เครื่องจักรและอุปกรณ์ในระบบบำบัดน้ำเสีย
09/09/2023

เครื่องจักรและอุปกรณ์ในระบบบำบัดน้ำเสีย
09/09/2023

เครื่องจักรและอุปกรณ์ในระบบบำบัดน้ำเสีย

ในการออกแบบ ติดตั้ง และควบคุมการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสีย มีความจำเป็นต้องเลือกใช้และเครื่องจักรต่างๆ ให้เหมาะสมกับกาทำงานในแต่ละกระบวนการ (Unit Process) ซึ่งระบบบำบัดน้ำเสียแต่ละระบบประกอบด้วยกระบวนการบำบัดหลายกระบวนการรวมกันเพื่อให้บำบัดน้ำเสียได้เหมาะสมกับลักษณะของน้ำเสีย โดยกระบวนการบำบัดแบ่งเป็น 3 ประเภท คือ กระบวนการกายภาพ (Physical Unit Process) กระบวนการบำบัดทางเคมี (Chemical Unit Process) และ

กระบวนการบำบัดทางชีวภาพ (Biological Unit Process) กระบวนการบำบัดทางกายภาพเป็นกระบวนการที่ใช้หลักการทางฟิสิกส์ในการบำบัด เช่น กระบวนการคัดแยกด้วยตระแกรง (Screening) กระบวนการลอยตัว (Dissolved Air Flotation) กระบวนการตกตะกอน (Sedimentation) หรือกระบวนการตากแห้ง (Drying) เป็นต้น ซึ่งอุปกรณ์และเครื่องจักรที่ใช้ในแต่ละกระบวนการมีความแตกต่างกันไป เช่น

• กระบวนการลอยตัวมีอุปกรณ์และเครื่องจักรที่ใช้ ได้แก่ เครื่องอัดอากาศ (Air Compressor)

ถังผสมสารโพลิเมอร์ (Polymer Tank and Mixing Unit) และใบกวาดตะกอนลอย (Skimmer) เป็นต้น

• กระบวนการตกตะกอนมีอุปกรณ์และเครื่องจักรที่ใช้ ได้แก่ ชุดมอเตอร์ขับเคลื่อน (Motor Drive Gear) เครื่องจำกัดแรงหมุน (Torque Limiter) และใบกวาดตะกอนลอย (Skimmer) เป็นต้น

กระบวนการบำบัดทางเคมีเป็นกระบวนการที่ใช้หลักการทางเคมีในการบำบัด เช่น กระบวนการปรับให้เป็นกลาง(Neutralization) หรือกระบวนการฆ่าเชื้อโรคด้วยคลอรีน (Chlorination) ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ถังปฏิกิริยา (Reaction Tank) มอเตอร์กวน (Mixing Motor) และเครื่องสูบสารเคมี (Chemical Feed Pump) เป็นตัน กระบวนการบำบัดทางชีวิวิทยาเป็นกระบวนการที่ใช้จุลินทรีย์ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย เช่น ระบบเอเอส (Activated Sludge) ระบบคูวนเวียน (Oxidation Ditch) ระบบถังโปรยกรอง (Tickling Fiter) ระบบแผ่นหมุนชีวภาพ (Rotating Biological Contactor) ซึ่งต้อง

ใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น เครื่องสูบน้ำเสีย (Pump) เครื่องเติมสารเคมี (Feed Pump) เครื่องเดิมอากาศ (Aerator) เครื่องกวน (Mixer) เครื่องรีดตะกอน (Sludge Belt Press) สวิตช์ลูกลอย (Mercury Switch) เครื่องควบคุมพีเอซ (pH Controller) เครื่องควบคุมเวลา (Timer) เครื่องวัดออกซิเจนละลายน้ำ (PO Meter) และเครื่องวัดอัตราการไหล (Flow Meter) เป็นต้น

ซึ่งหลักการทำงานและวิธีการเลือกใช้อุปกรณ์และเครื่องจักรของระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อให้เกิดความเข้าใจและสามารถใช้งานอุปกรณ์และเครื่องจักรต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น โดยได้แบ่งอุปกรณ์และเครื่องจักรออกเป็น 3 หมวด ได้แก่ อุปกรณ์ควบคุมการทำงาน และอุปกรณ์ตรวจวัด

เครื่องจักร

เครื่องจักรที่พบได้ทั่วไปในระบบบำบัดน้ำเสีย มีดังนี้

1. เครื่องสูบน้ำ (Pump)

การทำงาน เครื่องสูบน้ำมีหลายประเภทตามลักษณะการใช้งาน เครื่องสูบน้ำที่ใช้กับน้ำดิบ น้ำประปาหรือน้ำเสีย ควรใช้ชนิดใบพัดปิด (Close Impeller) แต่เครื่องสูบตะกอนต้องใช้ชนิดใบพัดเปิด (Open impeller) หรือกึ่งเปิด (Semi Open impeller) เพื่อป้องกันไม่ให้ใบพัดขัดข้องจากการอุดตันของตะกอนหรือเศษตะกอนในน้ำเสีย โดยเครื่องสูบน้ำมีชื่อเรียกที่แตกต่างกัน ดังนี้

(1) เครื่องสูบน้ำชนิดใบพัดหนีศูนย์ (Centrifugal Pump) เป็นเครื่องสูบน้ำที่อาศัยการหมุนของใบพัดจากมอเตอร์เพื่อทำให้เกิดแรงหนีศูนย์กลางและตามารถสูบน้ำได้ ซึ่งเครื่องสูบน้ำชนิดนี้มีหลายประเภท เช่น เครื่องสูบน้ำที่ติดตั้งอยู่เหนือระดับน้ำ เรียกว่า Centrifugal End Suction เครื่องสูบน้ำที่สูบน้ำได้ด้วยตัวเองโดยไม่ต้องเติมน้ำ เรียกว่า Self-Priming แต่ถ้าไม่สามารถสูบน้ำได้ด้วยตัวเอง เรียกว่า Non Self-Priming ซึ่งจะต้องทำการติดตั้ง Foot Value ที่ปลายท่อดูดและเติมน้ำให้เต็มในเส้นท่อทางดูดและห้องเครื่องของเครื่องสูบน้ำก่อนการใช้งาน เครื่องสูบน้ำชนิดใบพัดหนีศูนย์

(2) เครื่องสูบน้ำชนิด Diaphragm Pump เป็นเครื่องสูบน้ำที่อาศัยหลักการทำงานของแผ่น Diaphragm ในการสูบน้ำ ซึ่งเครื่องสูบน้ำชนิดนี้เหมาะสำหรับใช้สูบน้ำเสียที่มีปริมาณตะกอนสูง

(3) เครื่องสูบตะกอนชนิดสกรู (Screw Pump) เป็นเครื่องสูบน้ำที่อาศัยหลักการหมุนแบบสกรูในการสูบน้ำเสียหรือตะกอน

(4) เครื่องสูบน้ำชนิดติดตั้งจุ่มลงในบ่อน้ำ (Submersible Pump) เป็นเครื่องสูบน้ำที่อาศัยการเหวี่ยงของใบพัด ในการเคลื่อนที่ของของเหลวอย่างรวดเร็ว เครื่องสูบน้ำชนิดติดตั้งลงในบ่อ

การตรวจสอบ ดูแล และบำรุงรักษา

2. เครื่องเติมสารเคมี (Feed Pump)

การทำงาน เครื่องเติมสารเคมี ใช้สำหรับเติมสารเคมีในกระบวนการบำบัดน้ำเสียหลายกระบวนการ เช่น การปรับค่าพีเอชให้เหมาะสมกับการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสีย หรือการเติมสารอาหาร (Nutrients) ที่เป็นแหล่งไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในระบบบำบัดน้ำเสีย หรือการเติมสารเคมีในกระบวนการฆ่าเชื้อโรค เช่น คลอรีน หรือคลอรีนไดออกไซด์ หรือการเติมโพลีเมอร์ในกระบวนการอัดรีดตะกอน เช่น Sludge Belt Press จึงจำเป็นต้องเลือกใช้เครื่องเติมสารเคมีบางชนิดมีอุปกรณ์ภายในที่สามารถทำปฏิกิริยากับสารเคมี ซึ่งส่งผลให้เครื่องเติมสารเคมีชำรุดและเสื่อมสภาพได้ ดังนั้น ควรจะสึกษาข้อมูลหรือปรึกษาผู้จัดจำหน่ายให้เข้าใจก่อนการจัดซื้อ

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

3. เครื่องเดิมอากาศ (Aerator)

การทำงาน เครื่องเติมอากาศทำหน้าที่เติมอากาศในระบบบำบัดน้ำเสีย เช่น เครื่องเติมอากาศชนิดใบพัดหมุน (Mechanical Aerator) หรือเครื่องเติมอากาศชนิดเครื่อง Jet Mix ซึ่งเครื่องเติมอากาศชนิดนี้จะดูดอากาศและตีอากาศให้เป็นฟอง

เนื่องจากเครื่องเติมอากาศมีหลายชนิด เช่น เครื่องเติมอากาศชนิดใบพัดหมุนแบบติดกับที่ (Fixed Type) หรือแบบทุ่นลอย (Float Type) หรือเครื่องเติมอากาตใต้น้ำ (Submersible Aerator) ดังนั้นการใช้งานจะต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมทั้งชนิดและขนาดของเครื่องเติมอากาศกับระบบบำบัดน้ำเสีย โดยต้องตำนึงถึงอัตราความสมารถในการเติมอากาศ และความสะดวกในการซ่อมบำรุงอุปกรณ์ด้วย

เครื่องเติมอากาศที่มีมอเตอร์ขับเคลื่อนติดอยู่กับบเครื่องเติมอากาศซึ่งอาจเกิดความยากลำบากในการตรวจสภาพและซ่อมบำรุง และอาจมีส่วนใดส่วนหนึ่งของถังเดิมอากาศที่ได้รับอากาศไม่เพียงพอ (เกิดเป็น Dead Zone ขึ้น) จึงมีการคิดคันการเติมอากาศอีกวิธีหนึ่งที่ใช้เครื่องเป่ายากาศ (Air Blower) โดยติดตั้งเครื่องเป่าอากาศในบริเวณใกล้เดียงกับระบบบำบัดทำหน้าที่เป่าอากาศไปตามท่อที่อยู่ใต้น้ำในถังเติมอากาศและปล่อยอากาศผ่านหัวพ่นอากาศ (Air Diffuser) เครื่องเติมอากาศประเภทนี้มีประสิทธิภาพในการเติมอากาศสูงเนื่องจากสามารถผสมอากาศได้ทั่วถึง แต่ปัญหาที่มักจะเกิดขึ้นใต้แก่การอุดตันของหัวพ่นอากาศ ซึ่งการแก้ไขปัญหาดังกล่าวทำได้ยากเนื่องจากต้องสูบน้ำออกจากถังเติมอากาศให้หมดเพื่อทำการซ่อมแซม

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

4. เครื่องเป่าอากาศ (Air Blower)

การทำงาน เครื่องเป่าอากาศทำหน้าที่เป้าพ่นอากาศหรือเติมอากาตให้กับระบบบำบัดน้ำเสียด้วยการเดิมอากาศโดยใช้เครื่องเป๋าอากาศ ซึ่งต้องมีหัวกระจายอากาศทำงานร่วมกันเพื่อให้จ่ายอากาศให้กับระบบบำบัดน้ำเสีย การให้อากาศกับระบบบำบัดน้ำเสียโดยวิธีนี้จะมีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากการเกิดฟองอากาศขนาดเล็กละลายในถังเติมอากาศ ทั้งนี้ ข้อดวรระวังในการเลือกหัวกระจายอากาศคือ ต้องเลือกหัวกระจายอากาศชนิดไม่อุดตัน (Non Clog) และต้องออกแบบให้สามารถทำความสะอาดหัวกระจายอากาศได้สะดวกอีกด้วย ถ้าไม่มีระบบทำความสะอาดอาจจะเกิดปัญหาการอุดตันจากจุลินทรีย์ที่ไปเกาะที่รูระบายอากาศของหัวกระจายอากาศ (Diffuser) ได้

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

5. เครื่องอัดอากาศ (Air Compressor)

การทำงาน อัดอากาศทำหน้าที่ในการอัดอากาศให้กับระบบลอยตัว (Dissolve Air Flotation : DAF) โดยจะอัดอากาศรวมกับน้ำเสียที่ความดันระดับหนึ่งแล้วจึงปล่อยออกในถังลอยตัว ทำให้เกิดฟองขนาดเล็กต้นให้น้ำมันหรือไขมันลอยตัวขึ้นสู่ผิวน้ำแยกชั้นกับน้ำเสีย นอกจากนี้เครื่องอัดอากาศยังใช้ในระบบควบคุมวาล์วอัดโนมัติบางประเภทอีกด้วย เช่น Pneumatic System

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

6. เครื่องกวน (Mixer)

การทำงาน เครื่องกวนทำหน้าที่กวนผสมสารเคมีในถังเก็บสารเคมีหรือกวนผสมสารเคมีกับน้ำเสียเพื่อให้การเคมีและน้ำเสียทำปฏิกิริยากัน เกิดการรวมตัวของตะกอน และดกตะกอน ซึ่งเครื่องกวนประกอบตัวยมอเตอร์ไฟฟ้า ก้าน และใบพัด

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

7. เครื่องกวนตะกอนจม (Scrapper)

การทำงาน เครื่องกวาดตะกอนจมทำหน้าที่กวาดตะก่อนของถังตกตะกอน โดยการกวาดตะกอนขึ้นอยู่กับชนิดของถังตกตะกอน ถ้าถังตกตะกอนเป็นถังกลมการกวาดตะกอนทำได้โดยติดตั้งมอเตอร์ที่กลางถัง (Central Drive) ซึ่งส่งกำลังไปยังใบพัดและใบกวาดตะกอนที่อยู่กันถังเพื่อกวาดตะกอนให้มา (Hopper) แล้วใช้เครื่องสูบน้ำสูบตะกอนออก ถ้าถังตกตะกอนเป็นถังกลมรวมที่ศูนย์กลางของกันถังขนาดใหญ่ (เส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 20 เมตร) มักออกแบบโดยใช้ชุดขับตะกอนอยู่ที่ขอบถัง (Rim Drive)

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

8. เครื่องกวาดตะกอนลอย (Skimmer)

การทำงาน เครื่องกวาดตะกอนลอยทำหน้าที่กวาดตะกอนลอยในถังตกตะกอน โดยเครื่องกวาดตะกอนลอยจะมีใบกวาดตะก่อนอยู่ที่ผิวน้ำของถังตกตะกอนเพื่อกวาดตะกอนไปลงถังรับตะกอน (Scum Box) ที่อยู่ที่ผิวของถังตกตะกอน ซึ่งถังรับตะกอนจะมีห่อรับตะกอนส่งไปบำบัดรวมกับตะกอนส่วนเกินของระบบ นอกกจากนี้ ถังตกตะกอนยังมีแผ่นกั้นตะกอนลอย (Scum Baffle) ทำหน้าที่กั้นตะกอนไหลลันผ่านแผ่นเวียร์ (Weir) น้ำลันของถังตกตะกอนอีกด้วย โดยใบกวาดตะกอนลอยจะกวาดตะกอนให้ถูกกั้นโดยแผ่นกั้นตะกอนลอยให้ลงไปยังถังรับตะกอนดังกล่าว

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

9. เครื่องรีดตะกอน (Sludge Belt Press)

การทำงาน เครื่องรีดตะกอนทำหน้าที่รีดน้ำออกจากตะกอน เพื่อทำให้ปริมาตรของตะกอนลดลงและสะดวกต่อการนำไปกำจัดในขั้นตอนต่อไป โดยทั่วไปนิยมใช้เครื่องรีดตะกอนในการรีดน้ำออกจากตะกอนส่วนเกิน (Excess Sludge) จากระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ ในกระบวนการกำจัดตะกอนจากก้นถังตกตะกอนขั้นที่ 2 ของระบบบำบัดทางชีวภาพที่ปล่อยให้ตกตะกอยด้วยแรงโน้มถ่วงตามธรรมชาติ จะมีความเข้มข้นของตะกอนอยู่ 0.8-1.5% เทียบกับความเข้มข้นของตะกอน 8,000-15,000 มิลลิกรัม/ลิตร หลังจากรีดตะกอนแล้วจะมีความเข้มข้นของตะกอนประมาณ 20-25% (ของตะกอนแห้ง) ในการรีดตะกอนอาจใช้โพลีเมอร์ (Polymer) ช่วยผสมในตะกอนก่อน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักรด้วย

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

10. เครื่องอัดตะกอน (Sludge Filter Press)

การทำงาน การรีดน้ำออกจากตะกอนนอกจากจะใช้เครื่องรีดตะกอน (Sludge Belt Press) ยังสามารถตะกอน (Sludge Filter Press) ได้เช่นกัน โดยเครื่องอัดตะกอนเป็นเครื่องที่ใช้ระบบไฮดรอลิกในการอัดแผ่นบรรจุน้ำตะกอนหลาย ๆ แผ่นเข้าหากัน ทำให้น้ำถูกบีบออกจากตะกอนและปริมาณน้ำในตะกอนจึงลดลง การใช้เครื่องอัดตะกอนจึงเป็นการนำน้ำออกแบบ Batch ซึ่งตะกอนที่ถูกอัดขันตะกอนประมาณ 20-25% ซึ่งในการอัดตะกอนอาจใช้โพลีเมอร์ (Polymer) ผสมในตะกอนทำการบีบอัดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของเครื่องจักรเช่นเดียวกับเครื่องรีด (Sludge Belt Press) โดยทั่วไปนิยมใช้เครื่องอัดตะกอน (Sludge Filter Press) ในการอัดตะกอนที่ได้จากกระบวนการรวมตกตะกอน (Chemical Coagulation) และกระบวนการตกตะกอนผลึก (Chemical Precipitation) เป็นต้น

การตรวจสอบ ดูแล บำรุงรักษา

ที่มา :

มงคล ดำรงค์ศรี และสุธา ขาวเธียร, ตำราระบบบำบัดมลพิษน้ำ, พิมพ์ครั้งที่ 9, กรมโรงงานอุตสาหกรรม, ปี 2562, หน้า 6-1 ถึง 6-13.