การพัฒนากระบวนการต้นแบบโดยใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บำบัดค่าพีเอชของน้ำเสียด้วยระบบควบคุมปัญญาประดิษฐ์

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้นำเสนอการใช้ประโยชน์ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการบำบัดค่าพีเอชของน้ำเสียอัลคาไลน์ โดยได้มีการพัฒนาชุดต้นแบบกระบวนการบำบัดค่าพีเอชด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ใช้ระบบควบคุมโครงข่ายประสาทเทียมชนิดป้อนไปข้างหน้า (Direct inverse neural network, DINN) ในการปรับอัตราการไหลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อให้ได้ค่าพีเอชตามที่ต้องการ เครื่องปฏิกรณ์แบบท่อไหลสร้างจากท่อโพลียูรีเทนใสขนาด 6.5 มิลลิเมตรความยาว 20 เมตรบรรจุในกระบอกโพลีโพรพิลีน ตัวควบคุมโครงข่ายประสาทเทียมใช้ข้อมูลการปรับค่าพีเอชของน้ำเสียอัลคาไลน์สังเคราะห์ (สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์) กับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเครื่องปฏิกรณ์ท่อไหล ตัวควบคุม DINNใช้ข้อมูลของอัตราการป้อนเข้าของน้ำเสียค่าพีเอชที่วัดจากตำแหน่งสายป้อนเข้า ก๊าซอินเจคเตอร์ และขาออกของเครื่องปฏิกรณ์ มาคำนวณอัตราการไหลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ใช้ในการปรับให้ได้ค่าพีเอชเป้าหมายที่ต้องการ โครงสร้าง Smith predictor และตัวควบคุม PI ถูกนำมาใช้ในระบบควบคุมเพื่อแก้ปัญหาความล่าช้าของสัญญาณวัดของค่าพีเอช ความคาดเคลื่อนระหว่างแบบจำลองกับกระบวนการ และการแกว่งของพีเอชน้ำเสียป้อนเข้า อุปกรณ์ต้นแบบได้ถูกทดสอบกับน้ำเสียอัลคาไลน์สังเคราะห์และน้ำเสียตัวอย่างจากโรงงานบำบัดน้ำเสียชุบโลหะ จากผลการทดลองพบว่าระบบควบคุมที่สร้างขึ้นสามารถปรับค่าพีเอชของน้ำเสียทั้งสองชนิดให้ได้ตามค่าเป้าหมายและมีประสิทธิภาพการควบคุมที่ดีกว่าตัวควบคุมพีไอที่ใช้ทั่วไปในอุตสาหกรรม โดยการใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการบำบัดค่าพีเอชแทนการใช้กรดไฮโดรคลอริก 35% w/w และกรดซัลฟิวริก 50% w/w นั้นจะช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ 0.8194 kgCO2eq/ลบ.ม.น้ำเสีย และ 0.7391 kgCO2eq/ลบ.ม.น้ำเสีย ตามลำดับ

คำสำคัญ