designed to mimic the field traffic flow …

การจัดการวัฏจักรไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในระบบอควาโปนิกส์, ศิริวณี สุภาจารุวงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาบทบาทของกระบวนการไนตริฟิเคชันในระบบอควาโปรนิกส์ โดยแบ่งการทดลองออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ 1) ศึกษาอัตราการใช้แอมโมเนียและไนเตรทของผักสลัดกรีนโอ๊ค 2) ศึกษาการออกแบบและการทางานของส่วนบำบัดไนตริฟิเคชันสาหรับระบบเลี้ยงสัตว์น้ำแบบปิด และ 3) ศึกษาการประเมินประสิทธิภาพการบำบัดสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในระบบเลี้ยงสัตว์น้าแบบปิดที่ทางานร่วมกับระบบอควาโปนิกส์ที่มีและไม่มีการติดตั้งส่วนบำบัดไนตริฟิเคชัน จากการทดลองพบว่า ผักสลัดกรีนโอ๊คสามารถดูดซึมได้ทั้งแอมโมเนียและไนเตรทไปใช้ในการเจริญเติบโต อย่างไรก็ตามพืชจะเลือกใช้แอมโมเนียก่อนไนเตรท ทาให้การดูดซึมไนเตรทสามารถพบได้หลังจากที่แอมโมเนียในระบบหมดลง สำหรับการเพิ่มการสะสมตัวของไนเตรทในระบบเลี้ยงสัตว์น้ำแบบปิดที่ทำงานร่วมกับระบบอควาโปนิกส์สามารถทำได้โดยการติดตั้งส่วนแยกตะกอนและส่วนบำบัดไนตริฟิเคชันด้วยตัวกรองชีวภาพแบบเคลื่อนที่ลงในชุดทดลอง จากการทดลองพบว่าระบบมีอัตราการบำบัดแอมโมเนียเท่ากับ 1.09 มก./ล. และเกิดการเติมอากาศอย่างสมบูรณ์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดไนตริฟิเคชัน โดยเป็นไปตามความคาดหมายว่าในระบบที่มีการติดตั้งส่วนบำบัดไนตริฟิเคชันพบความเข้มข้นของไนเตรทสูงกว่า อย่างไรก็ตามในการเดินระบบเลี้ยงสัตว์น้ำแบบปิดร่วมกับระบบอควาโปนิกส์ในระยะยาว พบว่าการบำบัดไนตริฟิเคชันที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในบ่อเลี้ยงปลาและรางปลูกผักเพียงพอที่จะทำให้เกิดกระบวนการบำบัดอย่างสมบูรณ์เมื่อทำการเดินระบบประมาณ 20 วัน

ประสิทธิภาพและจลนพลศาสตร์ของถังปฏิกรณ์ไร้อากาศชนิดฟลูอิดไดซ์เบดแบบไม่เวียนน้ำที่ใช้พีวีเอเจลเป็นตัวกลาง, ธนพงศ์ อุปถัมภานนท์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาประสิทธิภาพของถังปฏิกรณ์ชีวภาพไร้อากาศฟลูอิดไดซ์เบดแบบไม่เวียนน้ำที่ใช้พีวีเอเจลเป็นตัวกลางในระบบ ทำการทดลองระดับปฏิบัติการด้วยถังปฏิกรณ์ขนาด 4.58 ล. ความสูง 2 ม. จำนวน 4 ชุดการทดลอง รองรับค่าอัตราภาระสารอินทรีย์แตกต่างกัน 5, 15, 25 และ 40 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน และแปรค่าระยะเวลากักเก็บน้ำ 4.4, 2.93, 2.2 และ 1.1 ชม. ทั้งนี้เม็ดพีวีเอเจลในถังปฏิกรณ์ถูกปรับลดขนาดให้อยู่ในช่วง 500-1,000 ไมครอนเพื่อให้เหมาะสมกับระบบฟลูอิดไดซ์เบด โดยทั้งลักษณะโครงสร้างภายในและความถ่วงจำเพาะยังคงใกล้เคียงกับตัวกลางต้นแบบ เริ่มต้นเดินระบบการทดลองทั้ง 4 ชุดด้วยอัตราภาระสารอินทรีย์ 5 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน ระยะเวลากักเก็บน้ำ 4.4 ชม. พบว่าทุกถังปฏิกรณ์ใช้เวลา 89 วันในการเข้าสู่สภาวะสมดุล มีร้อยละการบำบัดสารอินทรีย์มากกว่า 80 เมื่อแปรค่าอัตราภาระสารอินทรีย์เข้าระบบและลดระยะเวลากักเก็บน้ำในถังปฏิกรณ์เป็น 2.93, 2.2 และ 1.1 ชม. ตามลำดับ ทุกชุดการทดลองยังคงร้อยละการบำบัดสารอินทรีย์มากกว่า 80 ยืนยันถึงประสิทธิภาพของระบบฟลูอิดไดซ์เบดไร้อากาศแบบไม่เวียนน้ำที่ใช้พีวีเอเจลเป็นตัวกลางสามารถทำงานได้ดีแม้ลดระยะเวลากักเก็บน้ำลงถึง 4 เท่า และอัตราภาระสารอินทรีย์สูงถึง 40 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน โดยมีอัตราการผลิตก๊าซชีวภาพสูงสุดเท่ากับ 93.80 ล.ก๊าซชีวภาพ/วัน คิดเป็นความสามารถในการแปลงสารอินทรีย์เป็นก๊าซชีวภาพเฉลี่ยเท่ากับ 0.55±0.10 ล.ก๊าซชีวภาพ/ก.ซีโอดีบำบัด โดยมีค่าคงที่ปฏิกิริยาอันดับหนึ่งเท่ากับ 41.72 วัน-1 ที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 4.4 และ 2.93 ชม. ความเข้มข้นครึ่งปฏิกิริยาเท่ากับ 0.09 ก./ล. และอัตราการบำบัดสูงสุด 42.11 ก./ล.-วัน ที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 2.2 และ 1.1 ชม. เมื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในถังปฏิกรณ์ พบว่า Methanosarcinar จะมีปริมาณเพิ่มมากขึ้นตามความเข้มข้นกรดอินทรีย์ที่สะสมในระบบ ตรงกันข้ามกับ Methanosaeta ที่จะลดลงเมื่อกรดเพิ่มขึ้น จึงสรุปได้ว่าพีวีเอเจลสามารถใช้เป็นตัวกลางในถังปฏิกรณ์ไร้อากาศชนิดฟลูอิดไดซ์เบดแบบไม่เวียนน้ำได้ดี ทุกสภาวะของการเดินระบบสามารถบำบัดสารอินทรีย์ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งนี้เมื่อคำนวณค่าจลนพลศาสตร์จากความสามารถในการบำบัดสารอินทรีย์ที่สภาวะเหล่านั้นร่วมกับลักษณะการไหลของน้ำภายในถังปฏิกรณ์ จะได้สมการคำนวณที่ประยุกต์ใช้กับระบบบำบัดน้ำเสียที่มีรูปแบบใกล้เคียงกันได้

Development Of Flotation Enhanced Stirred Tank (Fest) Process For Petroleum Hydrocarbons Removal From Drill Cuttings, Marina Phea

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This work aims to develop the treatment process for the removal of total petroleum hydrocarbons (TPH) from DC by using the combination of air floatation and stirring processes, called Flotation Enhanced Stirred Tank (FEST). Initially, stirring, induced air flotation (IAF), and dissolved air flotation (DAF) are individually investigated over DC washing. Afterward, the combination process between “stirring-DAF” and “stirring-IAF-DAF” are continuously observed for finding the better conditions of TPH removal efficiency. To optimize the operational terms of the treatment process, the Design of Experiment (DOE) is applied to design the experimental conditions within the central composite design-response surface methodology (CCD-RSM). …

ผลของตัวกลางต่อการกำจัดซีโอดีและไนโตรเจน ในถังปฏิกรณ์ฟิล์มชีวภาพเบดเคลื่อนที่, เพ็ญพนิต โพธิ์สวัสดิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาชนิดตัวกลางและปริมาณการบรรจุที่เหมาะสมต่อการเกาะของจุลินทรีย์ รวมถึงประเมินประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียของระบบบำบัดชีวภาพชนิดเบดเคลื่อนที่โดยใช้ตัวกลาง 2 ชนิดคือตัวกลางพีวีเอเจล และตัวกลางพลาสติกพีอี นอกจากนี้ยังศึกษาผลของการเติมอนุภาคเหล็กนาโนที่ส่งผลต่อการสร้างไบโอฟิล์ม โดยทดลองในถังปฏิกรณ์ที่มีระยะเวลากักเก็บ 4 ชั่วโมง ใช้น้ำเสียสังเคราะห์ซึ่งเตรียมจากกลูโคสที่ความเข้มข้น 500 1,000 2,000 และ 3,000 มิลลิกรัมซีโอดีต่อลิตร มีอัตราน้ำเสียเข้าระบบ 18 ลิตรต่อวัน ผลการทดลองพบว่าปริมาณการบรรจุร้อยละ 10 20 และ 30 ของตัวกลางพีวีเอเจล มีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีอยู่ที่ร้อยละ 86 - 89 โดยปริมาณบรรจุตัวกลางพีวีเอเจลที่ร้อยละ 20 ให้ประสิทธิภาพสูงที่สุดคือร้อยละ 89.13 ± 6.12 และมีอัตราการบำบัดซีโอดีจำเพาะเท่ากับ 425.86 ± 69.79 มิลลิกรัมซีโอดีต่อลิตรต่อตารางเมตรต่อชั่วโมง เมื่อเปรียบเทียบชนิดตัวกลางพลาสติกพีอีกับตัวกลางพีวีเอเจล พบว่าการใส่ตัวกลางพลาสติกทั้งสองชนิดที่มีพื้นที่ผิวเท่ากันให้ประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีเฉลี่ยไม่แตกต่างกันในช่วงร้อยละ 78.62 - 80.25 (ทดสอบทางสถิติด้วยเทคนิค t-test) กรณีที่ทดลองด้วยอนุภาคเหล็กนาโน พบว่ามีประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีสูงขึ้นเพียงเล็กน้อย แต่ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (ทดสอบด้วยเทคนิค t-test) ส่วนการบำบัดไนโตรเจนในระบบชีวภาพเบดเคลื่อนที่พบว่าทุกการทดลองมีประสิทธิภาพการบำบัดทีเคเอ็นอยู่ในช่วงร้อยละ 33.88 – 38.49 ซึ่งไม่แตกต่างกันอย่างนัยสำคัญ (ทดสอบทางสถิติด้วยเทคนิค t-test) สำหรับการวิเคราะห์การเกาะของจุลินทรีย์บนตัวกลางด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดพบว่าจุลินทรีย์จะเกาะติดเฉพาะรอบนอกของตัวกลางพีวีเอเจล และเกาะอยู่พื้นที่ช่องว่างภายในของตัวกลางพลาสติกพีอี และมีรูปร่างส่วนใหญ่ของจุลินทรีย์เป็นกลุ่มเส้นใย แต่เมื่อใช้อนุภาคเหล็กนาโนในการทดลองจะพบสัดส่วนของจุลินทรีย์รูปท่อนเพิ่มสูงขึ้น ส่วนองค์ประกอบทางเคมีของสารไบโอฟิล์มพบว่ามีสัดส่วนโปรตีนสูงกว่าคาร์โบไฮเดรตในทุกการทดลอง แต่ตัวกลางพีวีเอเจลมีความเข้มข้นของโปรตีนน้อยกว่าตัวกลางพลาสติกพีอี ดังนั้นจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าชนิด รูปทรงของตัวกลาง และการเติมอนุภาคเหล็กนาโนส่งผลเพียงบางส่วนต่อแนวโน้มของการเกาะติดของจุลินทรีย์ แต่ไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการบําบัดซีโอดีและไนโตรเจน

การพัฒนากระบวนการเมมเบรนแบบผสมผสาน (ฟอร์เวิร์ดออสโมซิส และเมมเบรนชนิดนาโนฟิลเตรชัน) เพื่อการปรับปรุงคุณภาพน้ำบาดาลสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม, เอื้ออนุช ศรีน้อย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัญหาในการนำน้ำบาดาลมาใช้คือ ความกระด้างของน้ำ ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดตระกรันในระบบ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการกำจัดความกระด้างด้วยกระบวนการเมมเบรนผสมผสาน(ฟอร์เวิร์ดออสโมซิส-อัลตราฟิลเตรชัน/นาโนฟิลเตรชัน) โดยทดลองกับน้ำบาดาลสังเคราะห์ สารดึงที่ถูกนำมาใช้ในกระบวนการฟอร์เวิร์ดออสโมซิสได้แก่ 1) โซเดียมคลอไรด์ 2) แมกนีเซียมซัลเฟต และ 3) อีดีทีเอ ซึ่งพารามิเตอร์ที่พิจารณาในกระบวนการนี้คือ ค่าฟลักซ์ของสารดึงหลังผ่านกระบวนการ ผลการศึกษาพบว่าสารดึงทั้ง 3 ชนิดมีความดันออสโมติกมากกว่าน้ำบาดาล โดยสารละลายโซเดียมคลอไรด์ และแมกนีเซียมซัลเฟตที่ความเข้มข้น 0.6 โมลต่อลิตร ให้ค่าฟลักซ์เท่ากับเท่ากับ 5.74 และ 4.82 ลิตรต่อตารางเมตร ชั่วโมง ในการเลือกใช้สารดึงจำเป็นต้องพิจารณาถึงความเหมาะสมของกระบวนการที่ใช้ฟื้นฟูสภาพด้วย ซึ่งในงานวิจัยนี้ได้เลือกใช้กระบวนการนาโนฟิลเตรชันในการฟื้นฟูสภาพสารดึง เนื่องจากมีเปอร์เซ็นต์การกำจัดที่สูงกว่าอัลตราฟิลเตรชัน และจากการออกแบบการทดลองด้วยโปรแกรม Minitab พบว่าสารสะลายแมกนีเซียมซัลเฟตให้ฟลักซ์ที่สูงที่สุด นอกจากนี้คุณภาพน้ำที่ได้จากกระบวนการนาโนฟิลเตรชันมีความกระด้างและซิลิกาผ่านเกณฑ์มาตรฐานคุณภาพน้ำสำหรับระบบหล่อเย็นของ Japanese Refigeration and Air Conditioning Industry Association (JRA)