วิชาการดอทคอม ptt logo

การกรองน้ำดื่ม

เป็นการปรับสภาพน้ำดิบก่อนทำเป็นน้ำดื่ม
ผู้เขียน: ยรรยง สินธุ์งาม ชมแล้ว: 27,998 ครั้ง
post ครั้งแรก: Fri 14 December 2007, 11:35 pm ปรับปรุงล่าสุด: Wed 15 July 2009, 11:23 am
อยู่ในส่วน: ไม่ได้ระบุว่าให้อยู่ห้องใด

หน้าที่ 1 - การปรับสภาพน้ำเพื่อทำน้ำดื่ม

               การปรับสภาพน้ำดิบ WATER TREATMENT     ที่มา : วารสารประสิทธิภาพพลังงาน ฉบับที่ 59

วิธีกำจัดสิ่งเจือปนออกจากน้ำ 

     1. การกำจัดสารแขวนลอย
           1.1 การทิ้งให้นอนก้น (Sedimentation) คือการพักน้ำในบ่อพัก โดยปล่อยน้ำเข้าบ่อพักและทิ้งให้น้ำอยู่นิ่งตามระยะเวลาที่ตะกอนนั้นๆ จะนอนก้น สิ่งที่นอนก้นบ่อจะต้องถ่ายออกทิ้งเป็นระยะ ส่วนน้ำที่สะอาดก็ระบายออกทางส่วนบนของบ่อ
           1.2 การตกตะกอนด้วยสารเคมี (coagulation) โดยการเติมสารเคมีเพื่อช่วยการตกตะกอน (coagulation) เช่น สารส้ม เกลือ อลูมินัม เกลือเหล็กต่างๆ ปฏิกิริยาของเกลือเหล่านี้จะทำให้เกิดตะกอนหนัก (floc) ตกแยกออกมา
           1.3 การกรอง (filtration) เป็นการแยกเอาตะกอนออกโดยการผ่านพวกทรายหรือพวกด่าง สารแขวนลอยจะเกาะติดกับทรายหรือด่าง ดังนั้นน้ำที่ได้ออกมาจะใส เมื่อใช้ไปนานๆ ก็จะเกิดการสะสมสารแขวนลอยบนทรายหรือ ด่างเหล่านี้ ดังนั้นต้องมีการล้างออกโดยวิธีย้อนกลับทาง (Back wash)
     2. การกำจัดก๊าซที่ละลายอยู่ในน้ำ ก๊าซต่างๆ ที่ละลายอยู่ในน้ำ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ออกซิเจน และก๊าซอื่นๆ กำจัดโดยใช้แยกก๊าซออกด้วยการมีช่องเปิดที่ถังน้ำร้อน, การเติมสารเคมี, dearation
     3. การกำจัดสารที่ทำให้เกิดตะกรัน ตัวที่ทำให้เกิดตะกรัน คือ เกลือบางชนิด ของคัลเซียมและมักนีเซียม เกลือเหล่านี้เมื่อละลายอยู่ในน้ำ จะทำให้น้ำกระด้าง น้ำกระด้างมีอยู่ 2 ชนิดคือ น้ำกระด้างชั่วคราว และน้ำกระด้างถาวร ชนิดแรกเป็นเกลือไบคาร์บอเนต ของคัลเซียม และแมกนีเซียม (มีสภาพเป็นด่างเล็กน้อย) ส่วนน้ำกระด้างถาวรจะเป็นเกลือครอไรด์ หรือเกลือซัลเฟตของคัลเซียมและแมกนีเซียม การทำน้ำกระด้างให้อ่อนลงจะสามารถป้องกันไม่ให้เกิดตะกรันได้ การทำน้ำให้หายกระด้างหรือทำน้ำให้อ่อนเรียกว่า softening การกำจัดน้ำกระด้างมีหลายวิธีคือ
            3.1 Lime-soda softening โดยการเติมสารคัลเซียมไฮดรอกไซด์ (Lime) และโซเดียมคาร์บอเนต (soda) เป็นตัวกำจัดเกลือคัลเซียมและมักเนเซียม ถ้าทำที่อุณหภูมิห้องเรียกว่า Cold process ถ้าทำที่อุณหภูมิใกล้จุดเดือดของน้ำเรียกว่า hot process น้ำที่ออกมาจะมีความกระด้างประมาณ 10-30 ppm. 
            3.2 Phosphate softening เป็นแบบร้อน (hot Process) ใช้ไตรโซเดียมฟอสเฟตและคอสติกโซดา เป็นตัวกำจัดความกระด้าง เกลือฟอสเฟสสามารถกำจัดพวกซิลิก้าได้ด้วย แต่วิธีนี้แพงกว่าวิธีแรก ฉะนั้นถ้าน้ำมีความกระด้างมากกว่า 60 ppm. นิยมใช้ทั้ง 2 ขบวนการ คือ ขั้นตอนแรกให้ผ่าน Lime soda softening ก่อนแล้ว ผ่านขั้นตอนที่สองด้วย phosphate softening. หลังจากผ่านขบวนการนี้แล้ว น้ำจะมีความเป็นด่างเพิ่มขึ้นต้องทำให้น้ำเป็นกลางเสียก่อน โดยการเติมกรดฟอสฟอริคหรือกรดกำมะถัน แต่ปกติน้ำที่ป้อนเข้าระบบมักนิยมให้มีสภาพเป็นด่าง เล็กน้อย
           3.3 Sodium Zeolite softening สาร Zeolite เป็นสารประกอบของดินทราย และโซเดียมคาร์บอเนต ซึ่งนำมาหลอมรวมกัน ขณะที่น้ำไหลผ่าน Zeolite คัลเซียมและแมกนีเซียมจะเข้าแทนที่โซเดียมคาร์บอนเนตเกิดคัลเซียมและมักนีเซียม ซีโอไลท์ ค้างอยู่ในถัง ส่วนเกลือที่เกิดจากโซเดียมจะละลายรวมอยู่ในน้ำที่ออกมา โซเดียมซีโอไลท์ เมื่อใช้ไปนานๆ จะเสื่อมคือ จะเกิดคัลเซียมและแมกนีเซียมซีโอไลท์ขึ้นดังกล่าว การที่จะทำให้กลับสู่สภาพเดิม โดยการเติมน้ำเกลือที่เข้มข้นลงไป โซเดียมในเกลือจะเข้าแทนที่คัลเซียมและแมกนีเซียม วิธีนี้มีข้อกำหนดว่าใช้ได้ที่อุณหภูมิไม่สูงกว่า 60 C ซีโอไลท์จะกำจัดความกระด้างได้สมบูรณ์ แต่ไม่สามารถลดความเป็นด่าง หรือปริมาณของแข็งที่ละลายได้ (น้ำที่ได้จากขบวนการนี้จะมีความเป็นด่างน้อย ต้องทำให้เป็นกลางด้วยกรดเสียก่อน)
           3.4 Hydrogen-Zeolite softening วิธีนี้ใช้ไฮโดรเจนไอออนเป็นตัวแลกเปลี่ยนคัลเซียมและแมกนีเซียมไอออน เมื่อใช้ไปนานๆ ก็มีการรีเจนเนอเรท โดยใช้น้ำกรดส่วนใหญ่เป็นกรดกำมะถัน การรีเจนเนอเรท จะสามารถกำจัดพวกกรดคาร์บอนิค ด้วยการใช้ขบวนการซีโอไลท์เหมาะสมกับน้ำในระบบที่มีความกระด้างต่ำ แต่มีความเป็นด่างสูง นั่นคือ ก่อนจะใช้ขบวนการโซเดียมและไฮโดรเจน ซีโอไลท์ จะต้องทำการปรับสภาพน้ำให้มีสภาพเป็นกลางก่อน และหลังจากผ่านขบวนการนี้แล้ว น้ำดิบที่ได้จะมีสภาพเป็นด่าง ต้องเติมกรดลงไป ทำให้เป็นกลางเสียก่อน ไฮโดรเจน ซีโอไลท์ใช้ไม่ได้กับน้ำดิบที่ขุ่น 
           3.5 Anion Exchang แบบนี้ anion เช่น ครอไรด์ ซัลเฟต และไนเตรท ถูกกำจัดโดยใช้เรซิน (resin)
           3.6 Demineralization การกำจัดพวกแร่ธาตุที่อยู่ในน้ำโดยใช้การกลั่น (evaparator) หรือ Cation and Exchange ทำให้ได้น้ำกลั่นซึ่งเป็นวิธีการที่ประหยัด สำหรับน้ำสำรอง (make up water) ขบวนการประกอบด้วย Cation exchange ต่อด้วย Anion exchange เข้า aeration หรือ degasification

ตาราง แสดงความสามารถของแต่ละขบวนการ ที่ลดความกระด้าง ขบวนการทำน้ำร้อน ความกระด้างที่ยังตกค้าง (ppm.)

                        1. Cold Lime Soda 30-50
                        2. Hot Lime Soda 15-25
                        3. Hot Lime Zeolite 0-2
                        4. Zeolite 0-2
                        5. Sodium, Hydrogen Zeolite 0-2
                        6. Demineralization 0-0.5

สิ่งที่ควรตรวจสอบน้ำก่อนเข้าระบบ ดังนี้

           1. ความกระด้างของน้ำ (Total hardners)
           2. ค่าคลอไรด์ (Chlorider)
           3. ค่าพี.เอช. (pH Value) 

               หลักการของเครื่องกรองน้ำอ่อน (WATER SOFTENER)

       เครื่องกรองน้ำอ่อนแบบ ST เป็นแบบรับแรงดัน ทำด้วยเหล็กแผ่นเหนียวภายในบรรจุด้วย เรซิ่น ชนิด STRONG EXCHANGE RESIN น้ำจะไหลเข้าเครื่องกรองน้ำทางด้านบนของเครื่อง เพื่อกำจัดหินปูนหรือ ความกระด้าง (CALCIUM AND MAGNESIUM HARDNESS) ออกจากน้ำเรซิ่นสามารถกำจัดความกระด้างของน้ำ โดยใช้โซเดียมใน ตัวเองไปแลกเปลี่ยนเอาแคลเซียม และแมกนีเซียมที่มีอยู่ในน้ำ ทำให้โซเดียมถูกปล่อยให้เข้าไปอยู่ในน้ำ และในขณะเดียวกันก็จะดูดเอาแคลเซียมกับแมกนีเซียม มาติดไว้ในชั้นเรซิ่นแทน ทำให้น้ำที่ออกจาเครื่องกรองน้ำอ่อนมีสภาพเป็นน้ำอ่อน มีหินปูนเหลืออยู่น้อยมาก ขบวนการแลกเปลี่ยนลักษณะนี้จะเกิดขึ้นต่อไป จนกระทั่งไอออนของโซเดียมถูกปล่อยออกจากเรซิ่นจนหมด ทำให้เรซิ่นอิ่มตัวไปด้วยแคลเซียม และแมกนีเซียม จากนั้นเรซิ่นก็จะหมดสภาพไป จึงต้องมีการฟื้นคืนสภาพของเรซิ่นขึ้นมาใหม่ (REGENERATION) ด้วยการล้างเรซิ่นด้วยสารละลายของเกลือ NaC1 โดยการเอาสารละลายเกลือ NaC1 ที่เข้มข้นไหลผ่านเรซิ่นผลที่ได้คือเรซิ่น่จะตายแคลเซียมและแมกนีเซียมออกไป และดูดเอาโซเดียมเข้ามาไว้ในตัวทำให้เรซิ่นพร้อมที่จะกำจัดความกระด้างได้ใหม่อีกครั้งหนึ่ง ระบบการเตรียมสารละลายเกลือ NaC1 สำหรับการ REGENERATION แบบ A PLATFROM WITH SATURATED BRINE BELOW นั้น เป็นระบบที่ทำให้เกลือ NaC1 ละลายด้วยตัวเอง เพื่อให้ได้สารละลายเกลือ NaC1 ที่อิ่มตัว โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องกวนใดๆ ทั้งสิ้น ทำให้สะดวกและง่ายในการทำงาน และมีการบำรุงรักษาน้อยที่สุด 

         กระบวนการกรองน้ำอ่อน THE SOFTENING PROCESS

    เครื่องกรองน้ำอ่อน (Water Softener) จะเป็นเครื่องกรองที่ใช้ลดความกระด้างของน้ำ โดยใช้ Cation resin โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปของ Sodium form (Na-R) เป็นตัวแลกเปลี่ยนประจุบวกของ Ca+ 2, Ng+2 ในน้ำดิบ น้ำที่ออกจากเครื่องจะเป็นน้ำอ่อน
ดังสมการ Ca+2 + 2Na+ - R เ Ca-R + 2Na+ Mg+2 + 2Na - R เ Mg-R + 2Na+
เมื่อ Resin แลกเปลี่ยนประจุบวกของ Ca+2, Mg+2 จนหมดแล้วก็จะไม่สามารถที่จะแลกเปลี่ยนประจุ Ca+2, Mg+2 ในน้ำดิบได้ จึงต้องทำการ regeneration ใหม่เพื่อที่จะทำให้ Resin อยู่ในสภาพที่จะใช้งานใหม่ การ regenerate โดยจะใช้เกลือแกง (NaC1) เป็นตัว regenerate ดังสมการ NaC1 + Ca - R เ Na-R + CaC1 NaC1 + Mg - R เ Na-R + MgC1
หลังจาก regeneration แล้ว resin ก็พร้อมที่จะใช้งานได้ต่อไป 

    ขั้นตอนในการล้าง และ Regeneration 

            1. การล้างกลับ (Backwashing)
            2. การดูดน้ำเกลือ (Regenerate)
            3. การล้างช้า (Slow rinse)
            4. การล้างเร็ว (Fast rinse)
            5. การกรอง (Servicing)

      ชุดกรองน้ำระบบ Reverse Osmosis   ประกอบด้วย Pretreatment 

 Pretreatment ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้ 

            1. ชุดกรองตะกอนหยาบ (Dual media filter) จำนวน 1 ชุด - ประกอบด้วยส่วนผสมของ Antracite และ Manganese green sand ใช้สำหรับกรองอนุภาคใหญ่ที่ละลายอยู่ในน้ำดิบ - ตัวถังผลิตจาก Fiber Glass -มีระบบการล้างAutomatic back washโดยสามารถตั้งเวลาล่วงหน้าให้เครื่องทำการล้าง ตามเวลาที่ต้องการได้
            2. ชุดกรองคลอรีน กลิ่น สี (Activated carbon prefilter) - ใช้สารกรองชนิด Activated carbon เพื่อดูดซับกลิ่น สี คลอรีน ออกจากน้ำดิบ - ตัวถังผลิตจาก Fiber Glass - มีระบบการล้าง Automatic backwash
            3. ชุดปรับสภาพน้ำ (Softener) - ใช้สารกำจัดความกระด้างของน้ำ (Resin) ให้เป็นน้ำอ่อนก่อนเข้าระบบ R/O - มีระบบการคืนสภาพของสารกำจัดความกระด้าง (Resin) โดยอัตโนมัติ (Auto regenerate)
            4. ชุดกรองขนาด 5 ไมครอน (5 Micron filter)
      - ไส้กรองสำหรับกรองอนุภาคขนาดเล็ก 5 ไมครอน ที่ละลายอยู่ในน้ำให้สะอาดก่อนเข้าระบบ R/O
      - อุปกรณ์สำหรับใส่ไส้กรองทำด้วยพลาสติกใสอย่างหนา (Clear plastic housing) ชุดกรอง Reverse Osmosis
      - ไส้กรองเมมเบรนเป็นชนิด Polyamide thin film composite
      - สามารถกำจัดสารละลายในน้ำได้ 95% -98% (Total ionic rejection)
      -มี Inter shut off valve และ Low pressure switch เพื่อควบคุมการทำงานทาง motor ในกรณีแรงดันน้ำต่ำกว่าที่เครื่องกำหนดไว้
      - มีระบบ Thermal Protection ป้องกันการไหม้ของ motor 
      - มีเกจวัดแรงดันน้ำ จำนวน 4 ตัว สำหรับวัดแรงดันน้ำก่อนเข้าและออกจากระบบ R/O 
      - มี Flow meter สำหรับวัดอัตราการไหลของน้ำบริสุทธิ์ที่ออกจากระบบ R/O
      - มี Concentrare flow meter สำหรับวัดอัตราการไหลของน้ำทิ้งจากระบบ R/O
      - มีระบบล้างไส้กรอง R.O membrane โดยอัตโนมัติ (Auto flush system)
      - มีมาตรวัดค่าความเหนี่ยวนำไฟฟ้า (conductivity meter)
      - มีปั๊มแรงดันสูงทำด้วย Stainless steet เพื่อส่งน้ำเข้าระบบ R/O


เรียบเรียงโดย : ยรรยง สินธุ์งาม




*หมายเหตุ งานเขียนชิ้นนี้ ได้รับการคุ้มครองสิทธิตามพระราชบัญญัติคุ้มครองสิทธิทางปัญญา โดยลิขสิทธิเป็นของผู้เขียน ที่ให้เกียรตินำเผยแพร่ผ่าน วิชาการ.คอม เรามีความยินดีและอนุญาตให้ทำซ้ำหรือเผยแพร่ต่อเพื่อประโยชน์ทางการศึกษาเท่านั้น กรุณาให้เกียรติผู้เขียน โดยอ้างชื่อผู้เขียนและ วิชาการ.คอม (www.vcharkarn.com) ทุกครั้งที่ทำการเผยแพร่ต่อ ห้ามนำส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อในสื่อที่เอื้อประโยชน์ทางธุรกิจก่อนได้รับอนุญาต ขอขอบคุณที่ร่วมกันช่วยสร้างให้สังคมไทยเป็นสังคมแห่งปัญญา






จำไว้ตลอด

จำนวน 1 ความเห็น, หน้า | 1 |
ความเห็น 1 21 ต.ค. 2551 (16:27)

สนใจ เรื่อง การทำน้ำดิ่ม   แบบพกพา   เช่น เดินป่า  หรือ กรณีอุทกภัย  อุบัติภัย  น้ำท่วม แผ่นดินไหว


มีขายไหม   มีใครวิจัยไหมครับ


ขอบคุณครับ


woraphat
ร่วมแบ่งปัน1 ครั้ง - ดาว 50 ดวง