ทั้งการบำบัดน้ำดื่มและน้ำเสียต่างต้องอาศัยกระบวนการสร้างตะกอน (Flocculation) และการจับตะกอน (Coagulation).
แหล่งน้ำทุกแห่งมีสารแขวนลอยอยู่ แรงทางกายภาพ (ไฟฟ้าสถิต) ที่กระทำต่ออนุภาคขนาดเล็กที่สุด (คอลลอยด์) ซึ่งทั้งหมดมีประจุลบเมื่อแขวนลอยอยู่ในน้ำ จะผลักกันเองและทำให้คอลลอยด์เหล่านั้นมีความเสถียร.
บทความนี้จะลงรายละเอียดเกี่ยวกับการใช้สารจับตะกอนใน ระบบบำบัดน้ำ.
การจับตะกอนและการสร้างตะกอนในระบบบำบัดน้ำคืออะไร?
ทั้งสองกระบวนการเป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการจัดการกับความขุ่นของน้ำ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้สำคัญของคุณภาพน้ำ ความขุ่นหมายถึงความมัวหรือความขุ่นของของเหลวที่ปกติแล้วตาเปล่ามองไม่เห็น.
เพื่อเอาชนะแรงที่ทำให้อนุภาคแขวนลอยมีความเสถียร การสร้างตะกอนและการจับตะกอนจึงเป็นสองกระบวนการที่แตกต่างกันซึ่งถูกนำมาใช้ต่อเนื่องกัน.
การจับตะกอนจะทำหน้าที่สะเทินประจุของอนุภาค ในขณะที่การสร้างตะกอนจะช่วยให้อนุภาคเหล่านั้นจับตัวกันและมีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้กำจัดออกจากของเหลวได้ง่ายขึ้น.
กระบวนการจับตะกอนในระบบบำบัดน้ำ
กระบวนการนี้จะหยุดไม่ให้อนุภาคขนาดเล็กผลักกันเอง และส่งเสริมให้เกิดการรวมตัวกันเป็นอนุภาคที่ใหญ่ขึ้นจนสามารถเกาะกลุ่มกันได้ ยิ่งอนุภาคมีขนาดใหญ่เท่าใด การแยกออกจากของเหลวก็จะยิ่งง่ายขึ้นเท่านั้น.
ไมโครฟล็อก (Micro-flocs) คือ 'กลุ่ม' ของอนุภาคที่ใหญ่ขึ้นเหล่านี้ ซึ่งบางครั้งอาจมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า สิ่งนี้บ่งชี้ว่าประจุบนอนุภาคที่เกิดขึ้นใหม่ได้รับการสะเทินแล้ว เนื่องจากน้ำที่อยู่รอบๆ ควรจะใสสะอาด.
หากน้ำยังไม่ใส อาจจำเป็นต้องใช้สารจับตะกอนเพิ่มขึ้น หากมีสารจับตะกอนมากเกินไป อนุภาคจะกลับมาผลักกันอีกครั้ง ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการกลับขั้วของประจุ.
สารจับตะกอนจะถูกกระจายอย่างเหมาะสมเพื่อส่งเสริมการชนกันของอนุภาคด้วยการผสมอย่างรวดเร็ว เนื่องจากผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสของสารจับตะกอนโลหะที่มีประสิทธิภาพสูงสุดจะเกิดขึ้นภายใน 0.01 ถึง 1.0 วินาที การเติมสารจับตะกอนเพิ่มและปรับค่า pH หลังจากฉีดสารจับตะกอนในตอนแรกจึงแทบไม่ได้ผล.
ถังผสมแบบย้อนกลับ (Back-mix reactors) ซึ่งเป็นเครื่องผสมแบบเร็วชนิดหนึ่งที่นิยมใช้ มักจะเป็นถังทรงสี่เหลี่ยมที่มีใบพัดแนวตั้ง WCS ออกแบบเครื่องผสมแบบอินไลน์ (In-line mixers) ที่มีการควบคุมความเร็วรอบเพื่อสร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผสมอย่างรวดเร็ว เนื่องจากเครื่องผสมแบบเดิมมักให้ผลลัพธ์ที่ไม่ดีนัก.
ประเภทของสารจับตะกอน
ในการบำบัดทั้งน้ำและน้ำเสีย สารจับตะกอนแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก คือ สารอินทรีย์และสารอนินทรีย์
สารจับตะกอนอนินทรีย์
มีการพิสูจน์แล้วว่าสารจับตะกอนทั้งกลุ่มอะลูมิเนียมและเหล็กมีประสิทธิภาพสูงมากในการกำจัดสารแขวนลอยส่วนใหญ่ โดยมีข้อดีหลายประการ ได้แก่:
• ช่วยสร้างไอออนที่มีประจุสูงและมีความหนาแน่นของประจุสูงเพื่อสะเทินอนุภาคแขวนลอย ไฮเดรตสารอนินทรีย์ไฮดรอกไซด์ และสร้างสายโซ่พอลิเมอร์สั้นๆ ที่ส่งเสริมการเกิดไมโครฟล็อกและฟล็อกที่มีน้ำหนักมาก.
• สามารถกรองสารตั้งต้นอินทรีย์บางชนิดที่อาจทำปฏิกิริยากับคลอรีนจนเกิดเป็นผลพลอยได้จากการฆ่าเชื้อ
• ราคาต่อหน่วยไม่แพงและหาซื้อได้ง่าย
ข้อเสียบางประการ ได้แก่:
• ทำให้เกิดฟล็อกที่มีส่วนประกอบของโลหะจำนวนมหาศาล ซึ่งต้องกำจัดด้วยวิธีที่รับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งอาจเพิ่มต้นทุนในการกำจัดอย่างมาก.
• มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของน้ำอย่างรุนแรง ซึ่งจำเป็นต้องมีการควบคุมค่า pH เนื่องจากค่า pH มีความสำคัญต่อการจับตะกอนที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังต้องใช้อุปกรณ์จัดเก็บและจ่ายสารที่ทนต่อการกัดกร่อน.
• เฟอร์รัสซัลเฟต (Ferrous sulfate), เฟอร์ริกซัลเฟต (Ferric sulfate) และอะลูมิเนียมซัลเฟต (Aluminum sulfate) เป็นสารที่มีความเป็นกรดสูง ซึ่งจะลดความเป็นด่างและลดค่า pH ในทางกลับกัน โซเดียมอะลูมิเนต (Sodium aluminate) จะเพิ่มค่า pH และเพิ่มความเป็นด่าง.
สารจับตะกอนอินทรีย์
มีการพิสูจน์แล้วว่าสารจับตะกอนทั้งกลุ่มพอลิเอมีน (Polyamine) และพอลิ-แดดแมค (Poly-DADMAC) มีประสิทธิภาพสูงมากในการกำจัดสารแขวนลอยส่วนใหญ่ สารแทนนิน (Tannates) ทำงานได้ดีมากกับไขมันและน้ำมัน โดยมีข้อดีหลายประการ ได้แก่:
• ช่วยให้ความหนาแน่นของประจุที่ค่อนข้างต่ำสามารถสะเทินอนุภาคแขวนลอยที่มีประจุต่ำกว่าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยไม่ต้องใช้โลหะหรือไฮดรอกไซด์ และสร้างสายโซ่พอลิเมอร์ที่ยาวขึ้นซึ่งจะช่วยปรับปรุงการผลิตไมโครฟล็อก.
• สามารถกรองสารตั้งต้นอินทรีย์บางชนิดที่อาจทำปฏิกิริยากับคลอรีนจนเกิดเป็นผลพลอยได้จากการฆ่าเชื้อ
• อยู่ในรูปแบบของเหลว ไม่กัดกร่อน และพร้อมใช้งานทันที.
• ไม่ส่งผลกระทบต่อค่า pH และแทบไม่ได้รับผลกระทบจากค่า pH
ข้อเสียบางประการ ได้แก่:
• ราคาต่อหน่วยสูงขึ้น
• หากความต้องการประจุสูง จำเป็นต้องใช้ปริมาณมาก.
• ฟล็อกมีความหนาแน่นต่ำ: ไม่ตกตะกอนได้ง่ายเสมอไป.
ติดต่อเราสำหรับระบบบำบัดน้ำของคุณ
ท้ายที่สุด การไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมในการบำบัดน้ำเสียจะทำให้บริษัทต้องเผชิญกับการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้นและปัญหาด้านชื่อเสียงที่ร้ายแรง.
ติดต่อเรา สำหรับระบบบำบัดน้ำเสียก่อนที่จะเสนอขอเงินทุนอาจไม่คุ้มค่าในเชิงเศรษฐกิจในตอนแรก.