คู่มือกระบวนการหลักด้านกระบวนการผลิตน้ำประปา...

ค�มอกระบวนการหลกด�านกระบวนการผลตนาประปา

เล�ม 2 ภาคทฤษฎการประปาส�วนภมภาค

ฉบบปรบปรง ครงท 1 พ.ศ. 2558ฉบบปรบปรง ครงท 1 พ.ศ. 2558

คณะทางาน: ค�มอกระบวนการหลก ด�านกระบวนการผลตนาประปา

at

uuvrnt0n?13J

a v od?u:1?tn1: noln?untrnfunlv\dl- - - l - - - - q3tt

4 i r n -fr rvr 5s-9!3 .21 12c iuti r g .q.rrnrvi'r6 z55g {drllI .. j :

u3o.r 4fionrv!?un5ffa'n nrvuruilfrqrd..rrj-vtlt tatiud ^'"-',3- - _ - - - \ J = ' - = - . . . . = . _ - , - U - - d - L . d - L l . L d r l ! l t ] - - r - | d q - U . - J . | . J - L . l

' ) n ) ;

) r3uu zuo.rJyu. t?nr........:'./.:.9.;.i:'...

t y

srr lr ir#l nrjn.f i 907/2552 rtorurirn'rnrruvl ir tru{orvireif lof l :yu?unr: lrdn f l :vu?unr:26rrY , r - - s , u , r d .

t

i lr i l :vrjr at. 4 n.n.2552 lrrurjfrr j :{e'rnrif ioydnro{orrin: druru 2 ra'r 6orif io6'ruur,rcir#rua,q u u -- Y 1 4 3 q y d t I d v j 6 l ' . 4nrunrvlrir uavntlto:v1-lu{'luzuan'tu:r:rti jutciltournu rfro"[yilnl:yluyt?u rJiuu:r n:uu?ufll:ttau r.Jac u r

A , - ,

J u 6 u

n I : a uuul ru o a I { Fl o til o I n r I uur u xvl=ru ur o I nr n : n uJ :ut.J ti S E PA riuv X o u v o ' v

Uqu nrruvvfrlru r 16'6'ervir "rif ion:vu?ufll:ydn n:uu?urrl:zufrnrjrrj:vilr alirrjYr:il:ru - - - 9

nirfi 1, /2558" LLdrraSr Terur-orvirr{iunifior druru 2 rar il:vnoufr':au u

1) niflon:vlrunr:vdn n:vu?unr:zufrsrrirrj:yrjr ia'l t f l1prl lfrrr-G{ - - - '

r c r r r o v \ o r r r r c r u d v u I D b r N r d r t r t L i d J t J y l

^ \ 1 4 v . u

2) nilon:vl?unr:ua'n fl:uu?unr:zunndrrJ:v|r un'l z nrnvrqrvfl-. - a - 6 1 - y I - j . J y -

- 6 : . y d t 6 l r a u a v S .

tvloLtivurulrufruilurriol"[{utJurrn:oru'lunr:ilfru-frlru arilarluTnr:rnr:d'nnr:dravorpr'L#u ::a n a di riql6'o drtfi rJ :vfr vBn rvr ua vrJ :vfr vrBzu n n u pifi o r uur.rlrn iolflq - - -

u -

d d

ol15uulJrr f ioTr- l :orr iqr : rurdrrduonrJalu{ ' ru uf ior ie l :eulu ' rnr#urol h j :prr i r rauo r ,J?n.61 e d'Lr,rnrrurriutouqjfior

tfioq-nt6'rr6'.:vriru.:rufrtfiar{oryr:rruayrirrf,unr: riotrjeiru 6'nr{Juv'r:ynrru0rU l J

I 1 ' / ' 1 i r ' i ' i ' i tt

).r'n"- -): */v

(urwxyor r-ldpiTu)

n ruv vix ru LLa u tn.iJ 1u n 1 i

er ru v lir r r u d'er vir ni fi o n : u L ? u fl 'r :il a-n, u

fl:uu?unr:zufrndrrJ:vlr

_ f\,

l ) ( r5ry1 NEn.

\.4, -< , Of ?+ 0 d,..l?tr/ .i ,..ir ,{trn h ),"1\

t dx 8a;T,J;a7 y? t r-rno x)rt ),^- -) J '

>.. /" l,; 6)ci7 N ( 14 ri,foN r>o :.t,er.,., ;f i r

G-t rO NY rY r-- V

i t{"u G./'- A,

r{t}U^^fi-"n-..-2 C^Dr L/ ,.fv,ra \-r

oVi-rr}- "+-!..-, 1v7'f

tlno'tlo rr.tr a'f 7rr7* ^ r

Jnr-be'\v +St/'/ -'Vf

| -l'rr-z ,f-

1*

, l -r ' o) t f ,d

[?ru?tauJ , - - / , t - t , r ) ) t ) : ,

I , - ,

\ 't

! - - \ n ' t t ' \

, ' t / - , ) ( j t

a . t - : ; > ' ) . zv

/ l __ *_ - ,,,/ ^

6' i '#*r-1-.*-J (-

I 1 l i " ! ( t r ' ! f ' r r \ .. . - . , , r J t t l t ,

j ' I t '

, \ _ r ' : l. . i ; I t I

- 7 , a . ^ ^ - D

- i t , b ,

Y rlw f,u l{i )ru...;

fu r u iir li:u: u.,la.r fun {){o'ru': u n r : il r r ;,r :-yr u t n :#,

J / t : - \ ! ' , \ r - / ' Y \ . , /

/ ^ i r i D e , , a

VLa -, / 'V,Lz .) {

IL " - t c C

?-e I,- ',.t / l \ l ' )oOxglnrrinur frerr:nr)

{iYrr*:rJ rrJ r iir rrq i nr n

il'ruvirlg'1nTld1. . . i t r r .G

l f i ' tJ'; 1. 1 i..... ' :,/ iJ....rrI r

' . ' . :

iu fi ...'*...... r.ritro'.f,

ก

คานา

การประปาส�วนภมภาค (กปภ.)ได�จดทาแผนยทธศาสตร!การดาเนนงานและปรบปรง ให�สอดคล�องกบสภาพแวดล�อมทเปลยนไป ตามแผนยทธศาสตร! (ฉบบท 2) ป. 2555-2559 โดยมเป3าหมาย ทจะขบเคลอนไปส�องค!กรทมระบบผลตจ�ายนาทเป7นเลศ ซงเป7นหวใจสาคญทจะส�งผลให�สนค�าคอนาประปา มคณภาพสง ตามมาตรฐานองค!การอนามยโลก ปลอดภย ต�อสขภาพ เหมาะสาหรบนาไปใช�ในการอปโภคและบรโภคของประชาชนให�มคณภาพชวตทด การดาเนนการผลตนาให�มคณภาพดงกล�าว ต�องมาจากกระบวนการผลตนาทมคณภาพ เป7นไปตามมาตรฐานการปฏบตงานท กปภ.กาหนด ซงกคอค�มอกระบวนการผลตนา ทมการทบทวน ปรบปรงให�ทนสมยอย�เสมอ ตงแต�กระบวนการย�อยในระบบนาดบจนถงระบบจ�ายนา อนจะส�งผลต�อความสาเรจตามวสยทศน! “ผ�ใช�นาประทบใจในคณภาพและบรการทเป7นเลศ” และ ค�านยม“ม�ง-มน-เพอปวงชน” เพอบรรลเป3าหมายเป7นองค!กรทมสมรรถนะสงในทสด

คณะทางานฯ ได�จดทาค�มอหลกขององค!กรฯ โดยปรบปรงครงท 1 จาก ค�มอด�านแหล�งนาและคณภาพนา การประปาส�วนภมภาค พ.ศ. 2552 ประกอบด�วยเนอหา จานวน 2 เล�ม คอ เล�ม 1 ภาคปฏบต สาหรบผ�ปฏบตงาน เฝ3าระวง ตดตามและบนทกข�อมลด�านปรมาณ และคณภาพนาในกระบวนการผลตนาประปา ส�วนเล�ม 2 ภาคทฤษฏ เพอให�ผ�เกยวข�องใช�ประกอบการปฏบตงานในระบบผลตนาประปา เกดประโยชน!ต�อการทบทวน เสรมสร�างขยายผลความร�ทางวชาการและพฒนาระบบสมรรถนะบคลากร

สาหรบเล�ม 2 น คณะทางานฯ ได�ค�นคว�าและเรยบเรยบจาก ตาราภาษาไทย และภาษาองกฤษ โดย มการสบค�นข�อมลทางอนเตอร!เนตด�วย ผ�เกยวข�องสามารถเรยนร� นามาประกอบการจดทาค�มอปฏบตงาน (Standard Operating Procedure) ในระบบนาดบ ระบบผลตนาประปาและระบบจดการสารเคมต�อไปได�

คณะทางานฯ ขอขอบคณผ� เ กยวข�องจากหน�วยงานต�างๆทงส�วนกลางและส�วนภ มภาค ทได�ให�ข�อคดเหน เพอนามาเป7นข�อมลในปรบปรงค�มอเล�มน ให�สาเรจอย�างสมบรณ! ครบถ�วนสอดคล�องกบภารกจหลกของกปภ.และหวงเป7นอย�างยงว�าค� มอเล�มนจะเป7นประโยชน!ต�อหน�วยงานทเกยวข�องและผ�ปฏบตงานในกระบวนการผลตนาประปา กปภ. ต�อไป

คณะทางาน ค�มอกระบวนการหลก กระบวนการผลตนาประปา พ.ศ.2558

สารบญ

เรอง หนา คานา ก ค�มอการบรหารจดการดานแหล�งนาดบ (ฉบบปรบปรง ป� พ.ศ. 2558) บทท 1 ระบบนาดบ 1.1 การเขาถงแหล�งนาดบของ กปภ. 1.1.1 แหล�งนาผวดนตามธรรมชาต 1-1 1.1.2 แหล�งนาบาดาล 1-2 1.1.3 แหล�งนาจากกรมชลประทาน 1-6 1.1.4 นาทะเล 1-10 1.2 ลกษณะทวไปของแหล�งนาดบ 1.2.1 การแบ�งประเภทของแหล�งนา 1-10 1.2.1.1 แบ�งตามลกษณะทางกายภาพ 1-10 1.2.1.2 แบ�งตามการกาเนด 1-11 1.2.1.3 การแบ�งแหล�งนาตามลกษณะการใชงานของ กปภ. 1-12 1.3 ระบบล�มนาของประเทศไทย 1-14 1.4 ระบบชกนาดบ 1.4.1 รางชกนาดบ 1-17 1.4.2 โรงสบนาแรงตา 1-18 1.5 กฎหมายและหน�วยงานทเกยวของกบการบรหารจดการแหล�งนา 1-26 1.6 การวางแผนจดหาแหล�งนาดบของ กปภ. 1-26 บทท 2 ระบบผลตนา 2.1 ประเภทการผลตนาประปา 2-3 2.1.1 ระบบประปาบาดาล 2-3 2.1.2 ระบบประปาบาดาลแบบเตมอากาศ 2-3 2.1.3 ระบบประปานาผวดนแบบ Conventional 2-4 2.1.4 ระบบประปาแกนากระดาง 2-4 2.2 ขนตอนการผลตนาประปาแบบ Conventional 2-5 2.2.1 การกวนเรว หรอการสรางตะกอน (Coagulation) 2-5 2.2.2 การกวนชา หรอการรวมตะกอน (Flocculation) 2-7 2.2.3 ถงตกตะกอน (Sedimentation) 2-11 2.2.4 การกรอง (Filtration) 2-17 2.3 ระบบสบนาแรงสง 2-20 2.3.1 โรงสบนาแต�ละประเภท 2-20 2.3.2 ประเภทของเครองสบนา 2-22

สารบญ (ต�อ)

หนา 2.4 ถงนาใส 2-27 2.5 หอถงสง 2-27 2.6 การกาจดตะกอน (Sludge Disposal) 2-27 2.6.1 การทาใหตะกอนเขมขน (Thickening) 2-29 2.6.2 สระพกตะกอน (Lagoons) 2-29 2.6.3 ลานตากตะกอน (Sand Drying Beds) 2-30 2.6.4 การหมนเหวยง (Centrifuging) 2-30 2.6.5 การกรองแบบสญญากาศ (Vacuum Filtration) 2-31 2.6.6 การรดดวยสายพาน (Belt Filter Press) 2-31 2.6.7 การอดกรองดวยแผ�น (Plate Pressure Filters) 2-32 2.6.8 การทงกากตะกอน (Ultimate Disposal) 2-33 2.7 การปรบปรงคณภาพนาแบบพเศษ 2-34 2.7.1 การเตมอากาศ 2-34 2.7.2 กระบวนการผลตนาประปาจากนาทะเล โดยใชระบบ Reverses Osmosis (RO) 2-36 2.7.3 กระบวนการทาใหลอย (Dissolved Air Floatation) 2-40 บทท 3 การจดการสารเคม 3.1 ทฤษฎทเกยวของกบกระบวนการสรางและรวมตะกอน (Coagulation and

flocculation process) 3-1

3.1.1 โคแอกกเลชน (Coagulation) 3-1 3.1.2 ฟลอกกเลชน (Flocculation) 3-3 3.2 ชนดและคณสมบตของสารเคมตามวตถประสงคgของการใชงาน 3-5 3.2.1 สารเคมทใชในกระบวนการสรางตะกอน (Coagulant) 3-5 3.2.2 สารเคมช�วยตกตะกอน (Coagulation aid) 3-8 3.2.3 สารเคมปรบสภาพนาก�อนและหลงตกตะกอน หรอเปลยนอออนจากรปละลายนา

เปhนผลก 3-10

3.2.4 สารเคมสารกาจด สาหร�าย ส กลน และฆ�าเชอโรค ในนา 3-11 3.3 การรบและจดเกบสารเคม 3-24 3.3.1 การรบสารเคม 3-24 3.3.2 การจดเกบสารเคมทใชในระบบผลตนาประปา 3-24

สารบญ(ตอ)

เรอง หนา 3.4 การเตรยมสารเคม 3-26 3.4.1 การปรมาณสารเคมทเหมาะสม 3-26 3.4.2 การเตรยมสารเคม 3-26 3.5 เครองจ�ายสารเคม 3-27 3.5.1 เครองจ�ายสารเคมชนดไดอะแฟรม 3-27 3.5.2 เครองจ�ายสารเคมชนดลกสบ 3-27 3.5.3 เครองจ�ายสารเคมชนดสกร 3-28 3.5.4 เครองจ�ายสารเคมชนดแบบหอยโข�ง 3-28 3.6 การจ�ายสารเคม 3-28 3.6.1 ระบบตกตะกอน 3-28 3.6.2 ระบบกรอง 3-29 3.6.3 ระบบฆ�าเชอโรค 3-29 3.7 การจดทาแผนการจดหาสารเคม 3-30 บรรณานกรม 3-31

สารบญรป

หนา รปท 1-1 แสดงแหล�งนาผวดนตามธรรมชาตทนามาใชผลตนาประปา 1-1 รปท 1-2 แสดงจดสบนาบาดาลเพอนามาผลตนาประปา 1-2 รปท 1-3 แบบฟอรgม นบ.2 1-4 รปท 1-4 แสดงแหล�งนาทมาจากกรมชลประทาน 1-6 รปท 1-5 แบบฟอรgม ผ.ย.33 1-8 รปท 1-6 แบบฟอรgม ทร.1 1-9 รปท 1-7 แสดงแหล�งนาดบทไดมาจากเอกชน 1-10 รปท 1-8 แสดงตวอย�างแหล�งนาดบทจะนามาใชผลตนาประปาของการประปาส�วนภมภาค 1-13 รปท 1-9 รปแสดงแผนท 25 ล�มนาในประเทศไทย 1-16 รปท 1-10 แสดงปากรางรบนาดบ 1-17 รปท 1-11 แสดงตวรางชกนาดบ 1-18 รปท 1-12 แสดงโรงสบนาแรงตาบนดน 1-19 รปท 1-13 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบบ�อแหง 1-20 รปท 1-14 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบเทอรgไบนg (กปภ.สาขาสรนทรg) 1-20 รปท 1-15 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบเทอรgไบนg (กปภ.สาขาอบลราชธาน) 1-21 รปท 1-16 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบรางเลอน (กปภ.สาขาสตก น.พทไธสง) 1-21 รปท 1-17 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบแพลอย 1-22 รปท 1-18 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบแพลอย (กปภ.สาขาปากนาประแสรg) 1-22 รปท 1-19 แสดงโรงสบนาบ�อบาดาล(กปภ.สาขาสพรรณบร) 1-25 รปท 1-20 แสดงบ�อสบนา (กปภ.สาขาแพร�) 1-25 รปท 2-1 ระบบนาประปาบาดาล 2-3 รปท 2-2 ระบบประปาแบบเตมอากาศ 2-3 รปท 2-3 ระบบประปานาผวดนแบบ Conventional 2-4 รปท 2-4 แหล�งนาทมความกระดางสง (มกเปhนบ�อบาดาล) 2-4 รปท 2-5 วธการกวนเรวแบบชลศาสตรgดวยนากระโดด 2-5 รปท 2-6 รปแบบของใบพดทใชในถงกวนเรว 2-6 รปท 2-7 ลกษณะทวไปของถงกวนเรวแบบเครองกล และการตดตงใบพดในถง 2-6 รปท 2-8 เครองกวนเรวในเสนท�อแบบครบเกลยวภายในท�อ 2-7 รปท 2-9 Mixer Cone 2-7 รปท 2-10 ถงกวนชาแบบใชแผงกน (แบบไหลในแนวราบ) 2-8 รปท 2-11 ถงกวนชาแบบแผงกนไหลในแนวราบ 2-9 รปท 2-12 ถงกวนชาแบบใชแผงกน (แบบไหลในแนวดง) 2-9

สารบญรป (ต�อ)

หนา รปท 2-13 ถงกวนชาแบบแผงกนไหลในแนวดง 2-9 รปท 2-14 ถงกวนชาชนดท�อแนวดง 2-10 รปท 2-15 รปแปลน และรปตดของถงตกตะกอนแบบถงสเหลยมผนผา 2-11 รปท 2-16 ถงตกตะกอนแบบท�อ 2-12 รปท 2-17 การไหลของนา และตะกอนในท�อตกตะกอน 2-12 รปท 2-18 ถงตกตะกอนแบบท�อ 2-13 รปท 2-19 ถงตกตะกอนแบบสมผสชนดหมนเวยนตะกอน 2-13 รปท 2-20 หลมตะกอนบรเวณกนถงตกตะกอน 2-15 รปท 2-21 เครองกวาดตะกอนแบบ Sling 2-15 รปท 2-22 เครองกวาดตะกอนแบบ Chain & Flight 2-16 รปท 2-23 เครองกวาดตะกอนแบบ Hydraulic Scraper 2-16 รปท 2-24 เครองกวาดตะกอนแบบ Syphon 2-17 รปท 2-25 การกระจายขนาดของเมดสารกรองแบบต�างๆ ตามความลกของชนกรอง 2-18 รปท 2-26 โรงสบนาแบบตงบนพน 2-20 รปท 2-27 โรงสบนาแบบบ�อแหง 2-21 รปท 2-28 โรงสบนาแบบบ�อเป�ยก 2-21 รปท 2-29 เครองสบนาแบบหมนเหวยงดดทางเดยวหรอหอยโข�ง (End Suction Centrifugal Pump) 2-22 รปท 2-30 เครองสบนาแบบหมนเหวยงหลายใบพด (Multi - Stage Centrifugal Pump) 2-23 รปท 2-31 เครองสบนาแบบหมนเหวยงแบบ Split Case (Split Case Centrifugal Pump) 2-24 รปท 2-32 เครองสบนาแบบเทอรgไบนg (Vertical Turbine Pump) 2-25 รปท 2-33 เครองสบนาแบบจ�ม (Submersible Pump) 2-26 รปท 2-34 ทางเลอกของกระบวนการกาจดตะกอนจากระบบผลตนาประปา 2-28 รปท 2-35 ถงทาใหตะกอนเขมขนแบบ Gravity Thickener 2-29 รปท 2-36 ลานตากตะกอน (Sand Drying Beds) 2-30 รปท 2-37 เครอง Solid Bowl Centrifuge 2-31 รปท 2-38 เครองกรองแบบสญญากาศ (Vacuum Filter) 2-31 รปท 2-39 เครองรดกรองดวยสายพาน (Belt Filter Press) 2-32 รปท 2-40 เครองอดกรองดวยแผ�น (Plate Filter Press) 2-32 รปท 2-41 เครองเตมอากาศแบบอาศยแรงโนมถ�วงของโลก 2-35 รปท 2-42 ไดอะแกรมสาหรบการผลตนาประปาจากนาทะเล 2-36 รปท 2-43 The Filtration Spectrum 2-38 รปท 2-44 รปแบบการทางานของเมมเบรนของระบบ Reverse Osmosis 2-39 รปท 2-45 รปแบบการทางานของระบบ Reverse Osmosis และ Energy Recovery 2-40

สารบญรป (ตอ)

หนา รปท 2-46 Spiral Wound Module 2-40 รปท 2-47 ระบบสบจ�ายนาของระบบ DAF (Dissolved Air Floatation) 2-41 รปท 2-48 กระบวนการทาใหลอย (Dissolved Air Floatation) 2-42 รปท 3-1 แรงระหว�างอนภาคคอลลอยดgทระยะห�างต�างๆ 3-2 รปท 3-2 ผลของการเตมอออนทมประจตรงกนขามใหกบคอลลอยดg 3-4 รปท 3-3 การเปรยบเทยบปรมาณโคแอกกแลนทgทใชในการทาลายเสถยรภาพของคอลลอยดgดวย

กลไกแบบต�างๆ 3-4

รปท 3-4 เกณฑgทเหมาะสมสาหรบการสรางสมผสระหว�างอนภาคต�างๆ ทง 5 ประเภท 3-5 รปท 3-5 ไดอะแกรมทใชในการออกแบบและควบคมโคแอกกเลชนดวยสารสม 3-6 รปท 3-6 ความสมพนธgระหว�างสารประกอบเชงซอนกบค�า pH 3-7 รปท 3-7 ไดอะแกรมทใชในการออกแบบและควบคมโคแอกกเลชนดวยเฟอรgรกคลอไรดg 3-8 รปท 3-8 รปร�างโพลเมอรgประกอบดวยนาหนกโมเลกลในปรมาณลานหน�วย 3-9 รปท 3-9 ผลของ pH ต�อการเปลยนแปลงชนดของคลอรนอสระคงเหลอ 3-12 รปท 3-10 A-D แสดงลกษณะเครองจ�ายสารเคมทใชในกระบวนการผลตนาประปา 3-27

สารบญตาราง

หนา ตารางท 1-1 แสดงกระบวนงานการขออนญาตใชนาในทางนาชลประทานทเรยกเกบค�าชลประทาน 1-7 ตารางท 1-2 ตารางแสดงสดส�วนประเภทแหล�งนาดบทใชผลตนาประปาของการประปาส�วนภมภาค 1-12 ตารางท 1-3 ล�มนาหลกและการจดการกล�มล�มนาในประเทศไทย 1-15 ตารางท 2-1 การเลอกวธในการผลตนาประปา 2-1 ตารางท 2-2 Types of Medium and Applications 2-19 ตารางท 2-3 คณสมบตของเครองสบนาแบบหมนเหวยงดดทางเดยว หรอ หอยโข�ง (End Suction

Centrifugal Pump) 2-22 ตารางท 2-4 คณสมบตของเครองสบนาแบบหมนเหวยงหลายใบพด (Multi-Stage Suction

Centrifugal Pump) 2-23 ตารางท 2-5 คณสมบตของเครองสบนาแบบหมนเหวยงแบบ Split Case (Split Case Centrifugal

Pump) 2-24 ตารางท 2-6 คณสมบตของเครองสบนาแบบเทอรgไบนg (Vertical turbine Pump) 2-25 ตารางท 2-7 คณสมบตของเครองสบนาแบบจ�ม (Submersible Pump) 2-26 ตารางท 2-8 ความเขมขนของตะกอนทจะไดรบจากแต�ละวธ 2-27 ตารางท 2-9 เปรยบเทยบขอด – ขอเสยของการกาจดตะกอนโดยเครองจกรแบบต�างๆ 2-33 ตารางท 2-10 เปรยบเทยบขอด – ขอเสย ของการกาจดตะกอนแบบต�างๆ 2-34 ตารางท 3-1 แสดงชนด คณสมบต ขอดและขอควรระวงการใชงานของสารสรางตะกอน 3-14 ตารางท 3-2 แสดงชนด คณสมบต ขอดและขอควรระวงการใชงานของสารเคมเร�งตกตะกอน 3-17 ตารางท 3-3 แสดงชนด คณสมบต ขอดและขอควรระวง การใชงานของสารเคมปรบสภาพนา ก�อน

และหลงตกตะกอนหรอเปลยนอออนจากรปละลายนาใหเปhนรปผลก 3-18 ตารางท 3-4 แสดงชนด คณสมบต ขอดและขอควรระวงการใชงานสารเคมกาจด สาหร�าย ส กลน

และฆ�าเชอโรคในนา 3-21

ตารางท 3-5 แสดงภาพการจดเรยงสารเคมในโรงเกบจ�ายสารเคม ของกปภ.สาขา 3-24

1-1

ค�มอกระบวนการหลก กระบวนการผลตนาประปา พ.ศ.2558 การประปาส�วนภมภาค

บทท 1 ระบบนาดบ

1.1 การเข�าถงแหล�งนาดบของ กปภ. 1.1.1 แหล�งนาผวดนตามธรรมชาต การนานาจากแหล�งนาผวดนตามธรรมชาตมาใช)ในการผลตนาประปาแยกเป,น 2 กรณดงน - กรณเป,นแหล�งนาสาธารณะทวไป เมอพจารณาความเหมาะสมทางด)านศกยภาพของแหล�งนาสาธารณะแล)วกปภ.สาขาสามารถดาเนนการได)ทนท เนองจากยงไม�มกฎหมายทระบให)ต)องขออนญาตใช)นา และเสยค�านา แต�ถ)ามการก�อสร)างสงล�วงลานาจะต)องขออนญาตจากกรมเจ)าท�า - กรณเป,นแหล�งนาสาธารณะทดแลโดยองค8กรปกครองส�วนท)องถน ให) กปภ.สาขาประสานงานกบผ)ดแลแหล�งนา ซงอาจจะต)องมการรบฟ<งความคดเหนหรอการทาประชาวจารณ8ในการขอใช)แหล�งนาจากท)องถนก�อน แต�ป<จจบนท)องถนยงไม�มกฎหมายทจะเรยกเกบค�านาโดยฉพาะ

รปท 1-1 แสดงแหล�งนาผวดนตามธรรมชาตทนามาใช)ผลตนาประปา

1-2


1.1.2 แหล�งนาบาดาล

การขอใช)นาบาดาล จาเป,นต)องประสานงานกบสานกทรพยากรธรรมชาตและสงแวดล)อมจงหวดในจงหวด เพอจะได)ดาเนนการขอใช)นาบาดาล นน

รปท 1-2 แสดงจดสบนาบาดาลเพอนามาผลตนาประปา

การประกอบกจการนาบาดาล ตามพระราชบญญตนาบาดาล พ.ศ.2520 (แก)ไขเพมเตม)

• กรมทรพยากรนาบาดาล เป,นหน�วยงานของรฐบาล ทมหน)าทในการบรหารจดการ เกยวกบทรพยากรนาบาดาลตามพระราชบญญตนาบาดาล พ.ศ.2520 (แก)ไขเพมเตม) ป<จจบนมการประกาศเขตนาบาดาลครอบคลมทวประเทศ ดงนนผ)ประกอบกจการนาบาดาล ตามพระราชบญญตนต)องปฏบตตามกฎหมายดงกล�าวอย�างเคร�งครด

• กจการนาบาดาล หมายถง การดาเนนการด)านการเจาะนาบาดาลการใช)นาบาดาล หรอการระบายนาลงบ�อบาดาล

• การประกอบกจการนาบาดาลใดๆ ในเขตนาบาดาล จะต)องปฏบตให)เป,นไปตาม พ.ร.บ. นาบาดาล พ.ศ.2520 (แก)ไขเพมเตม)โดยเคร�งครดและห)ามมให)ผ)ใดประกอบกจการนาบาดาลใดๆ ไม�ว�าจะเป,นผ)มกรรมสทธ หรอมสทธครอบครองทดน ในเขตนาบาดาลนน หรอไม�เว)นแต�จะได)รบอนญาตจากอธบดกรมทรพยากรนาบาดาล หรอผ)ซงอธบดมอบหมาย (มาตรา16) หากผ)ใดฝHาฝIนมโทษจาคกไม�เกน 6 เดอน หรอปรบไม�เกน 20,000 บาท หรอทงจาทงปรบ และจะรบเครองใช) หรอเครองจกรใดๆ ทได)ใช)กระทาความผด หรอได)ใช)อปกรณ8กระทาความผดเสยกได) (มาตรา 36 ทว) ประเภทใบอนญาตประกอบกจการนาบาดาล -ใบอนญาตเจาะนาบาดาล -ใบอนญาตใช)นาบาดาล -ใบอนญาตระบายนาลงบ�อบาดาล

1-3


อตราค�าธรรมเนยม -คาขอ ฉบบละ 10 บาท -ใบอนญาตเจาะนาบาดาล ฉบบละ 1,000 บาท -ใบอนญาตใช)นาบาดาล ฉบบละ 1,000 บาท -ใบอนญาตระบายนาลงบ�อบาดาล ฉบบละ 2,000 บาท -ใบแทนใบอนญาต ฉบบละ ฉบบละกงหนงของค�าธรรมเนยมใบอนญาต -การต�ออายใบอนญาต ฉบบละ ครงละเท�ากบค�าธรรมเนยมใบอนญาต -การโอนใบอนญาต ฉบบละ ครงละเท�ากบค�าธรรมเนยมใบอนญาต

โดยในส�วนของการประปาส�วนภมภาคนน ถ)าต)องการขอใช)นาบาดาล จาเป,นต)องประสานงานกบฝHายทรพยากรนาบาดาล สานกทรพยากรธรรมชาตและสงแวดล)อมจงหวดในจงหวดนนๆ เพอแจ)งการเจาะบ�อบาดาลและขอใช)นาบาดาล และนอกจากนในการดาเนนกจกรรมด)านบ�อบาดาลควรคานงถงและปฏบตตามข)อกาหนดหลกเกณฑ8และมาตรการในทางวชาการสาหรบการเจาะนาบาดาล ,การเลกเจาะนาบาดาล,การใช)นาบาดาลแบบอนรกษ8 ,การระบายนาลงบ�อนาบาดาล ,การเลกใช)บ�อนาบาดาล ,การปNองกนด)านสาธารณสขและการปNองกนในเรองสงแวดล)อมเป,นพษ ตามทระบไว)ในมาตรา 6 พ.ร.บ.นาบาดาล พ.ศ.2520(แก)ไขเพมเตม) ด)วย

1-4


รปท 1-3 แบบฟอร8ม นบ.2

1-5


รปท 1-3 แบบฟอร8ม นบ.2 (ต�อ)

1-6


1.1.3 แหล�งนาจากกรมชลประทาน ส�วนใหญ�แหล�งนาดบของ กปภ. มาจากแหล�งนาจากกรมชลประทาน (ชป.) ซงหากมการประกาศเป,นเขตทางนาชลประทาน กปภ. จะต)องเสยค�านาชลประทาน ในอตราทกฎหมายกาหนด ซง กปภ. ต)องทาเรองขอรบการจดสรรนา และทาง ชป. จะพจารณาปรมาณนาและตอบอนญาตให) กปภ. ต�อไป

1.3.1.1 ขนตอนการขออนญาตให)ดาเนนการ ตามน 1) การขออนญาตใช�นาจากทางนาชลประทาน

• ยนคาร)องตามแบบ ผย.33 ได)ทโครงการชลประทานในพนท หรอทางไปรษณย8ตอบรบ

• หลกฐานประกอบการขออนญาต โดยแยกตามประเภทผ)ขออนญาต ดงน - คาร)องลงนามโดยผ)แทนรฐวสาหกจ หรอผ)ได)รบมอบอานาจ (มหนงสอมอบอานาจ) - สาเนาบตรพนกงานรฐวสาหกจหรอสาเนาบตรประชาชนและสาเนาทะเบยนบ)าน - แบบแปลนการก�อสร)าง, แผนผงบรเวณและแผนทรปตด แสดงการวางท�อสบนาและจดตดมาตรวดนา จานวน 6 ชด (หวหน)าส�วนรฐวสาหกจลงนามรบรองแบบ)

2) การขอต�ออายหนงสออนญาตใช�นาจากทางนาชลประทาน • หลกฐานเอกสารประกอบการขอต�ออายหนงสออนญาต ในกรณไม�มการเปลยนแปลงการ

ขออนญาตใด ๆ - ยนคาร)องตามแบบ ผ.ย.33 ได)ทโครงการชลประทานในพนท - สาเนาหนงสออนญาตฉบบเดม - สาเนาบตรข)าราชการ หรอสาเนาบตรพนกงานรฐวสาหกจ หรอสาเนาบตรประชาชน และสาเนาทะเบยนบ)าน (ลงนามรบรองสาเนา) - สาเนาหนงสอรบรองการจดทะเบยนของบรษท , ห)างห)นส�วน 3) การขออนญาตใช�นาดบ ตงโรงสบนา และวางท�อส�งนาดบ - ยนคาร)องตามแบบ ทร.1 ด)ทโครงการชลประทานในพนท หรอทางไปรษณย8ตอบรบ - หลกฐานประกอบการขออนญาต โดยแยกตามประเภทผ)ขออนญาต ดงน - คาร)องลงนามโดยผ)แทนรฐวสาหกจ หรอ ผ)ได)รบมอบอานาจ (มหนงสอมอบอานาจ) พร)อมทงตดอากรแสตมปP 30 บาท - แบบแปลนการก�อสร)าง แผนผงบรเวณ และแผนทรปตด (หวหน)าส�วนราชการ รฐวสาหกจ ลงนามรบรองแบบ)

รปท 1-4 แสดงแหล�งนาทมาจากกรมชลประทาน

1-7


ลาดบ ผงกระบวนการ ระยะเวลา รายละเอยดงาน ผ รบผดชอบ

1

ผขอยนคาขอ

ข�นตอนท� 1 ย นคาขออนญาตใชน� าจากทางน� าชลประทาน - สงเอกสารหลกฐานคาขอใชน� า แบบ ผย.33 และ ทร.1 พรอม แผนท แบบแปลนผงแสดงจดสบน� าและจดตดต �งมเตอร

ผขออนญาต/ผแทน

2

โครงการชลประทาน

8 วน ทาการ

ข�นตอนท� 2 พจารณาใหความเหนเกยวกบการขอใชน� า - ตรวจสอบเอกสารหลกฐานคาขอใชนา แบบ ผย..33 และ ทร.1 - ตรวจสอบพ�นทและจดทาแผนทรปตดแสดงจดสบน� า/จดตดต �ง มเตอร - พจารณาใหความเหนการขอใชน� าดานวศวกรรม พรอมกาหนด เงอนไขประกอบการพจารณาอนญาตตามกฎ ระเบยบ ขอบงคบ และกฎหมายทเ กยวของ - รางหนงสอถงธนารกษ และผ ใชน� า (กรณผใชน� าบรเวณทราชพสด เ พอพจารณาเคาใชจายทจะเกดข�นจากการขอใชพ�นทเพอต � งโรงสบ วางทอหรอฝงทอสบน� า)

หวหนาโครงการ /เจาพนกงานผ ไดรบมอบหมาย

3

สานกชลประทาน

3 วน

ทาการ

ข�นตอนท� 3 การอนมตใหใชน� าจากทางน� าชลประทาน - พจารณาเงอนไขการอนญาต - ลงนามอนมตและหนงสอถงกรมธนารกษ/ลงนามไมอนมต -สงเรองใหโครงการช�แจงเงอนใขการอนญาต/ไมอนญาตใหผขอ อนญาตใชน� าทราบเพอจะไดลงนามหนงสออนญาต

ผอานวยการสานก /เจาพนกงานผได รบมอบหมาย

4 กรมธนารกษ หรอผวาราชการจงหวด

- พจารณาอนญาต/ไมอนญาตใหใชพ�นท - ผไดรบอนญาตเสยคาทดแทนการใชประโยชนในราชพสดแลว

กรมธนารกษ / ผว าราชการจงหวดในเขตพ�นทราชพสด

5

โครงการชลประทาน

2 วน

ทาการ

ข�นตอนท� 4 การออกหนงสออนญาตใหผขออนญาตใชน� า - จดทาหนงสอแจงผขออนญาตใหทราบวา ไมอนญาต /การอนญาต และใหมาลงนามหนงสออนญาต ณ โครงการ - หวหนาโครงการ ลงนามในฐานะเจาพนกงานผอนญาต - ตนฉบบโครงการ/ คฉบบใหผขออนญาต/ - สาเนาใหสานกชลประทาน/และกองการเงนและบญช

เจาพนกงานผ ไดรบมอบหมาย

6

ผขออนญาต

ข�นตอนท� 5 ลงนามหนงสออนญาต - ประสานงานกบกรมธนารกษ (กรณทราชพสด)/ ฝายปกครองทองท (กรณทสาธารณะประโยชน) - รบทราบเงอนไขและลงนามในหนงสออนญาต

ผขออนญาต/ผแทน

ฝายผลประโยชนและเงนกองทน - ตรวจสอบความถกตองสาเนาหนงสออนญาต

- จดทาฐานขอมลผใชน� า เพอ วเคราะห ตดตาม และประเมนผล - รายงานผลการดาเนนงานคณะกรรมการเ งนทนหมนเวยนฯ

ฝายผลประโยชนและเงนกองทน กองการเงนและบญช

รวม 13 วน ทาการ

5 ข�นตอน ไมรวมระยะเวลาทกรมธนารกษพจารณาใหใชพ�นท ไมรวมระยะเวลารบ - สงคนกรณเอกสารไมครบถวน

ตารางท 1-1 แสดงกระบวนงานการขออนญาตใช)นาในทางนาชลประทานทเรยกเกบค�าชลประทาน หมายเหต ในกรณทดนทไม�ใช�ทราชพสด ให)สานกชลประทานพจารณาและแจ)งให)ผ)ขออนญาตไปตดต�อประสานงานกบหน�วยงานทมหน)าทดแลทดนดงกล�าวตามกฎหมายในการขออนญาตเข)าใช)ประโยชน8ในทดนนนๆ ร�วมกบกรมชลประทาน

1-8


รปท 1-5 แบบฟอร8ม ผ.ย.33

1-9


กองกฎหมายและท�ดน ทร.1

กรมชลประทาน

คาขออนญาต

ผขออนญาต ( ราชการ,รฐวสาหกจ,บรษท,เอกชน ) …………..……….….……………..………………..

โดย ……………………………………………………………….. สานกงานต.งอยเลขท� …………..…….. หมท� …….………

ถนน …………..…………………..ตาบล/แขวง …………..………………….. อาเภอ/เขต…………………..…..…………....

จงหวด ……...……………………หมายเลขโทรศพท …….………………..………….. เพ�อขออนญาต ………….………..

…..……………………………………………………………………………………………………………………..……………….

………………………………………………………………………………………………………………………………………….

ไดแนบเอกสารหลกฐานประกอบการขออนญาต ดงน .

สาเนาบตรประชาชน , บตรประจาตวขาราชการ หรอสาเนาบตรพนกงานรฐวสาหกจ และสาเนาทะเบยนบาน ของผขออนญาต ( ลงนามรบรองสาเนา )

หนงสอมอบอานาจ ( กรณมอบอานาจ ) ตดอากรแสตมป 30 บาท พรอมสาเนาบตรประจาตวประชาชน และสาเนาทะเบยนบาน ของผมอบอานาจและของผรบมอบอานาจ ( ลงนามรบรองสาเนา )

สาเนาหนงสอรบรองการจดทะเบยนบรษท , หางหนสวน ( รบรองสาเนาโดยกรรมการบรษท ตามหนงสอ ของกรมพฒนาธรกจการคา กระทรวงพาณชย พรอมประทบตราบรษท )

แบบแปลนการกอสราง แผนผงบรเวณ และแผนท� ( ลงนามรบรองแบบ )

รายการคานวณและหนงสอรบรองของผประกอบวชาชพวศวกรรมควบคมท�ทาการคานวณ พรอมสาเนาใบอนญาตเปนผประกอบวชาชพวศวกรรมควบคม ( ลงนามรบรองสาเนา )

สาเนาโฉนดท�ด น ( ลงนามรบรองสาเนา )

จงเรยนมาเพ�อโปรดพจารณา

ขอแสดงความนบถอ

……………………………………………..

( …………………….…..………………….. )

รปท 1-6 แบบฟอร8ม ทร.1

1-10


1.1.4 นาทะเล

ในกรณทพนทข)างเคยงไม�มแหล�งนาจดทมคณภาพเพยงพอในการผลตนาประปา กปภ.กจาเป,นต)องพจารณานานาทะเลซงมค�าความเคมค�อนข)างสงมาใช)ในการผลตนาประปาแทนด)วยระบบผลตนาทเรยกว�า ระบบ RO (REVERSE OSMOSIS) ซงวธการนจะทาให)นาประปาทได)มคณภาพดยงขน แต�กจะทาให)ต)นทนการผลตสงเช�นกน อกทงอาจจะต)องมการทาประชาพจารณ8ในเรองของสงแวดล)อมทอาจมผลกระทบต�อชาวบ)านด)วย กปภ.สาขาทใช)นาทะเลในการผลตนาประปานน ได)แก� กปภ.สาขาเกาะสมย กปภ.ภเกต

รปท 1-7 แสดงแหล�งนาดบทได)มาจากเอกชน

1.2 ลกษณะทวไปของแหล�งนาดบ 1.2.1 การแบ�งประเภทของแหล�งนา 1.2.1.1 แบ�งตามลกษณะทางกายภาพ 1) แหล�งนาผวดน (Surface Water) แหล�งนาผวดน หมายถง ส�วนของนาฝนทตกลงส�พนดนแล)วไหลลงส�ทตาตามแม�นา ลาคลอง ทะเลสาบ อ�างเกบนา หนองและบง รวมทงนาทไหลล)นจากใต)ดนเข)ามาสมทบด)วย ดงจะเหนได)จาก ลาธารหรอลาห)วยทมนาไหลอย�ตลอดปb ไม�ว�าจะมฝนตกหรอไม� ปรมาณนาทไหลในลานาในระหว�างฤดแล)ง เป,นนาทสะสมไว)ไต)ดนและซมซบมาตลอดเวลาทฝนไม�ตก นาผวดนเป,นแหล�งนาทมการปนเปIdอนง�ายเช�น จากการทงขยะลงแหล�งนา และจากโรงงานอตสาหกรรมปล�อยนาเสย เป,นต)น ไหลลงส�แหล�งนา หรอตะกอนดนจากฝน หรอสารเคมทางการเกษตรทชะล)างลงแหล�งนา ทาให)แหล�งนาผวดนมคณภาพไม�ด การนานาผวดนมาผลตเป,นนาประปาต)องเพมค�าใช)จ�ายสงกว�านาบาดาล หรอบางแหล�งนาอาจไม�สามารถนามาใช)ประโยชน8ได)อก

1-11


2) แหล�งนาใต)ดน (Ground Water) แหล�งนาใต)ดน (นาบาดาล) เกดจากนาฝนทตกลงมาแล)วซมลงส�ใต)พนดนถกกกเกบอย�ในช�องว�างภายในชนดน ชนหน การไหลของนาบาดาลจะแผ�กระจายไปใต)พนดนทวทกพนทอย�างกว)างขวาง แตกต�างจากนาผวดน ทไหลไปได)ในเฉพาะส�วนทเป,นแม�นา ห)วย หนอง คลอง บง เท�านน นาบาดาลมความใส เพราะได)รบการกรองความสกปรกจากชนหน กรวด ทราย ตามธรรมชาต จงช�วยลดต)นทนการผลต เนองจากไม�ต)องกาจดความข�น แต�มกพบป<ญหาเรองสนมเหลก และโลหะหนกทปนมากบนาบาดาล ทาให)ต)องเสยค�าใช)จ�ายมากขนในการกาจดสารต�างๆ ดงกล�าวให)หมดไปในกระบวนการการผลต 1.2.1.2 แบ�งตามการกาเนด 1) แหล�งนาทเกดโดยธรรมชาต หมายถง แหล�งนาทเกดขนจากการกระทาของธรรมชาต นกอทกวทยา แบ�งออกเป,น นาผวดน นาใต)ดน และนาในอากาศ

•นาบนดนหรอนาผวดน เป,นแหล�งนาทมปรมาณมากทสดในโลก คอ มถง 99.3 % ของนาทงหมด ได)แก� นาในทะเล มหาสมทรและทะเลสาบ แม�นา ลาคลอง หนอง บง โดยทวไปนาบนดนมกไม�ค�อยสะอาด เนองจากมสารหลายชนดรวมตวอย�กบนา ซงอาจจะอย�ใน ลกษณะสารแขวนลอย ทาให)นามลกษณะข�น เป,นตะกอน

•นาใต)ดน เป,นแหล�งนาทอย�ใต)ผวดน มอย�ประมาณ 0.6 % ซงเกดจากนาบนผวดนไหล ซมผ�านชนดนลงไปกกเกบอย�ใต)ผนดน ส�วนนาในแหล�งนานมกจะใส เพราะสารแขวนลอย ต�างๆ จะถกชนดนและหนช�วยกรองเอาไว) คงเหลอแต�สารทละลายนาได) นาใต)ดน แบ�งออกเป,น - นาในดน เป,นนาทอย�ในช�องว�างของเมดดน รวมถงนาทอย�ใต)ผวดนเหนอชนหน ซงนาส�วนใหญ�ซมผ�านได)ยาก นาจะขงอย�รวมกนอย�ในบรเวณนน เราเรยกระดบนาตอนบนสดของนาในดนนว�า ระดบนาในดน ซงระดบนาดงกล�าวในพนทแต�ละแห�งจะไม�เท�ากนและไม�คงท ขนอย�กบปรมาณนาฝนและสภาพภมประเทศบรเวณนน - นาบาดาล เป,นนาใต)ดนทซมผ�านชนหนทมรพรนลงไปขงอย�ในช�องว�างของชนหน อย�ลกกว�านาในดน มความใสมากกว�านาในดน มอนทรย8สารเจอปนอย�บ)าง แต�มธาตต�างๆ ละลายปนอย�มาก ระดบบนสดของนาบาดาล เรยกว�า ระดบนาบาดาลซงจะเปลยนแปลงตามฤดกาลหรอตามปรมาณการเพมและการสญเสยนา การเปลยนแปลงระดบนาบาดาลจะเปลยนไปช)ากว�าระดบนาในดน 2) แหล�งนาทเกดจากการสร)างโดยมนษย8 หมายถง แหล�งนาทมนษย8สร)างขนเพอวตถประสงค8ต�างๆ เช�น อปโภคบรโภค เกษตรกรรม ผลตกระแสไฟฟNา ปNองกนอทกภย เป,นต)น ซงอาจแบ�งดงน

• บ�อนา เป,นแหล�งนาทมนษย8สร)างขน ซงแบ�งออกตามแหล�งนาใต)ดนทนามาใช) คอ - บ�อนาในดนหรอบ�อนาตน คอ บ�อนาทขดลงไปบรเวณแหล�งนาในดนซงขดลกกว�าระดบนาในดน มความลกของบ�อไม�มาก ในชนบทของประเทศไทยนยมขดบ�อนาแบบนไว)ใช)ประโยชน8

1-12


- บ�อนาบาดาล คอบ�อนาทขดลงไปบรเวณแหล�งนาบาดาล ซงต)องขดเจาะลงไปใต)ชนหนจนถงระดบนาบาดาล การขดบ�อนาบาดาลมวธการยากกว�าบ�อนาในดน กระทาได)โดยการสารวจด)วยเครองมอสารวจทางธรณวทยา เพอให)ทราบปรมาณของนา แล)วจงทาการขดเจาะขนมาใช)งาน - อ�างเกบนา คอ แอ�งนาทสร)างขนสาหรบเกบนาเพอบรโภคและใช)ประโยชน8ในการเกษตร โดยจะมขนาดแตกต�างกน เช�น อ�างเกบนาห)วยมะนาว อ.สนปHาตอง จ.เชยงใหม� ,อ�างเกบนาห)วยปHาแดง อ.เมอง จ.เพชรบร ,อ�างเกบนาเขาเต�า อ.หวหน จ.ประจวบครขนธ8 ,อ�างเกบนาบางพระ จ.ชลบร ,อ�างเกบนาแม�สก จ.พะเยา เป,นต)น - เขอน คอ สงก�อสร)างทสร)างขวางกนทางนา เพอใช)ในการเกบกกนา โดยเกบนาจากช�วงฤดนาหลากและปล�อยนาใช)ในการเกษตรกรรม อปโภคบรโภคในช�วงขาดแคลนนา เขอนยงคงใช)สาหรบปNองกนนาท�วมฉบพลนในฤดทนาไหลหลากอกทางหนง โดยเขอนจะทาหน)าทชะลอความเรวของนา ให)นาไหลผ�านได)เฉพาะตามปรมาณทเหมาะสม ในป<จจบนเขอนมหน)าทหลกอกด)านคอ การผลตกระแสไฟฟNา โดยพลงงานไฟฟNาส�วนหนงในประเทศไทยมาจากการป<jนไฟจากเขอน นอกจากนเขอนบางแห�งใช)เป,นสถานทท�องเทยวและกจกรรมนนทนาการต�างๆ เช�น การล�องเรอ หรอการตกปลา 1.2.1.3 การแบ�งแหล�งนาตามลกษณะการใช�งานของ กปภ. การแบ�งแหล�งนาตามลกษณะการใช)งานของ กปภ.ม 2 ประเภท ได)แก� แหล�งนาหลก คอ แหล�งนาทใช)เป,นวตถดบสาหรบผลตนาประปาในช�วงเวลาปกต เกอบตลอดทงปb แหล�งนาสารอง คอ แหล�งนาทใช)เป,นวตถดบสาหรบผลตนาประปาในช�วงเวลาวกฤตภยแล)ง ซงแหล�งนาหลกมปรมาณนาไม�เพยงพอผลตนาประปา การประปาส�วนภมภาคเป,นองค8กรผลตนาประปาเพอบรการประชาชนทวประเทศไทย โดยมแหล�งนาดบทใช)ผลตนาประปาหลายประเภท เช�น แม�นา ลานา บง บ�อนาบาดาล ฝายนาล)น ฯลฯ ดงแสดงใน รปท 1-3 ซงแต�ละการประปาส�วนภมภาคสาขากจะเลอกแหล�งนาดบทใช)ผลตนาประปาตามสภาพความเหมาะสมกบพนทของตน โดยสดส�วนประเภทแหล�งนาดบทใช)ผลตนาประปาของการประปาส�วนภมภาค แบ�งได)ตาม ตารางท 1-3

ตารางท 1-2 ตารางแสดงสดส�วนประเภทแหล�งนาดบทใช)ผลตนาประปาของการประปาส�วนภมภาค

ชนดแหล�งนา ปรมาณนาผลต (ล�าน ลบ.ม.)

คดเป<น %

1.นาผวดน ชลประทาน 423 28.2 แหล�งนาธรรมชาต 634 42.2 ซอนาเอกชน (นาดบและนาประปา) 412 27.5

2.นาบาดาล 27 1.8 3.นาทะเล (RO) 4 0.3

รวม 1,500 100 ข)อมล ณ ปb 2555

1-13


รปท 1-8 รปตวอย�างแหล�งนาดบทจะนามาผลตนาประปาของการประปาส�วนภมภาค

1-14


1.3 ระบบล�มนาในประเทศไทย ล�มนา หมายถง พนทบนผวโลกทรบนาฝนทตกลงมาแล)วไหลลงมารวมกนในแม�นา ลาธาร หรอแอ�งรบนาในพนทแล)วรวมกน ไหลออกมาทจดใดจดหนงของลาธารทกาหนดขนเพอเป,นจดตรวจวด (outlet) โดยมแนวขอบเขตพนท จากเส)นสนป<นนา หน�าทของระบบล�มนา (Watershed Function) หน)าทหรอการทางานตามหน)าทภายในระบบล�มนา หมายถงกระบวนการต�างๆ ของระบบการหมนเวยนของนาทเกดขนเป,นลาดบขนตอน ตงแต�นาฝนเข)าส�ระบบ จนกลายเป,นนาไหลในลาธารออกจากระบบของล�มนา โดยมพชพรรณทขนปกคลม เป,นกลไกสาคญในการปรงแต�งป<จจยผนแปรภายนอกหรอนาฝนให)เข)ากบป<จจย คงทภายในด)วยการส�งเสรมให)นาไหลซมลงไปในดน เรมต)นจากเรอนยอดของต)นไม)ทนอกจากจะสกดกน นาฝนบางส�วนให)ตดค)างบนเรอนยอด แล)ว ยงช�วยลดแรงปะทะและชะลอการ หยด/ไหลของนาฝน ให)หล�นลงส�พนดนในลกษณะทค�อยเป,นค�อยไปอกด)วย ซากพชทผวดน เป,นด�านทสองของต)นไม)ทช�วยลดแรงตกกระทบของเมดฝนและยดระยะเวลาในการไหลส�ของผวดนของนาฝน นอกจากนการสลายตวของซากพชจนกลายเป,นอนทรยวตถ และคลกเคล)ากบดน โดยจลนทรย8ในดนจะช�วยให)ดนผวมความพรน และนาฝนซมผ�านผวดน ลงมาได)มาก ระบบรากทหยงลกลงไปในชนดน จะช�วยส�งเสรมให)นาฝนซมลงไปในส�วนลกของชนดน ได)มากขน ทงสามส�วนของต)นไม)นเป,นตวการสาคญททาให)นาฝนทตกลงมาอย�างรนแรงและรวดเรวกลบกลายเป,นนาไหล อย�างค�อยเป,นค�อยไปในดนได) สาหรบกระบวนการทเกดขนหลงจากทนาฝนไหลผ�านผวดนลงไปในดนแล)ว มดงต�อไปน คอ นาฝนทซมลงไปในดน ส�วนหนงถกต)นไม)ดงไปใช)ทางราก ทเหลอจะเตมความชนให)กบดน ถ)าค�าความชนทเกดขนใหม�มค�ามากกว�า ความจสนาม หรอปรมาณนาทเมดดนถกยดเอาไว) นาในส�วนเกนจะไหลลงส�ดนชนล�าง กลายเป,นนาใต)ดน แต�ถ)านาทเตมลงมามอตราเรวมากกว�าการระบายลงส�ดนชนล�าง นาในส�วนเกนจะไหลตามด)านข)างใต)ผวดน ลงส�ลาธาร ในทานองเดยวกน ถ)านาทไหลเตมลงมามความเรวมากกว�า percolation และ inter-flow แล)วนาในส�วนเกนกจะเพมความชนให)กบดน มากขนเรอยๆ จนกระทงดนอมตว นาทเหลอจะเอ�อนองตามผวหน)าดนและไหลลงส�ลาธาร หรอทตาทางผวหน)าดนทนท เรยกว�านาไหลบ�าหน)าดน ดงนนนาไหลในลาธาร ซงถอว�าเป,น output ออกจากระบบล�มนา จงประกอบไปด)วย นาไหลบ�า หน)าผวดน นาไหลตามด)านข)างใต)ผว และนาใต)ดน นอกจากนยงมบางส�วนของนาฝนทตกลงส�ลาธารโดยตรง แต�เนองจากองค8ประกอบของนาไหล ในลาธารมความเรวในการไหลทแตกต�างกนไป โดยสามารถแสดงออกมา เป,นกราฟทแสดงความสมพนธ8ระหว�างอตราการไหล ของนาทเป,นองค8ประกอบต�างๆ ของนาไหลในลาธาร กบช�วงระยะเวลา ล�มนาหลกและการจดการกล�มล�มนา คณะกรรมการอทกวทยาแห�งชาต ได)แบ�งพนทประเทศไทยออกเป,นล�มนาสาคญ 25 ล�มนา และแบ�งออกเป,นล�มนาย�อย 254 ล�มนาย�อย มพนทล�มนารวมทงประเทศประมาณ 511,361 ตร.กม. (ยงไม�รวมพนทเกาะต�างๆ ยกเว)นเกาะภเกต) ดงตารางท 1.1-1

1-15


ตารางท 1-3 ล�มนาหลกและการจดการกล�มล�มนาในประเทศไทย

กล�มล�มนาหลก พนทล�มนารวม

(ตร.กม) ชอล�มนาหลก

(รหส) จานวนล�มนาสาขา

1. กล�มล�มนาสาขาแม�นาโขง 188,645 ล�มนาโขง (02) ล�มนากก (03) ล�มนาช (04) ล�มนามล (05) ล�มนาโตนเลสาบ (17)

95

2. กล�มล�มนาสาขาแม�นาสาละวน 17,918 ล�มนาสาละวน (01) 17 3. กล�มล�มนาเจ)าพระยา-ท�าจน 157,925 ล�มนาปqง (06)

ล�มนาวง (07) ล�มนายม (08) ล�มนาน�าน (09) ล�มนาสะแกกรง (11) ล�มนาปHาสก (12) ล�มนาเจ)าพระยา (10) ล�มนาท�าจน (13)

70

4. กล�มล�มนาแม�กลอง 30,836 ล�มนาแม�กลอง (14) 11 5. กล�มล�มนาบางปะกง 18,458 ล�มนาปราจนบร (15)

ล�มนาบางปะกง (16) 8

6. กล�มล�มนาชายฝ<jงทะเลอ�าวไทยตะวนออก

13,829 ล�มนาชายฝ<jงทะเลตะวนออก (18)

6

7. กล�มล�มนาชายฝ<jงทะเลอ�าวไทยตะวนตก

12,347 ล�มนาเพชรบร (19) ล�มนาชายฝ<jงทะเลประจวบครขนธ8 (20)

8

8. กล�มล�มนาภาคใต)ฝ<jงตะวนออก (ฝ<jงอ�าวไทย)

50,930 ล�มนาภาคใต)ฝ<jงตะวนออก (21) ล�มนาตาปb (22) ล�มนาทะเลสาบสงขลา (23) ล�มนาป<ตตาน (24)

26

9. กล�มล�มนาชายฝ<jงทะเลอ�าวไทยตะวนตก (ฝ<jงอนดามน)

20,473 ล�มนาภาคใต)ฝ<jงตะวนตก (25)

13

รวม 511,361 25 ล�มนาหลก 254

1-16


รปท 1-9 รปแสดงแผนท 25 ล�มนาในประเทศไทย

1-17


1.4 ระบบชกนาดบ ระบบนาดบเป,นส�วนหนงทสาคญในระบบการผลตนาประปา เนองจากเป,นการนานาดบซงถอว�าเป,นวตถดบในการผลตนาประปา ดงนนระบบนาดบจงเป,นระบบทสาคญอกส�วนหนง ส�วนประกอบทถอได)ว�าเป,นระบบนาดบ จะเรมต)นตงแต�รางชกนา เพอรบนาจากแหล�งนาดบ เข)าส�บรเวณหรอจดสบนา ซงจะอย�บรเวณใกล)โรงสบนาดบ หรอโรงสบนาแรงตา ซงด)านในโรงสบนาแรงตาจะมเครองสบนาเพอสบส�งนาดบเข)าระบบท�อนาดบ และส�งไปยงระบบผลตต�อไป สรปแล)วระบบนาดบจะประกอบไปด)วยส�วนต�างๆ ดงน 1.4.1 รางชกนาดบ รางชกนาดบ มส�วนประกอบทสาคญ 2 ส�วน ได)แก� ปากรางรบน าดบ (Intake) และ รางชกนาดบ 1) ปากรางรบนาดบ โดยปกตจะเป,นโครงสร)าง คสล. เป,นช�องรบนา มแผงตะแกรงกนเพอปNองกนขยะ ผกตบชวา เศษกงไม) เข)าส�รางชกนาดบ และมประตนาเปqดปqด (Sluice Gate) เพอควบคมการเข)าออกของนาดบ

รปท 1-10 แสดงปากรางรบนาดบ

2) ตวรางชกนาดบ เป,นโครงสร)าง คสล. มทงเป,นแบบรางเปqด (Open Channel) และท�อลอด (Box Culvert) เพอลาเลยงนาดบมายงบรเวณจดสบนา สาหรบแหล�งนาดบทมตะกอนทราย วศวกรอาจออกแบบเป,นบ�อดกทราย (Grit Chamber) เพอทาให)นาทไหลไปยงจดสบนามปรมาณทรายน)อยลง ลดป<ญหาตะกอนทรายในระบบผลตและลดการกดกร�อนของใบพดในเครองสบนา

1-18


รปท 1-11 แสดงตวรางชกนาดบ

1.4.2 โรงสบนาแรงตา เป,นอาคาร หรอสงก�อสร)างเพอใช)สาหรบดาเนนการสบนาดบส�งเข)าไปยงระบบผลต ภายในอาคารประกอบด)วยเครองสบนา เครน ระบบไฟฟNา ระบบท�อส�งนา และอปกรณ8ประกอบ

1) การเลอกตาแหน�งโรงสบนาแรงตา การพจารณาเลอกตาแหน�งโรงสบนาแรงตา

- ควรเป,นบรเวณทไม�เกดการกดเซาะของตลง หรอไม�เกดการทบถมของตะกอน - การเลอกแหล�งนาทเป,นแม�นาควรเลอกบรเวณทางนาตรง หรอโค)งด)านนอกของแม�นาทพ)น

ระยะของการกดเซาะของตลง - ไม�ควรเลอกบรเวณโค)งด)านในของแม�นา เพราะจะทาให)เกดการทบถมของตะกอนได) - บรเวณทควรหลกเลยงคอ บรเวณตอม�อสะพาน เนองจากมโอกาสทจะเกดการทบถมของ

ตะกอนได) - ต)องสอดคล)องกบตาแหน�งทตงโรงสบนาดบ ท�อทางดด และการเปลยนแปลงของระดบนา - พจารณาการเข)าถง ถนน ระบบไฟฟNาแรงสง ความปลอดภยของทรพย8สนร�วม

2) ประเภทของโรงสบนาแรงตาของ กปภ. ป<จจบน กปภ. มการใช)โรงสบนาแรงตาหลายรปแบบ เพอให)เหมาะสมกบสภาพพนทของแหล�งนาดบต�างๆ ซงมความหลากหลายแตกต�างกน โดยทวไป กปภ. มรปแบบโรงสบนาแรงตา ดงน

•••• โรงสบนาแรงตา แบบบนดน เป,นอาคารโรงสบนาบนตลง โดยระดบเครองสบนาจะอย�สงกว�าระดบนา เหมาะกบแหล�งนาท

มระดบนาเปลยนแปลงไม�เกน 6 เมตร

1-19


รปท 1-12 แสดงโรงสบนาแรงตาบนดน ข�อด - ก�อสร)างอาคารทาได)ง�าย - การบารงรกษาเครองสบนา อาคาร และอปกรณ8อนๆ ทาได)สะดวก - มราคาค�าก�อสร)างถกกว�ารปแบบอนๆ ข�อเสย - ไม�เหมาะกบแหล�งนาทมระดบนาเปลยนแปลงมากกว�า 6 เมตร - ไม�เหมาะกบเครองสบนาขนาดใหญ� เนองจากก�อนการทางานของเครองสบนาจะต)องเตมนา

เข)าท�อทางดดก�อน

1-20


•••• โรงสบนาแรงตา แบบบ�อแห�ง เป,นอาคารโรงสบนาบนตลง ตวอาคารจะมบางส�วนอย�ใต)ระดบดน เพอให)สามารถสบนาได)ในช�วงทระดบนาเปลยนแปลงเกนกว�า 6 เมตร

รปท 1-13 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบบ�อแห)ง ข�อด

- การบารงรกษาเครองสบนา อาคารและอปกรณ8อนๆ ทาได)สะดวก - สามารถสบนาได)ในช�วงทระดบนาเปลยนแปลงเกนกว�า 6 เมตร - ใช)งานได)ดทงกบเครองสบนาขนาดเลก และขนาดใหญ�

ข�อเสย - ก�อสร)างอาคารได)ไม�ง�ายนก เนองจากจะต)องก�อสร)างในระดบทตากว�าระดบดน - มราคาแพงกว�าโรงสบนาแรงตาแบบบนดน - สบนาได)ในระดบทลกเกนไป อาจทาให)คณภาพนาดบทไม�เหมาะสม

•••• โรงสบนาแรงตา แบบเทอรQไบนQ เป,นอาคารโรงสบนาทตงอย�ในลานา หรออ�างเกบนา ใช)สาหรบเครองสบนาแบบเทอร8ไบน8 (TURBINE PUMP) เหมาะกบแหล�งนาทมการเปลยนแปลงระดบนามาก

รปท 1-14 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบเทอร8ไบน8 (กปภ.สาขาสรนทร8)

1-21


รปท 1-15 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบเทอร8ไบน8 (กปภ.สาขาอบลราชธาน) ข�อด

- สามารถสบนาได)ดสาหรบแหล�งนาทมการเปลยนแปลงระดบนาอย�างรวดเรว - เหมาะกบสภาพพนททระดบตลงและระดบนาแตกต�างกนมาก

ข�อเสย - ก�อสร)างยาก และมราคาแพง

- การเข)าบารงรกษาเครองสบนา อาคารและอปกรณ8อนๆ ทาได)ยาก - จาเป,นต)องมสะพานทางเดนเชอมระหว�างตลงและอาคาร - บางแห�งอาจต)องมรอกนซง

•••• โรงสบนาแรงตา แบบรางเลอน เป,นอาคารโรงสบนาตงอย�รมนา มโครงสร)างทประกอบด)วยตวอาคารและรางเลอน ซงแท�นเครองสบนาจะวางบนรางเลอนและสามารถขยบขนลงได)ตามระดบนา

รปท 1-16 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบรางเลอน (กปภ.สาขาสตก น.พทไธสง)

1-22


ข�อด - ได)นาดบทมคณภาพด เนองจากสบนาในระดบผวนา - เหมาะกบสภาพพนททระดบตลงและระดบนาแตกต�างกนมาก

ข�อเสย - มราคาค�าก�อสร)างแพง ก�อสร)างยาก - ไม�เหมาะกบแหล�งนาทมการเปลยนแปลงระดบนาอย�างรวดเรว

•••• โรงสบนาแรงตา แบบแพลอย ประกอบด)วยท�น และตวอาคาร ยดด)วยสลงและเสาตอม�อ หรอมสมอถ�วง สาหรบตวท�อส�งนาระหว�างแพและตลงจะเป,นท�ออ�อน เพอให)สามารถขยบตวได)ตามแพ

รปท 1-17 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบแพลอย

รปท 1-18 แสดงโรงสบนาแรงตา แบบแพลอย (กปภ.สาขาปากนาประแสร8)

ข�อด - ได)นาดบทมคณภาพด เนองจากสบนาในระดบผวนา - การบารงรกษาเครองสบนา อาคารและอปกรณ8อนๆ ทาได)สะดวก

1-23


ข�อเสย - ไม�เหมาะกบแหล�งนาทมการเปลยนแปลงระดบนาอย�างรวดเรว หรอการไหลอย�างเรว - การเข)าบารงรกษาเครองสบนา อาคารและอปกรณ8อนๆ ทาได)ยาก - ต)องหมนตรวจสอบ และบารงรกษาตวท�นบ�อยกว�ารปแบบอน - การตดตงระบบไฟฟNามความย�งยาก

•••• โรงสบนาบ�อบาดาล บ�อบาดาลโดยทวไปแล)วสามารถแบ�งตามลกษณะการเจาะบ�อนาบาดาลในชนหนร�วนและชน

หนแขงออกเป,น 3 แบบ ดงน - การเจาะนาบาดาลในชนหนร�วนแบบกรกรวด (Artificial Gravel Pack) เป,นรปแบบทเจาะ

และใส�ท�อแล)วต)องทาการกรกรวดด)วยชนดและขนาดทเหมาะสมรอบท�อ กรองนาเพอเป,นการเพมประสทธภาพการไหลซมผ�านของนาบาดาลและปNองกนผนงบ�อพง

1-24


- การเจาะนาบาดาลในชนหนร�วนแบบไม�กรกรวด ( Natural Gravel Pack) เป,นการใช) กรวดในชนหนอ)มนาทมขนาดโตกว�าช�องรเปqดนาเข)าบ�อทาหน)าทห)มโดยรอบท�อกรองนาซงจะมวธการในทางเทคนคในการขจดเมดทรายหรอกรวดขนาดเลกเพอเหลอแต�กรวดขนาดใหญ�คงอย�รองท�อกรองนา

- การเจาะบ�อในชนหนแขงแบบบ�อเปqด (Open Hole) เป,นการเจาะบ�อในชนหนแขง โดยไม�จาเป,นต)องลงท�อกรและท�อกรองนาในช�วงชนให)นาหรออาจจะลงท�อ เพอปNองกนผนงบ�อพง กรณทชนหนให)นาอาจไม�แขงแรงพอหรอมการเลอนตวของชนหน ทงนขนอย�กบชนดและโครงสร)างของชนหน ส�วนด)านตวอาคารเหนอบ�อบาดาลท กปภ.ใช)นนจะมลกษณะเป,นรางรองรบตวอาคาร และสามารถเลอนได)ตามรางเพอให)สามารถบารงรกษาอปกรณ8ในบ�อบาดาลได)

1-25


รปท 1-19 แสดงโรงสบนาบ�อบาดาล (กปภ.สาขาสพรรณบร)

•••• บ�อสบนา สาหรบเครองสบนาแบบ SUBMERSIBLE PUMP

รปท 1-20 แสดงบ�อสบนา (กปภ.สาขาแพร�)

ข�อด - ใช)กบแหล�งนาทมการเปลยนแปลงระดบนามาก และเปลยนแปลงอย�างรวดเรว - สามารถชกนาเข)าบ�อสบได) ทาให)ไม�มป<ญหาเรองขยะ และท�อนไม)

ข�อเสย - ไม�เหมาะทจะใช)อตราการสบในปรมาณมาก - การก�อสร)างยาก และมราคาค�าก�อสร)างแพง

1-26


1.5 กฎหมายและหน�วยงานทเกยวข�องกบการบรหารจดการแหล�งนา กรมชลประทาน พรบ.การชลประทานหลวง กรมเจ�าท�า

พรบ.การเดนเรอในน�านนาไทย

กรมทรพยากรนา

พรบ.ทรพยากรนา

การไฟฟ]าฝ_ายผลตแห�งประเทศไทย

พรบ.การไฟฟ]าฝ_ายผลตแห�งประเทศไทย 2511

กรมทรพยากรนา

พรบ.นาบาดาล 2520

องคQกรปกครองส�วนท�องถน,องคQกรผ�ใช�นา

ระเบยบสานกนายกรฐมนตร ว�าด�วยการบรหารทรพยากรนาแห�งชาต (ฉบบท ๒) พ.ศ.๒๕๕๐

1.6 การวางแผนจดหาแหล�งนาดบของ กปภ. นาผวดน (Surface Water) ได)แก� แม�นา อ�างเกบนา คลองชลประทาน สระพกนาและนาทะเล โดยทวไปเกณฑ8ในการเลอกแหล�งนาดบทเหมาะสม ได)แก� - มปรมาณนาต)นทนเพยงพอสาหรบการผลตนาประปา โดยไม�ก�อให)เกดผลกระทบต�อความต)องการใช)นาเพอการใช)สอยด)านอนๆ แต�ทงน ในกรณทปรมาณนาต)นทนไม�เพยงพอ อาจจะพจารณาถงการสร)างสระพกนาดบ หรอ การพจารณาแนวทางเลอกอนทมต)นทนนาดบทถกกว�า - เป,นแหล�งนาทมโอกาสน)อยทจะปนเปIdอนมลพษต�างๆ เช�น นาเสยจากชมชน โรงแรม หรอโรงงานอตสาหกรรม เป,นต)น - คณภาพนาดบต)องมความเหมาะสมสามารถนามาผลตนาประปาได)นอกจากคณภาพนาดบควรจะมความแปรเปลยนน)อย เพอลดความย�งยากซบซ)อนในการออกแบบ และควบคมกระบวนการผลตนาประปา - เป,นแหล�งนาดบทสามารถนามาผลตเป,นนาประปาได)โดยใช)ต)นทนการผลตตา มปรมาณทพอเพยง และใช)กระบวนการผลตไม�ซบซ)อน

1-27


หลงจากทพจารณาเกณฑ8ในการจดหาแหล�งนาดบทเหมาะสมแล)ว กจะพจารณาก�อสร)างโรงสบนาแรงตาว�าควรจะเป,นลกษณะอย�างไร และจะใช)ท�อนาดบอย�างไร ต�อไป ตามรายละเอยดทได)กล�าวใน เรอง ระบบนาดบ สาหรบพนททขาดแคลนแหล�งนาดบหรอคาดว�าแหล�งนาดบจะไม�เพยงพอในอนาคตควรจะต)องมการดาเนนการ ดงน - ประเมนความต)องการใช)นาดบในระยะสนและระยะยาว 20-30 ปb - ประเมนศกยภาพแหล�งนาทงด)านปรมาณและคณภาพนาดบในป<จจบนว�าเหมาะสมและมปรมาณเพยงพอหรอไม� - ศกษาศกยภาพแหล�งนาในบรเวณใกล)เคยงในพนท ทงแหล�งนาผวดนและแหล�งนาใต)ดน หรอแหล�งนาอน - ในบางครงอาจจะต)องจ)างบรษททปรกษา เพอจดทาแผนแม�บทพฒนาแหล�งนา ทงระดบล�มนาและระดบสาขา เพอเป,นข)อมลในการวางแผนในระยะยาว - จดทาแผนงานพฒนาแหล�งนาในแต�ละพนทให)สอดคล)องกบข)อเทจจรง - ศกษาการจดหาแหล�งนาโดยการจดซอนาจากเอกชน RO (Reverse Osmosis) ในกรณทไม�มแหล�งนาผวดนในพนท

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

2-1


บทท 2 ระบบผลตนาประปา

กระบวนการปรบปรงคณภาพนา จะขนอย�กบคณภาพของนาทจะใช.เป0นนาดบในการผลตนาประปา โดยทกระบวนการปรบปรงคณภาพนาจากแหล�งนาผวดนกจะแตกต�างจากนาใต.ดน การเลอกขบวนการใดในการผลตนาประปา ขนอย�กบคณภาพนาดบ ดงตาราง

ตารางท 2-1 การเลอกวธในการผลตนาประปา

ลาดบ คณภาพนาดบ กระบวนการในการผลตนาประปา

1 ส และความข�น 1) โคแอกกเลชน + การกรอง และถ�านกมมนต9 2) เตมคลอรน ร�วมกบโคแอกกเลชน + การกรอง

2 กลน และรส 1) การดดซบด.วยถ�านกมมนต9 2) โคแอกกเลชน + การกรอง 3) การเตมคลอรน หรอ โอโซน 4) เตมอากาศ

3 ความกระด.าง (Hardness) ได.แก� แคลเซยมและแมกนเซยม

1) การใช.สารเคมทาปฎกรยาเพอให.ตกผลก (Precipitation) โดยใช. ปนขาว และโซดาแอช

2) Ion exchange 4 เหลก และแมงกานส 1) Chemical Oxidation และ การใช.สารเคมทาปฎกรยาเพอให.ตกผลก

(Precipitation) 5 โซเดยม โปแทสเซยม คลอไรด9 และไนเตรท Desalination 6 pH การปรบสภาพอลคาไล (Alkaline) 7 แอมโมเนย 1) การเตมคลอรน 8 ไฮโดรเจนซลไฟต9 1) การเตมอากาศในสภาวะทเป0นกรด

2) การเตมคลอรน หรอ โอโซน 3) การใช. ferrous salts ทาปฎกรยาเพอให.ตกผลก

9 คาร9บอนไดออกไซด9 1) การเตมอากาศ(Aeration) 2) การปรบสภาพอลคาไล (Alkaline Treatment)

10 ฟลออไรด9 1) การดดซบด.วยถ�านกมมนต9 2) Desalination

11 แบคทเรย 1) ฆ�าเชอด.วยคลอรน หรอโอโซน 2) โคแอกกเลชน + การกรอง +การฆ�าเชอ

2-2


ตารางท 2-1 การเลอกวธในการผลตนาประปา (ต�อ)

ลาดบ คณภาพนาดบ กระบวนการในการผลตนาประปา

12 สารอนทรย9บางชนดทมปรมาณน.อย (Traces organics)* เช�น ฟcนอลและผงซกฟอก ฯลฯ

1) การดดซบในช�วงการรวมตะกอน (Adsorption during flocculation) 2) การดดซบด.วยถ�านกมมนต9 3) โอโซน

13 สาหร�าย และแพลงตอน 1) วธทางเคม (เตมสารคอปเปอร9ซลเฟต, คลอรน, คอปเปอร9คลอไรด9) 2) ไมโครสเตรนเนอร9 3) Double Filtration 4) โคแอกกเลชน

14 สารเคมกาจดศตรพช (Pesticides) 1) ถ�านกมมนต9

15 การกาจดโลหะหนก - ตะกว (Pb)

1) โคแอกกเลชน + การกรอง 2) การแลกเปลยนประจ 3) การทา adsorption (การดดซบ) 4) การตกผลกทางเคม 5) การออกซเดชน-รดกชน 6) Reverse Osmosis (RO)

- ปรอท (Hg)

1) โคแอกกเลชน + การกรอง 2) การทา Softening (ในกรณทนามปรอท ≥ 10 µg/L)

- สารหน (As) 1) โคแอกกเลชน + การตกตะกอน 2) กระบวนการออกซเดชน 3) การทา adsorption (การดดซบ)

- ซลเนยม (Se) 1) โคแอกกเลชน + การกรอง 2) การแลกเปลยนประจ

- โครเมยม (Cr) 1) โคแอกกเลชน + การกรอง

- ไซยาไนด9 (CN) 1) การเตมคลอรนปรมาณสง

- แคดเมยม (Cd) 1) โคแอกกเลชน + การกรอง 2) การทา Softening

- แบเรยม (Ba) 1) การแลกเปลยนประจ 2) การทา Softening

หมายเหต * สารอนทรย9บางชนดทมปรมาณน.อย (Traces Organics) คอสารอนทรย9ททาให.เกดกลนและสในแหล�งนาได.แก� ฟcนอล

2-3


2.1 ประเภทการผลตนาประปา

การประปาแต�ละแห�งใช.แหล�งนาทมลกษณะสมบตแตกต�างกนไป กรรมวธการผลตจงขนอย�กบลกษณะของนาดบ แต�พอจาแนกประเภทการผลตได. ซงเรยงลาดบจากระบบง�ายไปหายาก

2.1.1 ระบบประปาบาดาล ถ.าสามารถหาแหล�งนาบาดาลซงมปรมาณเพยงพอ และคณภาพของนาดเทยบเท�ามาตรฐานนาดมทกาหนดไว. การเลอกใช.บ�อบาดาลเป0นแหล�งนาทาประปาจดว�าสมควรทสด เพราะไม�ต.องใช.กรรมวธกาจดสงปะปนใดๆ อาจใช.เครองสบนาเทอร9ไบน9เพยงเครองเดยวสบโดยตรงจากบ�อบาดาลไปส�ถงเกบเพอจ�ายนาบรการต�อไป แต�ถงแม.นาบาดาลทวไปจะปราศจากเชอโรคกยงแนะนาให.ใช.คลอรนประกอบ โดยใช.เครองจ�ายคลอรนเข.าส�เส.นท�อก�อนขนถงเกบนา เพอให.คลอรนมเวลาทาปฏกรยา(Contact Time) กบสงเจอปนในนา คลอรนคงเหลอในเส.นท�อจะช�วยฆ�าเชอโรคทอาจตกค.างอย�ภายในท�อประปา

รปท 2-1 ระบบประปานาบาดาล

2.1.2 ระบบประปาบาดาลแบบเตมอากาศ บ�อบาดาลบางแห�งจะมนาบาดาลทอย�ในสภาพไร.ออกซเจน (Anaerobic) ทาให.มเหลก แมงกานส คาร9บอนไดออกไซด9 หรอไฮโดรเจนซลไฟด9 ละลายปนอย�ในนา การกาจดสงสกปรกเหล�านกระทาได.โดยวธเตมอากาศ (Aeration) กuาซทละลายปนในนาดบจะระเหยออกไป ส�วนเหลก และแมงกานสจะทาปฏกรยากบออกซเจนเกดเป0นออกไซด9 และตกตะกอนเป0นสารแขวนลอย ดงนนการประปาบางแห�งจะมถงตะกอนไว.กกตะกอน แต�บางแห�งกผ�านนาทเตมอากาศแล.วเข.าส�ถงกรองโดยตรง

รปท 2-2 ระบบประปาแบบเตมอากาศ

ค�มอกระบวนการหลก กระบวนการผลตนาประปา พ

2.1.3 ระบบประปานาผวดน การประปาชมชนขนาดใหญ� ส�วนมากจะอาศยแหล�งนาจากแม�นา เนองจากมปรมาณมากเพยงพอผวดนประเภทนมกมความข�นสง ดงนน กรรมวธการผลตจงต.องอาศยสารช�วยทาให.ตกตะกอนเรวขน เช�น สารส.ม สารพอลอะลมเนยมคลอไรด9 (PACกรองแบบทรายกรองเรว เรยกว�าระบบผลตนาประปาแบบ กปภ. ส�วนใหญ�จะใช.วธน

รปท 2.1.4 ระบบประปาแก%นากระด%าง รป (ก) กระบวนการนใช.วธแลกเปลยนประจไฟฟwา โดยใช.สารซงสามารถจบประจทเป0นความกระด.างไว. สารนมชอเรยกหลายอย�าง เช�น Zeolite, Ion รป (ข) กระบวนการใช.ปนขาว และโซดาแอช แก.ความกระด.าง ขบวนการจะมความกระด.างเหลออย�บ.าง

(ก)

รปท 2

ค�มอกระบวนการหลก กระบวนการผลตนาประปา พ.ศ.2558

ระบบประปานาผวดน แบบ Conventional การประปาชมชนขนาดใหญ� ส�วนมากจะอาศยแหล�งนาจากแม�นา เนองจากมปรมาณมากเพยงพอ

มความข�นสง ดงนน กรรมวธการผลตจงต.องอาศยสารช�วยทาให.ตกตะกอนเรวขน เช�น สารส.ม (PACl) ฯลฯ กรรมวธตงแต�การผสมสารส.ม เกดตะกอน ตกตะกอน จนกระทง

เรยกว�าระบบผลตนาประปาแบบ Conventional ซงวธการ

รปท 2-3 ระบบประปานาผวดน แบบ Conventional

ระบบประปาแก%นากระด%าง ช.วธแลกเปลยนประจไฟฟwา โดยใช.สารซงสามารถจบประจทเป0นความกระด.างไว. Zeolite, Ion-exchange, Resin

กระบวนการใช.ปนขาว และโซดาแอช แก.ความกระด.าง (Lime – Soda Ash Process) ย�บ.าง

(ข)

-4 แหล�งนาทมความกระด.างสง (มกเป0นบ�อบาดาล)

2-4

การประปาส�วนภมภาค

การประปาชมชนขนาดใหญ� ส�วนมากจะอาศยแหล�งนาจากแม�นา เนองจากมปรมาณมากเพยงพอแต�นามความข�นสง ดงนน กรรมวธการผลตจงต.องอาศยสารช�วยทาให.ตกตะกอนเรวขน เช�น สารส.ม

กรรมวธตงแต�การผสมสารส.ม เกดตะกอน ตกตะกอน จนกระทงการซงวธการปรบปรงคณภาพนาของ

ช.วธแลกเปลยนประจไฟฟwา โดยใช.สารซงสามารถจบประจทเป0นความกระด.างไว.

Soda Ash Process) นาทผ�าน

2-5


2.2 ขนตอนการผลตนาประปาแบบ Conventional

2.2.1 การกวนเรว หรอการสร%างตะกอน (Coagulation)

เป0นกระบวนการสร.างแกนตะกอน ซงจะทาให.อนภาคความข�นทอย�ในนา เสยเสถยรภาพ และจบตวเกดเป0นเมดตะกอน การสร.างแกนตะกอนทาได.โดยการเตมสารเคม เช�น สารส.ม ลงไปในนา และผสมกบอย�างทวถง และรวดเรว สารส.มจะเกดปฏกรยาเคมในนา และเกดกลไกการทาลายเสถยรภาพคอลลอยด9ขน กระบวนการต�างๆ จะเกดขนในถงกวนเรว (Rapid Mixing Tank) ซงมหลายแบบดงน

2.2.1.1 ถงกวนเรวแบบชลศาสตร; (Hydraulic Rapid Mixer)

การกวนเรวแบบชลศาสตร9เป0นการใช.พลงงานในการกวนนา โดยอาศยแรงโน.มถ�วงของโลก เป0นพลงงานจากการไหลของนาทมอย�ให.เกดประโยชน9สาหรบการกวนนา โดยไม�ต.องเพมพลงงานจากภายนอกเข.าไปอก เช�น การบงคบการไหลของนาให.เกดนากระโดด (Hydraulic Jump) ด.วย Parshall Flume หรอการให.นาไหลข.ามฝาย ดงรปท 2-5 (ก) นอกจากนอาจใช.วธการฉดนาให.เป0นลาพ�ง (Hydraulic Jet) วธนสามารถเพมระดบความป��นป�วนของนาได. โดยการตดตงแผงกนลงไปด.วย ดงรปท 2-5 (ข)

การกวนนาแบบชลศาสตร9มข.อด คอ สามารถตดตงในเส.นทางการไหลของนาทไหลเข.าส�ระบบปรบปรงคณภาพนาได.โดยตรง ไม�ต.องใช.เครองกลใดๆ ค�าดาเนนการ และบารงรกษาตา ข.อพงพจารณา คอ ประสทธภาพในการกวนนาอาจไม�สงนก มความยดหย�นตา เมอมการเปลยนแปลงอตราการไหล และต.องกาหนดจดเตมสารเคมทเหมาะสมเพอให.เกดประสทธภาพสงสด

รปท 2-5 วธการกวนเรวแบบชลศาสตร9ด.วยนากระโดดโดยใช.

(ก) การไหลผ�าน Parshall Flume (ข) การไหลผ�านฝาย

2.2.1.2 ถงกวนเรวแบบเครองกล (Mechanical Rapid Mixer)

การกวนเรวโดยใช.ใบพดจะทาให.เกดการผสม และความป��นป�วนในนา พร.อมทงทาให.เกดการไหล ใบพดทนยมใช. ได.แก� ใบพดแบน หรอใบพาย (Paddles) ใบพดแบบเทอร9ไบน9 (Turbines) ใบพดเรอ

2-6


(Propellers) ดงแสดงในรป ลกษณะทวไปของถงกวนเรวแสดงในรปประกอบด.วย ทางนาเข.า จดเตมสารเคม แผงกนเพอกนการไหลลดทาง ใบพดและมอเตอร9ต.นกาลง ทางนาออก และจดระบายนาทงออกจากก.นถง ข.อแนะนาในการออกแบบถงกวนเรวแบบใช.ใบพด คอ การใช.ถงเหลยมจตรสจะดกว�าถงกลม การตดตงแผ�นครบ (Stator Baffle) ภายในถงจะช�วยเพมประสทธภาพในการกวนนาได. ใบพดแบน หรอใบพายจะให.ผลดกว�าใบพดแบบอน และการเตมสารเคมบรเวณใบพดจะให.ผลดทสดในการกระจายสารเคมอย�างรวดเรวและทวถง

รปท 2-6 รปแบบของใบพดทใช.ในถงกวนเรว

รปท 2-7 ลกษณะทวไปของถงกวนเรวแบบเครองกล และการตดตงใบพดในถง

ถงกวนเรวแบบเครองกลมข.อด คอ มประสทธภาพสง ถงมขนาดเลก ค�าก�อสร.างตา มค�าเฮดสญเสย (Headloss) ตา มความยดหย�นในการใช.งานสง เหมาะกบกรณทมการเปลยนแปลงอตราการไหลของนามาก อย�างไรกตาม ควรพจารณาถงค�าใช.จ�ายในการบารงรกษาค�าพลงงานไฟฟwา และอาจมป�ญหาการไหลลดทางของนาได.

2.2.1.3 กวนเรวในเส%นทFอ (In Line Static Mixer)

เครองกวนเรวในเส.นท�อ เป0นเครองกวนทมลกษณะพเศษ คอ ไม�ต.องการพลงงานจากภายนอกในการกวนนาเลย เนองจากไม�มชนส�วนใดของอปกรณ9ทเคลอนไหว เป0นเพยงการใส�แผ�นครบเข.าไปในเส.นท�อเพอให.นาทไหลผ�านเกดการป��นป�วน และผสมนากบสารเคมเข.าด.วยกน ตวอย�างของเครองกวนชนดน ได.แก� แบบทเป0นครบเกลยวภายในท�อ (รปท 2-8) และแบบ Wafer Type ข.อดของเครองกวนแบบนคอ ขนาดกะทดรด ใช.พนทน.อยมาก ตดตงได.สะดวกโดยใช.หน.าแปลน และมประสทธภาพในการกวนนาสง

2-7


รปท 2-8 เครองกวนเรวในเส.นท�อแบบครบเกลยวภายในท�อ

2.2.1.4 เครองกวนเรวแบบ Mixer Cone

เครองกวนเรวแบบนมลกษณะพเศษคอ ไม�ต.องการพลงงานจากภายนอกในการกวนผสม เนองจากการตดตงแผ�นกรวย (Mixer Cone) อย�เหนอช�องเป�ด นาดบจะไหลจากด.านล�างผ�านช�องเป�ดขนมาด.านบน กระแทกกบแผ�นกรวย ทาให.เกดการป��นป�วน ผสมนากบสารเคมเข.าด.วยกน ซงแผ�นกรวยนสามารถปรบระดบขน – ลง เพอปรบระยะห�างระหว�างช�องเป�ด และแผ�นกรวยได. ซงมกจะตดตงอย�ภายในบ�อผสมเรวและแบ�งนา

รปท 2-9 Mixer Cone

การควบคมระบบผลตจาเป0นต.องมการทดลองเพอหาปรมาณการใช.สารเคมทเหมาะสมซงเรยกว�าการทาจาร9เทสท9 (Jar Test) สาหรบระบบผลตแต�ละแห�งจะมความแตกต�างกนทงรปแบบ และค�าทใช.ในการออกแบบระบบการกวนเรวบางแห�งจะใช.เป0นเครองกล หรอเครองกวนเรวในเส.นท�อ หรอแบบ Mixer Cone ซงจะทาให.มผลต�อการทดลองทาจาร9เทสท9 วธการคานวณหาความเรวรอบของเครองจาร9เทสท9ทได.จากการไปวดค�าต�างๆ จากระบบผลตจรงดงแสดงในภาคผนวก ค

2.2.2 การกวนช%า หรอการรวมตะกอน (Flocculation)

การรวมตะกอนเป0นการทาให.อนภาคคอลลอยด9ทถกทาลายเสถยรภาพแล.ว มโอกาสสมผสกนมากขน และเกดการรวมตวเป0นอนภาคทมขนาดใหญ�ขน เพอให.ตะกอนมนาหนกมากพอทจะตกตะกอนออกจากนาด.วยแรงโน.มถ�วงของโลก กระบวนการนจะเกดขนในถงกวนช.า (Slow Mixing Tank) การออกแบบต.องให.เกดการกวนนาอย�างน�มนวล และนานพอ โดยควบคมความเรวนาให.พอเหมาะ ไม�ตาเกนไปจนเกดการตกตะกอนภายในถงกวนช.า และไม�เรวเกนไป จะทาให.ตะกอนแตกออกจากกน

2-8


2.2.2.1 ถงกวนช%าแบบใช%แผงกน (Baffle Channel Flocculator)

การกวนนาช.าๆ อย�างน�มนวลเพอให.เมดตะกอนสมผสกบคอลลอยด9 และอนภาคของสารปนเป��อนในนา สามารถทาได.โดยการบงคบให.นาไหลวกวน และคดเคยวไปมาด.วยแผงกนนา (Baffle) การกวนนาเกดขนเมอนาถกบงคบให.ไหลกลบทศทางอ.อมผ�านปลายแผงกน และไหลไปตามช�องทางการไหลทกาหนด ถงกวนช.าแบบใช.แผงกนแบ�งเป0น 2 ลกษณะตามทศทางของการไหล คอ การไหลในทศทางตามแนวราบ (Horizontal Flow Baffled Channel Flocculator) และการไหลในแนวดง (Vertical Flow Baffled Channel Flocculator) ดงรปท 2-10, 2-11, 2-12 และ 2-13

ถงกวนช.าแบบใช.แผงกนทใช.งานกนทวไป จะเป0นแบบทมทศทางการไหลในแนวราบมากกว�าแบบทมทศทางการไหลในแนวดง เนองจากมความสะดวกในการดแลรกษา สามารถทาความสะอาดได.ง�าย และสามารถปรบเปลยนการทางานด.วยการเพม หรอลดแผงกนนาในถงได.ง�าย ส�วนถงกวนช.าแบบใช.แผงกนทมทศทางการไหลในแนวดง มข.อด คอ ต.องการพนทใช.งานน.อยกว�า เนองจากสามารถออกแบบให.ถงมความลกได.มากกว�า โดยอาจมความลกได.ถง 3 เมตร อย�างไรกตาม ควรคานงถงความยากง�ายในการทาความสะอาดถงในภายหลงด.วย

ข.อดของถงกวนช.าแบบใช.แผงกน คอ การไหลของนาจะเป0นการไหลในทศทางเดยว จงไม�มป�ญหาเกยวกบการไหลลดทาง (Short Circuit Flow) การใช.งานง�าย ค�าดแลรกษาตา แต�ข.อจากดของถงแบบน คอ มความยดหย�นในการใช.งานน.อย โดยเฉพาะหากมการใช.อตราการไหลทเปลยนไปจากทออกแบบไว. นอกจากนน ถงกวนช.าแบบใช.แผงกน ยงเหมาะทจะใช.กบระบบประปาทมขนาดค�อนข.างใหญ� เช�นมกาลงการผลตมากกว�า 10,000 ลบ.ม./วน จงจะทาให.เกดค�าเฮดสญเสย (Headloss) ในการไหลสงเพยงพอสาหรบการกวนช.า โดยไม�ต.องออกแบบให.แผงกนแต�ละแผ�นอย�ใกล.กนมากเกนไป เพอไม�ให.มความย�งยากในการดแลรกษา และทาความสะอาดภายในถง

รปท 2-10 ถงกวนช.าแบบใช.แผงกน (แบบไหลในแนวราบ)

2-9


(ก) (ข)

รปท 2-11 ถงกวนช.าแบบแผงกนไหลในแนวราบ

รปท 2-12 ถงกวนช.าแบบใช.แผงกน (แบบไหลในแนวดง)

รปท 2-13 ถงกวนช.าแบบแผงกนไหลในแนวดง

2-10


2.2.2.2 ถงกวนช%าแบบเครองกล (Mechanical Flocculator)

ถงกวนช.าแบบเครองกล จะเป0นการใช.ใบพดในการกวนนา ซงมลกษณะเช�นเดยวกบทใช.ในถงกวนเรว คอ แบบใบพาย หรอใบพดแบน แบบเทอร9ไบน9 และแบบใบพดเรอ

ใบพดแบบใบพายจะตดตงในทศทางตามการไหล หรอขวางการไหลกได. และตดตงในแนวนอน หรอในแนวตงกได.เช�นกน ใบพดชนดนมประสทธภาพสงกว�าแบบอนๆ ใบพดแบบเทอร9ไบน9มประสทธภาพในการกวนตากว�าแบบอน แต�มข.อดคอตดตงได.ง�าย ใบพดแบบใบพดเรอจะให.ค�า G ทสมาเสมอทวถงมากทสด และไม�มข.อจากดในเรองความเรวรอบ ใบพดแบบนจะใช.ในถงกวนเรวมากกว�าในถงกวนช.า

2.2.2.3 ถงกวนช%าแบบใช%เส%นทFอแนวดง

นาดบจะไหลเข.ารางซงตดตงท�อกระจายนาวางเรยงไปตามความยาวของรางนาดบ เมอไหลผ�านท�อกระจายนาด.วยความเรวทพอเหมาะ จะเกดการกวนผสมขน เมอไหลลงด.านล�างถงจะม.วนตว และไหลล.นข.ามฝาย (weir) กนนา เข.าส�ถงตกตะกอนต�อไป

รปท 2-14 ถงกวนช.าชนดท�อแนวดง

วธการคานวณหาความเรวรอบของเครองจาร9เทสท9ทได.จากการไปวดค�าต�างๆ จากระบบผลตจรงของการกวนช.าแบบต�างๆ ดงแสดงในภาคผนวก ค

2-11


2.2.3 ถงตกตะกอน (Sedimentation)

การตกตะกอนเป0นการแยกตะกอนทมขนาดใหญ� และมนาหนกมากพอทจะตกตะกอนได.เองตามแรงโน.มถ�วงของโลกให.แยกออกจากนา ทาให.ได.นาใส และตะกอนเหลวแยกจากกน

2.2.3.1 ถงตกตะกอนแบบ Presedimentation

เป0นกระบวนการเตรยมนาก�อนเข.าส�ระบบผลตกรณคณภาพนาดบไม�ได.มาตรฐาน มกเป0นบ�อดนขนาดใหญ�ซงมเวลากกนานานมาก หรอถงคอนกรต มหน.าทขงนาดบทมความข�นสงให.อย�นงเพอให.ตะกอนขนาดใหญ�ทมนาหนกจมลงก.นบ�อทงนเพอลดภาระของกระบวนการโคแอกกเลชนและการตกตะกอนทตามมา สาหรบกระบวนการผลตนาประปาแบบ Conventional เหมาะสมสาหรบนาดบทมความข�นไม�เกน 5,000 NTU แต�จะมประสทธภาพดความข�นนาดบไม�ควรเกน 1,000 NTU หากนาดบความช�นสงเกนควรมถงตกตะกอนแบบนช�วยก�อนเข.าการกวนเรว

2.2.3.2 ถงตกตะกอนแบบถงสเหลยมผนผ%า

ถงตกตะกอนสเหลยมผนผ.า (รปท 2-15) ใช.กบระบบผลตนาแบบ Conventional มลกษณะยาว และแคบ นาจะไหลเข.าทปลายด.านหนงของถง และไหลตามความยาวของถง ส�วนรบนาเข.าถงอาจจะมผนง หรอกาแพงกระจายนา (Diffusion Wall) เพอช�วยลดความเรวในการไหล และกระจายนาให.ไหลเข.าถงอย�างทวถงตลอดหน.าตดของถง นาไหลในแนวราบไปตามความยาวของถง ตรงไปยงรางรบนาทอย�อกด.านหนงของถง ซงควบคมระดบนา และอตราการระบายนาออกจากถงด.วยฝายรปตวว หรอช�องเป�ดทตดตงตามความยาวรางรบนา ด.วยความเรวในการไหลทเหมาะสม เมดตะกอนจะเคลอนทไปตามทศทางการไหลของนา และเคลอนทลงในแนวดงตามแรงโน.มถ�วงของโลก และตกลงส�ก.นถงในทสด จะมเฉพาะนาใสทไหลออกไปยงรางรบนา ความยาวรวมของรางรบนาออกจะต.องมากพอทจะทาให.นาไหลออกมาจากถงด.วยความเรวตามทกาหนดไว. อาจมการตดตงกลไกสาหรบกวาดตะกอนบรเวณก.นถงเพอระบายทงด.วย

รปท 2-15 รปแปลน และรปตดของถงตกตะกอนแบบถงสเหลยมผนผ.า

2-12


การเพมประสทธภาพของถงตกตะกอนโดยใช% Tube Settler หรอ Plate Settler

เนองจากการตกตะกอนของอนภาคขนอย�กบพนทผวนา หรออตรานาล.นผวเท�านน และไม�ขนอย�กบความลก หรอเวลาในการเกบกกของถงตกตะกอน การใช.ท�อ หรอแผ�นตกตะกอนใส�เข.าไปในถงตกตะกอนโดยไม�เปลยนแปลงความลกของถง จะทาให.อนภาคทมความเรวในการตกตะกอนตากว�าอตรานาล.นผว ถกกาจดได.เพมมากขน เพราะไม�จาเป0นต.องตกตะกอนถงพนถงทแท.จรง การกระทาเช�นนไม�ได.เป0นการลดความลกของถงตกตะกอน แต�เป0นการลดความลกของการตกตะกอนของอนภาค

การสอดแผ�นหรอท�อขนาดเลกๆ จานวนมากเข.าไปในถงตกตะกอน และบงคบให.นาไหลผ�านในท�อเหล�านนเพอลดความลกในการตกตะกอนของอนภาค จะช�วยให.ถงตกตะกอนมประสทธภาพดยงขน ความจรงแล.วกคอ ถงตกตะกอนธรรมดาทมการใส�แผ�นหรอท�อตกตะกอนลงไป เรยกว�าถงตกตะกอนแบบท�อโดยถงตกตะกอนแบบท�อเอยงมาก (45 – 60 องศา) จะช�วยทาให.ตะกอนไม�เกาะตดกบท นาหนกของตะกอนช�วยให.ตะกอนสามารถไหลลงมาตามท�อได.เอง (รปท 2-16) การวางท�อตะกอนเอยงมากๆ จะทาให.นาทไหลจากล�างขนบนมทศทางสวนกบการเคลอนทของตะกอน ลกษณะเช�นนช�วยทาให.การตกตะกอนได.ผลดยงขน เนองจากความข�นในนาจะถกจบอย�ในกระแสของตะกอนเข.มข.นทเคลอนทลงมาตามท�อ การเคลอนตวได.เองของตะกอนจงไม�จาเป0นต.องทาความสะอาดท�อเพอล.างตะกอน เพราะไม�มการสะสมของตะกอนภายในท�อ ทาให.สามารถใช.ถงตกตะกอนแบบท�อเอยงมากกบระบบประปาขนาดกลาง และขนาดใหญ�

รปท 2-16 ถงตกตะกอนแบบท�อ

รปท 2-17 การไหลของนา และตะกอนในท�อตกตะกอน

2-13


รปท 2-18 ถงตกตะกอนแบบท�อ

(ก) ตาแหน�งทตดตงท�อตกตะกอน(ข) ท�อตกตะกอนแบบมอดล

2.2.3.3 ถงตกตะกอนแบบสมผส (Solid Contact Clarifier)

ถงตกตะกอนแบบสมผส เป0นถงตกตะกอนทรวมเอากระบวนการสร.างแกนตะกอน การรวมตะกอน และการตกตะกอน เข.ามารวมอย�ในถงเดยวกน (รปท 2-19) นาทไหลออกจากถงตกตะกอนแบบสมผสจะถกส�งต�อโดยตรงไปยงถงกรอง เพอกาจดอนภาคความข�นทยงหลงเหลอออกจากนาต�อไป ถงตกตะกอนแบบสมผสจะใช.งานได.ดกบอตราการไหลทค�อนข.างคงท และคณภาพของนาดบไม�เปลยนแปลงมาก ส�วนใหญ�ถงตกตะกอนชนดนจะเป0นถงสาเรจรปทมผ.ออกแบบ และผลตจาหน�าย ซงได.ทาการทดสอบจนใช.การได. และถกออกแบบให.มขนาด และรปร�างกะทดรด ถงตกตะกอนแบบสมผสแบ�งเป0น 2 แบบคอ แบบหมนเวยนตะกอน (Sludge Recirculation) และแบบมชนตะกอน (Sludge Blanket)

รปท 2-19 ถงตกตะกอนแบบสมผสชนดหมนเวยนตะกอน

ถงตกตะกอนแบบสมผสแบบหมนเวยนตะกอน จะมลกษณะสาคญ คอ มการหมนเวยนตะกอนในก.นถงตกตะกอนมายงส�วนทเป0นถงกวนเรวเพอช�วยเร�งอตราเรวในการสร.างแกนตะกอน การกวนนาอาจใช.ใบพด หรอวธทางชลศาสตร9กได. ส�วนถงตกตะกอนแบบสมผสแบบมชนตะกอนจะไม�มการหมนเวยนตะกอน แต�ต.องรกษาให.มชน

2-14


ตะกอนอย�ในถงตลอดเวลา โดยไม�ฟwงกระจายขนมา หรอไม�อดตวแน�นอย�ทก.นถง ทงน นาทผสมกบสารเคม และเกดการสร.างแกนตะกอนแล.ว จะถกบงคบให.ไหลผ�านชนตะกอน เพอให.เกดการรวมตะกอนขนภายในชนตะกอนทก.นถง จะมเฉพาะนาใสเท�านนทไหลกลบขนมา และไหลออกไปจากถง การควบคมชนตะกอนทาได.โดยการระบายตะกอนในถง หรอการหมนเวยนตะกอน

ถงตกตะกอนแบบนนยมใช.ในกระบวนการกาจดความกระด.างด.วยปนขาว – โซดาแอช (Lime – Soda Softening) เนองจากมปรมาณตะกอนเกดขนมาก ข.อดของถงตกตะกอนแบบสมผส คอ มขนาดกะทดรด การควบคมดแลรกษาเสยค�าใช.จ�ายตา เพราะไม�ต.องมการกวนช.าด.วยใบพด และสามารถใช.อตรานาล.นผวได.สงกว�าถงแบบธรรมดา ข.อดทสาคญอกประการหนงของถงตกตะกอนแบบสมผส คอ ไม�เกดป�ญหาการไหลลดทาง เนองจากการไหลของนาถกบงคบทศทางอย�างแน�นอน และมการหมนเวยนนาตะกอนภายในถงตลอดเวลา จงไม�เกดป�ญหาจากความแตกต�างของความหนาแน�นของนา

การเลอกชนดของถงตกตะกอน จะต.องพจารณาถงคณลกษณะของนาดบ และความเปลยนแปลงอตราการไหลของนา หรอการใช.นา จะทาให.ได.ถงตกตะกอนทมความเหมาะสมในการใช.งาน และมค�าใช.จ�ายตา เช�น นาทมความเป0นด�างตา และมความข�นน.อย มกจะเกดตะกอนความข�นทมนาหนกเบา และตกตะกอนได.ช.า ความเรวในการตกตะกอนจะสงขนเมอตะกอนมอายมากขน หรออย�ในถงนานขน ดงนน การเลอกใช.ถงตกตะกอนสาหรบนาทมคณสมบตดงกล�าว ควรใช.ถงตกตะกอนแบบสมผส เนองจากตะกอนทอย�ในถงจะถกหมนเวยนกลบมาช�วยในการสร.างแกนตะกอน และสมานตะกอน จะทาให.ได.ตะกอนทมคณสมบตในการตกตะกอนได.ด ส�วนนาทมความข�นมาก มกจะทาให.เกดตะกอนทสามารถตกตะกอนได.ง�าย อนภาคดนเหนยวทเป0นความข�นอย�ในนาจะเกดการรวมตะกอนได.ด และมนาหนกมาก จงสามารถเลอกใช.ถงตกตะกอนได.หลายแบบ หากเลอกใช.ถงตกตะกอนแบบสเหลยมหรอแบบท�อตกตะกอน จะใช.งานได.ง�าย เนองจากถงแบบนจะรบการเปลยนแปลงอตราการไหลได.ด และการหยดหรอเรมระบบไม�ย�งยาก

การกาจดตะกอนในถงตกตะกอน

ตะกอนขนาดใหญ�ทเคลอนทลงในแนวดงตามแรงโน.มถ�วงของโลกจะตกลงสะสมอย�ทบรเวณก.นถง จงจาเป0นต.องมการระบายออกจากถง เพอให.ชนของตะกอนไม�สะสมหนาจนเกนไป และสามารถเป�ดโอกาสให.รบตะกอนทตกแล.วได.มากขน โดยอาศย หลมตะกอน (Sludge Hopper)หรอ เครองกวาดตะกอน (Mechanical scrapper) ในการรวมรวม และระบายตะกอนออกจากถง โดยมรายละเอยดดงน

1) หลมตะกอน (Sludge Hopper)

โครงสร.างของถงบรเวณก.นถงจะเป0นหลมเพอรบตะกอนทตกลงส�ก.นถงและระบายตะกอนออกโดยใช.ประตนา


รป

2) เครองกวาดตะกอน (Mechanical scrapper)

- เครองกวาดตะกอนแบบ

เครองกวาดตะกอนแบบ Sling มาผ�านลกรอกไปตลอดความยาวของถงตกตะกอน และจะมใบกวาดตะกตกตะกอน ใบกวาดจะทาหน.าทกวาดตะกอนให.เคลอนทไปยงบ�อรบตะกอน และระบายออกจากถงตกตะกอนโดยการเป�ดวาล9วระบายตะกอน

- เครองกวาดตะกอนแบบ

เครองกวาดตะกอนแบบ Chain &เคลอนทอย�างต�อเนองผ�านลกรอกไปตลอดความยาวของถงตกตะกอน ทงด.านบนและด.านล�าง และจะมใบกวาดตะกอนตดอย�เป0นระยะตลอดความยาวโซ� ใบกวาดจะทาหน.าทกวาดตะกอนให.เคลอนทอย�างต�อเนองไปยงบ�อตะกอน และระบายออกจากถงตกตะกอนโดยการเป�ดวาล9วระบายตะกอน


รปท 2-20 หลมตะกอนบรเวณก.นถงตกตะกอน

Mechanical scrapper) ทมอย�ในป�จจบนมหลายชนด ได.แก�

เครองกวาดตะกอนแบบ Sling

Sling มการออกแบบให.มมอเตอร9ไฟฟwาเป0นต.นกาลง หมนกว.านมาผ�านลกรอกไปตลอดความยาวของถงตกตะกอน และจะมใบกวาดตะกอนตดอย�กบสลงทด.านล�างของถงตกตะกอน ใบกวาดจะทาหน.าทกวาดตะกอนให.เคลอนทไปยงบ�อรบตะกอน และระบายออกจากถงตกตะกอนโดย

รปท 2-21 เครองกวาดตะกอนแบบ Sling

เครองกวาดตะกอนแบบ Chain & Flight

Chain & Flightมการออกแบบให.มมอเตอร9ไฟฟwาเป0นต.นกาลง ขบเคลอนโซ�ซงเคลอนทอย�างต�อเนองผ�านลกรอกไปตลอดความยาวของถงตกตะกอน ทงด.านบนและด.านล�าง และจะมใบกวาดตะกอนตดอย�เป0นระยะตลอดความยาวโซ� ใบกวาดจะทาหน.าทกวาดตะกอนให.เคลอนทอย�างต�อเนองไปยงบ�อตะกอน และระบายออกจากถงตกตะกอนโดยการเป�ดวาล9วระบายตะกอน

2-15


ทมอย�ในป�จจบนมหลายชนด ได.แก�

มการออกแบบให.มมอเตอร9ไฟฟwาเป0นต.นกาลง หมนกว.านสลงเคลอนทไปอนตดอย�กบสลงทด.านล�างของถง

ตกตะกอน ใบกวาดจะทาหน.าทกวาดตะกอนให.เคลอนทไปยงบ�อรบตะกอน และระบายออกจากถงตกตะกอนโดย

มการออกแบบให.มมอเตอร9ไฟฟwาเป0นต.นกาลง ขบเคลอนโซ�ซงเคลอนทอย�างต�อเนองผ�านลกรอกไปตลอดความยาวของถงตกตะกอน ทงด.านบนและด.านล�าง และจะมใบกวาดตะกอนตดอย�เป0นระยะตลอดความยาวโซ� ใบกวาดจะทาหน.าทกวาดตะกอนให.เคลอนทอย�างต�อเนองไปยงบ�อรบ

2-16


รปท 2-22 เครองกวาดตะกอนแบบ Chain &Flight

- เครองกวาดตะกอนแบบ Hydraulic Scraper

เป0นเครองกวาดตะกอนทมการออกแบบให. Hydraulic เป0นต.นกาลง มคนชกให.ใบกวาดตะกอนเคลอนทแบบไป และกระดกกลบอย�างต�อเนอง โดยใบกวาดตะกอนถกออกแบบวางเป0นระยะตลอดถงตกตะกอน โดยจะพาตะกอนให.เคลอนทต�อไปเรอยๆ จนไปลงบ�อรบตะกอน และระบายออกจากถงตกตะกอนโดยการเป�ดวาล9วระบายตะกอน

รปท 2-23 เครองกวาดตะกอนแบบ Hydraulic Scraper

- เครองกวาดตะกอนแบบ Syphon

เครองกวาดตะกอนไซฟ�อนเคลอนทใต.นา มการออกแบบให.มมอเตอร9ไฟฟwาเป0นต.นกาลง โดยจะหมนกว.านสายสลง ซงจะใช.ในการดงให.ท�อดดตะกอน ซงวงอย�ในราง ให.เคลอนทไปและกลบตามความยาวถงตกตะกอน ตวท�อดดตะกอนจะมรเป0นระยะเพอให.ตะกอนเข.า และไหลไปตามท�ออ�อนเพอดดตะกอนออกในลกษณะของกาลกนา โดยมวาล9วระบายตะกอนในการควบคมการระบายตะกอนออก


รปท

2.2.4 การกรอง (Filtration)

การกรองเป0นการแยกสารปนเป��อนขนาดเลกทแขวนลอยอย�ในนาออกจากนา โดยการให.นาไหลผ�านไปตามช�องว�างของตวกลางพรน เช�น ทราย หรอ ถ�าน แบ�งเป0นประเภทของเครองกรองนา

2.2.4.1 ถงกรองทรายแบบกรองช%า

ระบบทรายกรองช.า เมตร) โดยมอตราการกรองนาตากว�าถงกรองเรวประมาณ ของเมดทรายกรองทใช.จะเลกกว�าทรายสาหรบการกรองเรว หากนาดบมความข�นตา สามารถนามาจาเป0นต.องผ�านกระบวนการรวมตะกอนใช.สารเคมในการกาจดความข�นมาก�อน สภาวะทเหมาะสมสาหรบการเลอกใช.ระบบทรายกรองช.า คอ ใช.กบนาดบทมการปนเป��อนในระดบตาถงปานกลาง มความข�นตา ปกตควรตากว�า 10 NTU แต�ไม�ควรเกน 50 NTUระบบทมทกษะ และความชานาญในการเดนระบบถงกรองเรว และมแรงงานจานวนมากกรองทรายแบบนแล.ว

2.2.4.2 ถงกรองทรายแบบกรองเรว

ระบบทรายกรองเรวมลกษณะสาคญ คอ ชวโมง/ตารางเมตร) จงใช.พนทในการก�อสร.างถงน.อย เพอไม�ให.ถงกรองอดตนเรวเกนไป นาทจะเข.าส�ถงกรองเรวจะต.องผ�านกระบวนการขนต.นมาก�อน ได.แก� การสร.างแกนตะกอน การรวมตะกอน และการตกตะกอน ระบบการกรองโดยตรง) ความข�นของนาทเข.าส�ถงกรองเรวควรตากว�า ว�าทรายสาหรบการกรองช.า เพอให.กลไกการกรองนาเกดขนลกลงไปในชนกรองนา นอกจากนน ด.วยอตราการกรองทสง การอดตนของชนกรองจะเกดขนเรวกว�าระบบถงกรองช.า จงต.ทาได.โดยการปล�อยให.นาไหลย.อนกลบทศทางเพอล.างตะกอนความข�นออกจากถง


รปท 2-24 เครองกวาดตะกอนแบบ Syphon

Filtration)


กรองทรายแบบกรองช%า (Slow Sand Filter)

ระบบทรายกรองช.า เป0นการกรองนาทใช.อตราการกรองตา ( 0.13 – 0โดยมอตราการกรองนาตากว�าถงกรองเรวประมาณ 20 – 50 เท�า จงใช.พนทมากในการก�อสร.างถง ขนาด

ของเมดทรายกรองทใช.จะเลกกว�าทรายสาหรบการกรองเรว หากนาดบมความข�นตา สามารถนามาจาเป0นต.องผ�านกระบวนการรวมตะกอนใช.สารเคมในการกาจดความข�นมาก�อน สภาวะทเหมาะสมสาหรบการเลอกใช.ระบบทรายกรองช.า คอ ใช.กบนาดบทมการปนเป��อนในระดบตาถงปานกลาง มความข�นตา ปกตควรตากว�า

50 NTU เหมาะสาหรบพนทห�างไกลในชนบท ซงหาสารเคมได.ยาก ขาดผ.ควบคมดแลระบบทมทกษะ และความชานาญในการเดนระบบถงกรองเรว และมแรงงานจานวนมาก

งกรองทรายแบบกรองเรว (Rapid Sand Filter)

ระบบทรายกรองเรวมลกษณะสาคญ คอ สามารถกรองนาได.ในอตราทสง ใช.พนทในการก�อสร.างถงน.อย เพอไม�ให.ถงกรองอดตนเรวเกนไป นาทจะเข.าส�ถงกรองเรว

จะต.องผ�านกระบวนการขนต.นมาก�อน ได.แก� การสร.างแกนตะกอน การรวมตะกอน และการตกตะกอน ความข�นของนาทเข.าส�ถงกรองเรวควรตากว�า 10 NTU ขนาดของเมดทรายกรองจะโตก

ว�าทรายสาหรบการกรองช.า เพอให.กลไกการกรองนาเกดขนลกลงไปในชนกรองนา นอกจากนน ด.วยอตราการกรองทสง การอดตนของชนกรองจะเกดขนเรวกว�าระบบถงกรองช.า จงต.องมการทาความสะอาดถงกรองบ�อย ซงทาได.โดยการปล�อยให.นาไหลย.อนกลบทศทางเพอล.างตะกอนความข�นออกจากถง

2-17



0.42 ลบ.ม./ชวโมง/ตารางเท�า จงใช.พนทมากในการก�อสร.างถง ขนาด

ของเมดทรายกรองทใช.จะเลกกว�าทรายสาหรบการกรองเรว หากนาดบมความข�นตา สามารถนามากรองได.โดยไม�จาเป0นต.องผ�านกระบวนการรวมตะกอนใช.สารเคมในการกาจดความข�นมาก�อน สภาวะทเหมาะสมสาหรบการเลอกใช.ระบบทรายกรองช.า คอ ใช.กบนาดบทมการปนเป��อนในระดบตาถงปานกลาง มความข�นตา ปกตควรตากว�า

างไกลในชนบท ซงหาสารเคมได.ยาก ขาดผ.ควบคมดแลระบบทมทกษะ และความชานาญในการเดนระบบถงกรองเรว และมแรงงานจานวนมาก ป�จจบน กปภ.ไม�ใช.ถง

สามารถกรองนาได.ในอตราทสง ( 5 -7.5 ลบ.ม./ใช.พนทในการก�อสร.างถงน.อย เพอไม�ให.ถงกรองอดตนเรวเกนไป นาทจะเข.าส�ถงกรองเรว

จะต.องผ�านกระบวนการขนต.นมาก�อน ได.แก� การสร.างแกนตะกอน การรวมตะกอน และการตกตะกอน (ยกเว.นขนาดของเมดทรายกรองจะโตก

ว�าทรายสาหรบการกรองช.า เพอให.กลไกการกรองนาเกดขนลกลงไปในชนกรองนา นอกจากนน ด.วยอตราการองมการทาความสะอาดถงกรองบ�อย ซง

2-18


ระบบทรายกรองเรวจะใช.ทราย (ค�าความถ�วงจาเพาะ 2.65) ขนาดประมาณ 0.45 – 0.65 มลลเมตร แต�ทวไปท กปภ. เลอกใช.คอขนาด 0.62 – 0.68 มลลเมตร ความหนาของชนทรายประมาณ 0.6 – 0.75 เมตร ดงทกล�าวข.างต.น ป�ญหาของชนกรองเดยวทเกดขน คอ หลงจากการล.างย.อนชนทรายจะเกดการเรยงตวกน โดยทรายเมดเลกจะอย�ชนบนสด ทรายเมดใหญ�จะอย�ข.างล�าง (รปท 2-25) หากอนภาคความข�นขนาดเลกสามารถผ�านทรายกรองชนบนแล.ว โอกาสทจะถกกาจดโดยชนกรองทอย�ถดลงมาจะเป0นไปได.ยาก เพราะช�องว�างระหว�างเมดทรายมขนาดใหญ�ขนตามความลกของชนกรอง นอกจากนน การททรายกรองเมดเลกอย�ชนบนสด จะทาให.ตะกอนความข�นถกดกไว.เฉพาะทผวชนบนของทรายกรองเท�านนทาให.เกดการอดตนเรว และต.องล.างหน.าทรายบ�อย ในขณะทความหนาของชนทรายกรองทอย�ลกลงไปยงสะอาดอย� ซงเป0นการสนเปลอง

รปท 2-25 การกระจายขนาดของเมดสารกรองแบบต�างๆ ตามความลกของชนกรอง

2.2.4.3 เครองกรองนาแบบหลายชนกรอง

สามารถแบ�งได. 2 ประเภท คอ แบบสองชนกรอง (Dual Media) และแบบสามชนกรอง หรอแบบผสม (Mixed Media)

แบบสองชนกรอง (Dual Media) เพอเป0นการแก.ป�ญหาการอดตนเรวของการใช.ชนกรองทรายขนาดเดยว จงได.นาสารกรองทมขนาดเมดโตกว�า แต�มนาหนกเบากว�ามาใช.ร�วมกน ซงจะแก.ป�ญหาการเรยงตวของชนกรองหลงจากการล.างย.อนได. เนองจากมความแตกต�างของค�าความถ�วงจาเพาะของสารกรอง ทรายกรองทมขนาดเมดเลกกว�า แต�มนาหนกมากกว�าจะตกลงมาเรยงตวอย�ชนล�างเสมอ วธนจะทาให.สามารถใช.ประโยชน9จากชนกรองได.อย�างมประสทธภาพ โดยเมดตะกอนขนาดใหญ�จะถกดกไว.ก�อน ส�วนเมดตะกอนความข�นทมขนาดเลกทผ�านลงมาได.จะถกกรองไว.ในชนทรายทอย�ลกลงไป สารกรองท นยมใช.คอ ชนบนเป0นถ�านหนแอนทราไซต9 มค�าความถ�วงจาเพาะ 1.45 – 1.55 ขนาดประสทธผล 1.0 -1.6 มลลเมตร (ขนาดเมดเฉลย 1.0 มลลเมตร) ความหนาทใช.ประมาณ 0.4 – 0.75 เมตร ชนล�างใช.ทรายกรองมค�าความถ�วงจาเพาะ 2.65 ขนาดประสทธผล 0.45 – 0.8 มลลเมตร(ขนาดเมดเฉลย 0.5 มลลเมตร) ความหนาทใช.ประมาณ 0.15 – 0.30 เมตร ข.อดของการใช.การกรองแบบสองชนกรอง คอ สามารถใช.อตราการกรองทสงขนได. เดนระบบกรองได.นานขน ลดค�าใช.จ�ายในการล.างถง และสามารถปรบใช.กบถงกรองเดมได.ง�าย

แบบสามชนกรอง เพอเป0นการเพมประสทธภาพในการกรองอาจเลอกใช.วสดกรอง 3 ชนด หรอมากกว�า โดยชนล�างสดจะเป0นวสดเมดละเอยด แต�มความถ�วงจาเพาะสง เช�น ทรายกาเนต ความถ�วงจาเพาะ 3.8 ขนาดเมดเฉลย 0.3 มลลเมตร (ความหนาทใช.ประมาณ 0.10 เมตร) ชนกลางจะเป0นทราย ความถ�วงจาเพาะ 2.65 ขนาดเมดเฉลย 0.5 มลลเมตร ส�วนชนบนสดจะเป0นวสดเมดหยาบ แต�มความถ�วงจาเพาะตา เช�น ถ�านแอนทราไซต9

2-19


ความถ�วงจาเพาะ 1.5 ขนาดเมดเฉลย 1.0 มลลเมตร ในการใช.งานวสดกรองทงสามชนดจะเกดการผสม และเรยงตวใหม� ทาให.ช�องว�างระหว�างอนภาคของสารกรองมขนาดใหญ�สดทผวบน และค�อยๆ เลกลงจนถงชนล�างสด ในถงกรองควรมชนทรายกาเนตด.วย เพอปwองกนการหลดลอดของทรายกรองลงมาชนกรวด ชนกรองแบบผสมมประสทธภาพสง สามารถใช.อตราการกรองทสงกว�าการใช.ชนกรองเดยวถง 4 เท�า สามารถรบความข�นของนาทเพมขนอย�างกะทนหนได. และสามารถปรบใช.กบถงกรองเดมได.ง�าย โดยไม�ต.องปรบโครงสร.างถง

ตารางท 2-2 Types of Medium and Applications

Filter Medium Type of Filter Medium Design Criteria

Fine sand Slow sand filter 0.13 – 0.42 m/h (filtration rate)

Effective size: 0.25 – 0.35mm. Uniformity coefficient : 2 – 3 Depth : 1.0 – 1.2 m S.G. > 2.63

Medium sand Rapid sand filters 5 – 7.5 m/h (filtration rate)

Effective size: 0.45 – 0.65mm. Uniformity coefficient : 1.4 –1.7 Depth : 0.6 – 0.75 m S.G. > 2.63

Multimedia coal sand dual or coal sand garnet trimedia

High rate filters 10 - 25 m/h (filtration rate) Sand: Effective size: 0.45 – 0.65 mm Uniformity coefficient: 1.4 – 1.7 Depth: 0.3 m Anthracite coal: Effective size: 0.9 – 1.4 mm Uniformity coefficient: 1.4 – 1.7 Depth: 0.45 m S.G > 1.5 - 1.6 Garnet: Effective size: 0.25 – 0.3 mm Uniformity coefficient: 1.2 – 1.5 Depth: 0.0075 m S.G > 4.0 – 4.1

Coarse sand High – rate filters 10 – 30 m/h (filtration rate)

Effective size: 0.8 – 2.0 mm. Uniformity coefficient : 1.4 –2.0 Depth : 0.8 – 2.0 m S.G. > 2.63

2-20


2.3 ระบบสบนาแรงสง

ประกอบไปด.วยอาคารโรงสบนาแรงสงแบบต�างๆ ภายในตดตงเครองสบนาแรงสง ซงจะสบนาจากถงนาใส เพอส�งขนหอถงสง หรอสบจ�ายนาโดยตรง การเลอกชนดของเครองสบนาต.องสมพนธ9กบการเลอกอาคารโรงสบ

2.3.1 โรงสบนาแตFละประเภท

2.3.1.1 แบบตงบนพน

อาคารสบนาตงบนพนดน โดยมการตดตงเครองสบนาชนดหอยโข�ง (End Suction Centrifugal Pump) หรอ Split case Centrifugal Pump ภายในอาคารและยนท�อดดไปในถงนาใส การตดตงเครองสบแบบนมข.อจากดคอระดบนาตาสดทสบถงศนย9กลางเครองสบนา (Suction Head) ต.องไม�เกน 6 เมตร แต�ทงนต.องขนอย�กบ ชนดและขนาดของเครองสบนา

รปท 2-26 โรงสบนาแบบตงบนพน

2.3.1.2 แบบบFอแห%ง พนอาคารสบนาจะลดระดบตากว�าพนดน ตดตงด.วยเครองสบนาชนด หอยโข�ง (End Suction

Centrifugal Pump) หรอ Split case Centrifugal Pump และยนท�อดดเข.าไปในถงนาใสเพอลดข.อจากดระดบนาตาสดทสบถงศนย9กลางเครองสบนา (Suction Head)

2-21


รปท 2-27 โรงสบนาแบบบ�อแห.ง

2.3.1.3 แบบบFอเป]ยก

ระดบพนอาคารบ�อสบนาจะตากว�าระดบนาตาสด แต�ทงนจะตากว�าเท�าใดนนขนอย�กบชนดและขนาดของ เครองสบนาชนด แบบจ�ม (Submersible Pump) หรอ Vertical Turbine Pump

รปท 2-28 โรงสบนาแบบบ�อเปcยก

2-22


2.3.2 ประเภทของเครองสบนา

2.3.2.1 แบบหมนเหวยงดดทางเดยวหรอหอยโข�ง (End Suction Centrifugal Pump)

ใช.ในงานประปา โรงสบนาแรงตา โรงสบนาแรงสง นยมใช.ในงานส�งนาในปรมาณน.อยถงปานกลางแรงดนนาไม�สงมากแบ�งออกเป0น 2 แบบ คอ แนวนอน และแนวตง (ประหยดเนอทกว�าแนวนอน)

แบบนอน แบบตง

รปท 2-29 เครองสบนาแบบหมนเหวยงดดทางเดยวหรอหอยโข�ง (End Suction Centrifugal Pump)

ตารางท 2-3 คณสมบตของเครองสบนาแบบหมนเหวยงดดทางเดยว หรอ หอยโข�ง (End Suction Centrifugal Pump)

ข%อด ข%อเสย ขอบเขตการทางาน

1. โครงสร.าง ง�ายต�อการใช.งานและการบารงรกษา

2. ใช.งานได.อย�างกว.างขวางในช�วงอตรา การสบนาและแรงดนนาต�างๆ

3. ราคาถกกว�าป��มชนดอนเมอใช.งานทช�วงอตราการสบนาและแรงดนนาเท�ากน

4. ใช.พนทการตดตงน.อย

1. กรณใบพดสกหรอทาให.เกดการไม�สมดลขณะป��มทางาน

2. มขดจากดระยะดดยก

ใช.สบนาทมอตราสบประมาณ100 - 700 ลบ.ม./ชม. แรงสบส�งไม�เกน 70 ม.

2.3.2.2 แบบหมนเหวยงหลายใบพด (Multi - Stage Centrifugal Pump)

ใช.ในงานประปา โรงสบนาแรงตา โรงสบนาแรงสง ทต.องการค�า Head สงมากแบ�งออกเป0น 2 แบบ คอ แนวนอน และแนวตง (ประหยดเนอทกว�าแนวนอน)

2-23



รปท 2-30 เครองสบนาแบบหมนเหวยงหลายใบพด (Multi - Stage Centrifugal Pump)

ตารางท 2-4 คณสมบตของเครองสบนาแบบหมนเหวยงหลายใบพด (Multi-Stage Suction Centrifugal Pump)


1. โครงสร.าง ง�ายต�อการใช.งานและการบารงรกษา

2. ใช.งานได.อย�างกว.างขวางในช�วงอตราการสบนาและแรงดนนาต�างๆ

3. ม Bearing รองรบทปลายของเพลาทง2 ข.าง

1. ใช.พนทการตดตงมาก


3. ราคาแพงกว�าป��มหอยโข�ง เมอใช.งานทช�วงอตราการสบนาและแรงดนนาเท�ากน

ใช.สบนาทมแรงสบส�งสงมากกว�าปกต

2.3.2.3 แบบหมนเหวยงแบบ Split Case (Split Case Centrifugal Pump)

ใช.ในงานประปา โรงสบนาแรงตา โรงสบนาแรงสง และนยมใช.ตดตงบนแพสบนา เหมาะสาหรบการใช.นาในปรมาณน.อยจนถงการใช.นาปรมาณมาก ทาแรงดนได.สง และมโครงสร.างของตวเครองสบนาแบ�งออกเป0น 2 แบบ คอ แนวนอน และแนวตง (ประหยดเนอทกว�าแนวนอน)

2-24



รปท 2-31 เครองสบนาแบบหมนเหวยงแบบ Split Case (Split Case Centrifugal Pump)

ตารางท 2-5 คณสมบตของเครองสบนาแบบหมนเหวยงแบบ (Split case Centrifugal Pump)


1. โครงสร.าง ง�ายต�อการใช.งานและ การบารงรกษา

2. ใช.งานได.อย�างกว.างขวางในช�วงอตราการสบนาและแรงดนนาต�างๆ

3. ม Bearing รองรบเพลาของใบพดทง 2ข.างทาให.ใบพดมความสมดลย9มากขณะทป��มทางาน

1. ใช.พนทการตดตงมาก


3. ราคาแพงกว�าป��มหอยโข�ง เมอใช. งานทช�วงอตราการสบนาและ แรงดนนาเท�ากน

ใช.สบนาทมอตราสบตงแต� 800 ลบ.ม./ชม.ขนไปแรงสบส�งไม�เกน 140 ม.

2.3.2.4 แบบเทอร9ไบน9 (Vertical Turbine Pump)

ใช.ในงานประปา งานสบและส�งนา โรงสบนาแรงตา โรงสบนาแรงสง เหมาะสาหรบโรงสบนาทมระดบโรงสงกว�าระดบถงนา (ด.านดด) และใช.กบงานสบนาดบทเป0นแบบทางลาดน.อย

2-25


รปท 2-32 เครองสบนาแบบเทอร9ไบน9 (Vertical Turbine Pump)

ตารางท 2-6 คณสมบตของเครองสบนาแบบเทอร9ไบน9 (Vertical turbine Pump)


1. ไม�มป�ญหาระยะดดยก 2. ใช.งานได.อย�างกว.างขวางในช�วงอตรา

การสบนาและแรงดนนาต�างๆ 3. ใช.พนทการตดตงน.อย

1. การบารงรกษาย�งยาก 2. ราคาแพงกว�าป��มหอยโข�ง เมอใช.

งานทช�วงอตราการสบนาและแรงดนนาเท�ากน

ใช.ในกรณทระดบของโรงสบนาสงกว�าระดบถงนา(ด.านดด) มากกว�าปกต

2.3.2.5 แบบจ�ม (Submersible Pump)

ใช.ในงานประปา โรงสบนาแรงตา โรงสบนาแรงสง และสบนาบาดาล เหมาะสาหรบการใช.งานทม อตราการสบสง แต�ระยะยกนาตา เป0นเครองสบนาทตดตงมอเตอร9กบเครองสบนาอย�ด.วยกนและตดตงอย�ใต.นา

2-26


Axial flow Mixed flow Multi-stage Sewage

รปท 2-33 เครองสบนาแบบจ�ม (Submersible Pump)

ตารางท 2-7 คณสมบตของเครองสบนาแบบจ�ม (Submersible Pump)


1. ไม�มป�ญหาระยะดดยก 2. ใช.งานได.อย�างกว.างขวางในช�วงอตรา

การสบนาและแรงดนนาต�างๆ 3. ใช.พนทการตดตงน.อย 4. ประหยดงานโครงสร.าง

1. การบารงรกษาย�งยาก

2. ราคาแพงกว�าป��มหอยโข�ง เมอใช.งานทช�วงอตราการสบนาและแรงดนนาเท�ากน

ใช.ในกรณทโรงสบนามป�ญหาเรองนาท�วมเพราะสามารถสบได.เตลอดเวลา

2-27


2.4 ถงนาใส

ทาหน.าทเกบสารองนาในช�วงทมอตราการใช.นาน.อยกว�าอตราการผลตนาประปา เพอจ�ายนาในช�วงทมอตราการใช.นามากกว�าอตราการผลต โดยปกตถงนาใสจะออกแบบให.จนาทผลตได.ประมาณ 6 - 8 ชวโมง

2.5 หอถงสง

ทาหน.าทควบคมแรงดนนาในระบบจ�ายนาประปา ความสงของหอถงสงต.องสงเพยงพอทจะทาให.แรงดนนาปลายท�อจ�ายนาประปาทอย�ไกลสด มความดนไม�น.อยกว�า 1 บาร9

2.6 การกาจดตะกอน (Sludge Disposal)

กระบวนการกาจดตะกอนทเกดจากระบบผลตนาประปามอย�ด.วยกนหลายวธ แต�หลกการคอ ต.องนานาออกจากตะกอนให.ได.มากทสด ด.วยวธทมประสทธภาพทสด มกระบวนการทเหมาะสมทสด ก�อนทจะนาตะกอนทเหลอนาน.อยทสดไปทงออกส�สงแวดล.อมภายนอก ต�อไปนเป0นขนตอนการกาจดตะกอนทมาจากระบบผลตนาประปา โดยเรมตงแต�แหล�งทเกดตะกอน จนถงนาของแขงตะกอนแห.งไปทง โดยมทางเลอกหลายรปแบบดงแสดงในรป 2-34 ซงแต�ละวธจะทาให.ได.ค�าความเข.มข.นของตะกอนทแตกต�างกนแสดงไว.ในตาราง 2-8 เพอให.เหนภาพจะขอเปรยบเทยบว�า ถ.ามของแขงตะกอนเท�ากบ 35% และ 15% จะมลกษณะคล.ายกบขนมว.น และยาสฟ�น ตามลาดบ สาหรบวธทนยมใช.กนในโรงผลตนาประปา จะได.อธบายในรายละเอยดของแต�ละวธ ได.แก� การทาให.ตะกอนเข.มข.น (Thickening) สระพกตะกอน (Lagoons) ลานตากตะกอน (Sand drying Beds) การหมนเหวยง (Centrifuging) การกรองแบบสญญากาศ (Vacuum filtration) การรดกรองด.วยสายพาน (Belt Filter Press) การอดกรองด.วยแผ�น (Plate Filter Press) การทงกากตะกอน (Ultimate Disposal)

ตารางท 2-8 ความเข%มข%นของตะกอนทจะได%รบจากแตFละวธ

ระบบกาจดตะกอน ตะกอนจากปนขาว (Lime Sludge)

%

ตะกอนจากสารสร%างตะกอน (Coagulation Sludge)

% ระบบทาให.ตะกอนเข.มข.น 15 – 30 3 – 4 ระบบหมนเหวยง - แบบ Basket - 10 – 15 - แบบ Scroll 55 – 65 10 – 20

ระบบรดกรองด.วยสายพาน - 10 – 15 ระบบกรองแบบสญญากาศ 45 – 65 - ระบบอดกรองด.วยแผ�น 55 – 70 30 -45 ระบบลานทรายตากแดด 50 20 -25 ระบบบ�อตากแดด 50 – 60 7 - 15

2-28


รปท 2-34 ทางเลอกของกระบวนการกาจดตะกอนจากระบบผลตนาประปา

2-29


2.6.1 การทาให%ตะกอนเข%มข%น (Sludge Thickening)

วธนจะทาให.ตะกอนมความเข.มข.นเพมขนในระดบหนง แต�อาจยงไม�ได.ขนาดความเข.มข.นทพอใจ วธนอาศยการตกตะกอนด.วยแรงโน.มถ�วงของโลก เพอได.ตะกอนเข.มข.นขนทบรเวณส�วนล�างของถงน และจะได.นาทมของแขงตะกอนน.อยอย�บรเวณส�วนบนของถง ในการออกแบบจะพจารณาค�าSLR (Solids Loading Rate) ทมหน�วยเป0น กก.ของแขง/(ตร.ม.-วน) โดยสาหรบตะกอนทเกดจากปนขาวจะใช.ค�า SLR ตงแต� 100 – 200 กก./(ตร.ม.-วน) และสาหรบตะกอนท เ กดจากสารสร.างตะกอน (Coagulant) จะใช.ค�า SLR ตงแต� 15 – 25 กก./(ตร.ม.-วน) ดงนนสามารถนาค�า SLR ดงกล�าวมาทาการคานวณออกแบบขนาดของถงนได. ซงจะมวธคล.ายกบการออกแบบถงตะกอนวงกลมทวไป ดงรปท 2-35

รปท 2-35 ถงทาให.ตะกอนเข.มข.นแบบ Gravity Thickener

2.6.2 สระพกตะกอน (Lagoons)

สระพกตะกอน มลกษณะเป0นบ�อดนทขดขนมา อาจมการดาดคอนกรตบรอบข.างบ�อ บ�อนทาหน.าทเป0นบ�อเกบตะกอน โดยทวไปเมอบ�อเตมกควรทาการสบนาส�วนบนออกให.เหลอแต�เพยงตะกอนเปcยกทตกตะกอนลงก.นบ�อ จากนนกปล�อยให.นาในตะกอนเปcยกระเหยออกตามธรรมชาต ซงอาจใช.เวลาเป0นปcๆ ในการออกแบบขนาดของสระพกตะกอนมเกณฑ9ออกแบบดงน

- พนทผวของสระพกตะกอนทนยมใช.กนมเท�ากบ 2,000 – 60,000 ตร.ม. - ความลกเท�ากบ 2 – 10 ม. - นาตะกอนทไหลเข.าส�สระพกตะกอนไม�ควรไปทาให.เกดการป��นป�วนในสระ - การนานาใสส�วนบนออกจากสระพกตะกอนควรออกแบบทางนาออกทสามารถปรบขน – ลง

ตามระดบของนาใสได. โดยทวไป กปภ. มกใช.สระพกตะกอนเป0นบ�อดนขดความลกโดยประมาณ 3.0 เมตร ความลาดเอยงของผนงบ�อ 1 : 2 มลกษณะแคบและยาวและมจานวนอย�างน.อย 2 สระ เพอให.สะดวกในการขดลอกและสามารถป�ด 1 สระขณะขดลอกได.

2-30


2.6.3 ลานตากตะกอน (Sand Drying Beds)

ลานตากตะกอนมลกษณะดงแสดงในรปท 2-36 มชนทราย ชนกรวด หรอชนหน มแผ�นคอนกรตรบการกระแทกของตะกอนทไหลชะลงบนผวชนทราย และมระบบระบายนาไหลออกทส�วนล�างของลานทราย หลกการทางาน คอ นาจะระเหยออกจากตะกอน และนาอกส�วนจะไหลลงส�ส�วนล�างของลานทราย เพอระบายออกจากระบบต�อไป ต�อไปนเป0นเกณฑ9ออกแบบลานตากตะกอน - ค�า SLR จะมประมาณ 100 กก.ของแขง/(ตร.ม.-ปc) ทงนขนอย�กบภมอากาศ และมการตดตงหลงคาโปร�ง

แสงกนฝน หรอไม� - มรปร�างสเหลยมผนผ.าขนาดกว.าง 4 – 20 ม. X ยาว 15 – 50 ม. - มชนทรายหนา 100 – 230 มม. วางอย�บนชนกรวด หรอหนหนา 200 – 460 มม. - ท�อระบายส�วนล�างของลานตากควรมขนาดไม�เลกกว�า 4” ตดตงห�างกนประมาณ 2 – 6 ม. มความลาด

ของท�ออย�างตา 1%

รปท 2-36 ลานตากตะกอน (Sand Drying Beds)

2.6.4 การหมนเหวยง (Centrifuging)

ระบบนได.แสดงในรปท 2-37 ซงเป0นภาพของ Solid Bowl Centrifuge ระบบนอาศยการหมนเหวยงด.วยความเรวหมนตงแต� 800 –2,000รอบต�อนาท อาจต.องเตม Polymers ลงไปช�วยทาให.การนานาออกจากตะกอนได.มประสทธภาพสงขน สาหรบรายละเอยดของการออกแบบควรปรกษากบผ.ผลต หรอผ.แทนจาหน�ายเครอง โดยมากจะทาด.วยเหลกกนสนม เช�น พวก Stainless Steel

2-31


รปท 2-37 เครอง Solid Bowl Centrifuge

2.6.5 การกรองแบบสญญากาศ (Vacuum Filtration)

ระบบนมรปลกษณะดงรปท 2-38 ประกอบด.วยถงทรงกระบอกขนาดใหญ� ซงมผ.ากรองใยสงเคราะห9ห.มอย�รอบถง ถงนจะหมนด.วยความเรวตามระบบสญญากาศอย�ภายในถง เพอแยกนาออกจากตะกอนทเกาะบนผวผ.ากรอง

รปท 2-38 เครองกรองแบบสญญากาศ (Vacuum Filter)

2.6.6 การรดด%วยสายพาน (Belt Filter Press)

ระบบนมรปลกษณะดงรปท 2-39 ประกอบด.วยลกกลงหลายลกทมแผ�นผ.ากรองเคลอนท ซงแผ�นผ.ากรองจะทาหน.าทรดกรองตะกอน นานาออก ระบบนจาเป0นต.องใช.สาร Polymers เตมลงไป เพอช�วยทาให.การนานาออกจากตะกอนได.มประสทธภาพสงขน จากนนทาการปล�อยให.นาไหลออกจากตะกอนด.วยแรงโน.มถ�วงของโลก ตามด.วยการรดตะกอนให.นาไหลออกด.วยระบบลกกลง สาหรบรายละเอยดของการออกแบบควรปรกษากบผ.ผลต หรอผ.แทนจาหน�ายเครอง

2-32


รปท 2-39 เครองรดกรองด.วยสายพาน (Belt Filter Press)

2.6.7 การอดกรองด%วยแผFน (Plate Filter Press)

ระบบนมลกษณะดงรปท 2-40 ประกอบด.วยแผ�นทมผ.ากรอง เพอทาหน.าทอดตะกอนให.นาไหลผ�านแผ�นผ.ากรองลงส�ภาชนะรองรบนาข.างล�าง เช�นเดยวกน คอ ต.องเตมสาร Polymers ลงไปช�วยการนานาออกจากตะกอนได.มประสทธภาพสงขน การใส�ตะกอนเข.าไปในระบบอาจใช.เวลาประมาณ 20 – 30 นาท จนกระทงตะกอนบรรจเตมในระบบ ระบบนต.องอาศยแรงดนสงในการกรองด.วย ซงอาจมประมาณ 700 – 1,700 kPa โดยอาจใช.เวลาในการกรอง ประมาณ 1 – 4 ชวโมง เพอให.ได.ตะกอนทถกอดแห.งได.ผลดทสด ระบบนจะมประสทธภาพในการนานาออกจากตะกอนได.ดทสด เมอเปรยบเทยบกบระบบอนๆ ทใช.เครองจกรกล ระบบนจะทาความสะอาดด.วยการฉดนาทมแรงดนสง และบางช�วงอาจใช.กรดช�วยในการล.างด.วย

รปท 2-40 เครองอดกรองด.วยแผ�น (Plate Filter Press)

2-33


2.6.8 การทงกากตะกอน (Ultimate Disposal)

การทงตะกอนทมาจากสถานผลตนาประปา โดยหลงจากผ�านกระบวนการกาจดนาออกจากตะกอนได.บางส�วนแล.วด.วยวธต�างๆ ข.างต.น จากนนจะนาตะกอนทมลกษณะคล.ายขนมว.น หรออาจคล.ายยาสฟ�น ขนอย�กบปรมาณนาในตะกอนทหลงเหลออย�ไปทงด.วยวธการต�างๆ ได.แก� นาตะกอนไปถมท หรอนาตะกอนไปทงทพนดนทวไป (Land Spreading) ซงเป0นวธทนยมใช.กนมากทสด ตารางท 2-9 เปรยบเทยบข%อด – ข%อเสยของการกาจดตะกอนโดยเครองจกรแบบตFางๆ

อปกรณ; ข%อด ข%อเสย

Centrifuge - ใช.พนทน.อย - สามารถปรบความสามารถในการรองรบ

ตะกอนได.ทกสภาวะ - เป0นระบบป�ดไม�มป�ญหาเรองกลน และไม�

เลอะเทอะ - สามารถทางานได.ในกรณไม�เตม

โพลเมอร9แต�ปกตควรจะเตม - ให.ความเข.มข.นตะกอนออกสง

- ราคาแพงมาก และกนไฟมาก - บารงรกษายาก - เหมาะกบการทางานอย�างต�อเนองมากกว�า

ทางานเป0นพกๆ - ต.องการการดแลอย�างใกล.ชด

Belt Filter Press Belt Filter Press(ตFอ)

- ใช.พนทน.อย - สามารถปรบความสามารถในการรองรบ

ตะกอนได.ทกสภาวะ - ราคาถก - กนไฟน.อย - Solid capture สง แต�ต.องการโพลเมอร9

เพยงเลกน.อย - ให.ความเข.มข.นตะกอนสง

- เป0นระบบเป�ดทค�อนข.างเลอะเทอะ ต.องการการทาความสะอาดเป0นประจา

- ต.องใช.โพลเมอร9ตลอดเวลา - ต.องการการดแลอย�างใกล.ชด - อาจมป�ญหาเรองกลน - อาจทาให.โครงสร.างของอาคารผกร�อนได.

เนองจากทาให.เกดความชนสง

Plate Filter Press - ใช.พนทน.อย - ประสทธภาพด สามารถปรบความสามารถ

ในการรองรบตะกอนได.ทกสภาวะ - ให.ความเข.มข.นตะกอนสง - Solid capture สง แต�ต.องการโพลเมอร9

เพยงเลกน.อย

- ราคาแพง กนไฟมาก - ต.องใช.โพลเมอร9ตลอดเวลา - ต.องการการดแลอย�างใกล.ชด

2-34


ตารางท 2-10 เปรยบเทยบข%อด – ข%อเสย ของการกาจดตะกอนแบบตFางๆ

รายละเอยด Lagoons Sand Drying Bed Filter Press Belt Filter

Press Centrifuge

ลกษณะตะกอน ความชนสง ความชนปานกลาง ความชนตา ความชนตา ความชนตา การควบคมระบบ ง�าย ง�าย ปานกลาง ปานกลาง ยาก พนททใช. สง สง ตา ตา ตา ความสามารถในการแยกนาออกจากตะกอน ตา ตา สง สง สง การใช.งาน ต�อเนอง ไม�ต�อเนอง ไม�ต�อเนอง ต�อเนอง ต�อเนอง ค�าใช.จ�าย ตา ตา ปานกลาง ปานกลาง สง

2.7 การปรบปรงคณภาพนาแบบพเศษ

2.7.1 การเตมอากาศ

กระบวนการททาให.นาสมผสกบอากาศเพอกาจดสงเจอปนทไม�พงประสงค9ออกจากนาดบ มวตถประสงค9สาคญ 3 ลกษณะ

1) กาจดเหลก และแมงกานส

โดยเพมออกซเจนให.กบนาดบ ปกตเหลกและแมงกานสจะปรากฏในรปสารละลายในนาบาดาลทขาดออกซเจน เมอนาดบได.รบออกซเจนจากการเตมอากาศ สารละลาย Fe++ (Ferrous Ions) กบ Mn++ (Manganous Ions) กจะถกออกซไดส9 กลายเป0น Fe+3 (Ferric Oxide) กบ Mn+4 (Manganese Oxide) ซงเป0นสารประกอบทตกตะกอนแยกออกจากนาได. ดงสมการ

4Fe++ + O2 +10H2O = 4Fe(OH)3 + 8H+

2Mn + O2 + 2H2O = 2MnO2 + 4H+

2) เพอกาจดกuาซทละลายปนอย�ในนาดบ เช�น CO2, H2S, CH4

3) เพอกาจดกลน และรสในนา

กลนและรสของนามาจากสารประกอบให.กลนทสงเคราะห9จากเซลล9ของสาหร�าย ประสทธภาพการกาจดกลนด.วยวธเตมอากาศมกไม�เกน 50%

ลกษณะเครองเตมอากาศ จาแนกเป0น 4 แบบ

1) แบบแรงโน.มถ�วงของโลก (Gravity Type)

2) แบบอดอากาศเข.าไปในนา (Diffuser)

3) แบบฉดพ�นไปในอากาศ (Spray)

4) แบบใช.เครองกล (Mechanical)

2-35


แบบทประหยด และนยมใช.สาหรบผลตนาสะอาดได.แก� แบบอาศยแรงโน.มถ�วงของโลก และแบบฉดพ�นไปในอากาศ แต�สาหรบ กปภ. ทมใช.อย� เป0นแบบแรงโน.มถ�วงของโลก และแบบอดอากาศเข.าไปในนา จงจะกล�าวถงแค� 2 แบบ

2.7.1.1 เครองเตมอากาศแบบอาศยแรงโน%มถFวงของโลก

นาดบจะถกสบขนไปยงทสง แล.วปล�อยให.ตกลงมาอย�างอสระเบองล�าง ระหว�างทตกลงมานน จะสมผสกบอากาศ ระยะเวลาของการสมผสอาจทาให.เพมขนได. โดยการออกแบบให.เส.นทางการไหลยาวขน หรอสร.างสงกดขวางปะทะการตกลงมาของนาดงรปท 2-41

รปท 2-41 เครองเตมอากาศแบบอาศยแรงโน.มถ�วงของโลก

รป a เป0นเครองเตมอากาศแบบไหลหลน (Cascade Aerator) นาดบจะไหลลดหลนลงมาตาม

ชน ระหว�างตกกระทบจะมการผสมทวถงยงขน บางครงอาจสร.างแผ�นกน (baffle) ขวางการไหลของนาเพอเพม อตราส�วนพนทต�อปรมาตร

รป b เป0นแบบพนลาดเอยง (Inclined plane) นาจะไหลบนแผ�นพนราบ การสมผสอากาศเกดขนเฉพาะผวบนของนา ดงนน ประสทธภาพของการเตมอากาศจะสง ถ.าออกแบบให.นาไหลเป0นแผ�นบางได.มากทสด

รป c แบบหอ (Tower) นาดบจะไหลตกลงมาจากท�อเจาะรเบองบนของหอ มการพ�นอากาศจากท�อเจาะรเบองล�างให.พ�งขนสวนทางกบนา เพอเพมปรมาณอากาศให.พอเพยงกบการสมผส การเตมอากาศลกษณะนเสยค�าใช.จ�ายสง แต�ประสทธภาพด ระบบกาจดนาเสยบางแห�งกใช.วธการแบบน

รป d แบบถาดหลายชน (Multiple Tray) นาดบจะตกลงบนถาดซงเจาะรพรน วางซ.อนกนอย�เป0นชน ๆ จานวนถาดมากเท�าใด ระยะเวลาการสมผสอากาศกเพมขนตามนน การเตมอากาศลกษณะนประหยด และง�ายในการก�อสร.าง ระบบกาจดเหลกของการประปาขนาดเลกในชนบทของไทย นยมใช.เครองเตมอากาศชนดนเป0นส�วนใหญ�

2-36


2.7.1.2 เครองเตมอากาศแบบอดอากาศเข%าไปในนา

นาดบถกสบเข.าส�ถงคอนกรตรปสเหลยมผนผ.า ทก.นถงจะมการอดอากาศเข.าไป โดยอาจเป0นแบบท�อเจาะรพรน (Perforated Pipe) หรอผ�านออกจากแท�งวสดทมความพรนสง (Porous Diffuser Tube) ฟองอากาศจะลอยขนส�ผวนา ทาให.มความป��นป�วน และเกดการถ�ายเทของกuาซ

ระยะเวลาการสมผสจะนานกว�าการเตมอากาศชนดอน แต�การอดอากาศผ�านนานนเสยค�าใช.จ�ายสงกว�าการสบนาดบผ�านเครองเตมอากาศ เช�นแบบฉดพ�น ระยะเวลาสมผสอากาศ (Detention Time) อย�ระหว�าง10 – 30 นาท ปรมาณอากาศทใช.อย�ระหว�าง 1.0 – 1.5 ลบ.ม. ต�อนาดบหนงลกบาศก9เมตร และสนเปลองพลงงาน 1 กโลวตต9ต�อปรมาตรนาดบ 100 – 300 ลบ.ม.

2.7.2 กระบวนการผลตนาประปาจากนาทะเล โดยใช%ระบบ Reverses Osmosis (RO)

เป0นการกรองนาผ�านเมมเบรน จะได.นาทมความสะอาดมากสามารถกรองกาจดสารเกลอแร�และสารละลายต�างๆได. เนองจากเมมเบรนของ RO จะยอมให.เฉพาะโมเลกลของนาไหลผ�านและจะกกไอออนต�างๆไว. จงนยมใช.กาจดไอออนของเกลอเพอผลตนาจดจากนาทะเล

รปท 2-42 ไดอะแกรมสาหรบการผลตนาประปาจากนาทะเล

ขนตอนการทางานของระบบเรมจากการสบนาทะเลเข.ามาเกบในถงพกโดยจะมการเตมคลอรนเพอปwองกนป�ญหาของเพรยงทะเลและ Organic Matter ต�างๆ เนองจากเยอเมมเบรนจะมป�ญหาการอดตนจาก Bio fouling การเตมคลอรนจงเป0นการลดป�ญหาและยดอายการใช.งานของเมมเบรน หลงจากนนอาจตดตงถงกรองทรายหยาบ (Roughing Sand Filter) เพอกาจดสารแขวนลอยและอนภาคขนาดใหญ�ทอย�ในนาทะเล แล.วผ�านนาเข.าส�ถงพกนา

2-37


ทะเลก�อนจะสบเข.าระบบบาบดเบองต.น (PretreatmentUnit) ซงจะมการเตมสารสร.างตะกอน (Coagulant) เช�น PAC เพอรวมตะกอนให.มขนาดใหญ�เพยงพอทจะถกกรองด.วยระบบ Pretreatment ต�อไป หากระบบ Pretreatment เป0น UF/MF unit อาจมการตดตงระบบ Auto Self Cleaning Filter ซงทาหน.าทกรองตะกอนทมขนาดใหญ�ปwองกนความเสยหายแก� UF/MF นาทผ�านการกรองแล.วจะถกสบเข.าระบบผลตนา RO โดยจะมการเตมสาร Sodium Bisulfite เพอกาจดคลอรนทอาจจะไปทาลายเมมเบรนของชด RO พร.อมเตมสารปwองกนการเกดตะกรน (Antiscalant) หลงจากนนนามาผ�าน Cartridge Filter ซงทาหน.าทปwองกน RO Unit และ SWRO High Pressure Pump ไม�ให.เสยหายจากเศษตะกอนทมขนาดใหญ�กว�า 5 micronแล.วจะถกสบด.วยเครองสบนาแรงดนสง (High Pressure Pump) ซงจะทาให.ความดนสงขนจนสามารถเอาชนะ Sea Water Osmotic Pressure ทาให.ได.นาทเป0นนาจดผ�าน RO membrane จากนนจะมการเตมคลอรนและปรบ pH โดยใช.สารเคมประเภทด�าง (Base) แล.วส�งนาไปเกบในถงเกบนาเพอสบจ�ายไปยงผ.ใช.นา ซงจะได.นาจดส�วนหนง อกส�วนหนงจะเป0นนาทะเลทมความเข.มข.นสงขนแต�ยงคงม Pressure สงจงนานาส�วนนมาผ�าน Energy Recovery Unit แลกเปลยนแรงดนเพอลดการใช.พลงงานลงสดท.ายจะได.นาทะเลทมความเข.มข.นสงแต�มแรงดนตาเพอทงต�อไป เมอใช.งานไปได.ช�วงเวลาหนง RO Membrane จะเกดการตนขน ต.องทาการล.างโดยใช.สารเคมประเภท ด�างและกรด เพอทาความสะอาดให.กลบมาใช.งานได.อย�างปกต การทาการล.างจะทาทละชดทาให.ระบบสามารถผลตนาได.อย�างต�อเนอง

2.7.2.1 ระบบบาบดนาทะเลเบองต%น (Pretreatment Unit)

มหลายแบบทงแบบใช.ถงกรองบรรจสารกรอง หรอแบบใช.เมมเบรนเป0นตวกรอง

1) Multimedia Filter

เป0นถงกรองซงบรรจสารกรองได.แก� ทรายกรองและแอนทราไซต9 นาดบจะไหลเข.าด.านบนของถงกรอง จะกรองเอาตะกอนความข�นของสารแขวนลอยในนาทะเลออก เมอเครองกรองทางานในระยะเวลาหนงเครองกรองจะอดตน ทาให.ต.องมการล.างย.อน (Backwash) ชนสารกรองโดยให.นาไหลย.อนกลบขนข.างบน เมอชนกรองขยายตวตะกอนความข�นทตดค.างอย�ในชนกรองจะถกพาออกจากเครองกรองเมอหยดล.างทรายกรองซงมความถ�วงจาเพาะมากกว�าจะตกกลบลงมาก�อน ส�วนแอนทราไซต9ถงแม.จะมขนาดใหญ�กว�าแต�มนาหนกน.อยกว�าจะอย�เหนอชนทรายเมอเป�ดทาการกรองนาตะกอนส�วนมากจะถกกกอย�บรเวณชนของแอนทราไซต9ซงตะกอนจะถกกกอย�ในชนแอนทราไซต9ได.ในความลกทมากกว�า 10 เซนตเมตรต�างจากถงกรองทใช.ทรายกรองอย�างเดยวตะกอนจะถกกกอย�บรเวณผวหน.าของชนทรายและผ�านลงไปได.ไม�เกน 5-8 เซนตเมตรลกษณะเช�นนจะทาให.ชนกรองทราย และแอนทราไซต9สามารถทาหน.าทได.ดขน กรองความข�นได.มากกว�าถงกรองซงมสารกรองชนดเดยวและสามารถกรองนาในอตราการกรองเพมขน

2) Microfiltration / Ultrafiltration (MF/UF)

MF/UFถกนามาใช.เพอเป0น Pretreatment Unit กรองอนภาคปนเป��อนสาหรบระบบผลตนาประปาโดยใช.เมมเบรน Microfiltration สามารถกรองอนภาคปนเป��อนได.ละเอยดถง 0.1-3 ไมครอน ส�วนUltrafiltration สามารถกรองให.อนภาคปนเป��อนออกจากนาทะเลได.ละเอยดถง 0.03 ไมครอน ซงเป0นช�วงการกรองทละเอยดมาก


กล�าวคอ สามารถกรองอนภาคคอลลอยด9 รวมทงจลชพ และสงมชวตขนาดเลกมากๆได.เกอบทงหมด ได.แก� เพรยงแพลงตอน, ยสต9, รา, สาหร�ายสเขยวคอยลอยด9ทมขนาดโตกว�า 0.1 ไมครอน จะถกขจดแยกออกไปจากนา

ทงนเ นองจากในนาทะเลและนาผวดน ม สงปนเป��อนแขวนลอยอย�ด.วยค�อนข.างมากและด.วยความสามารถในการกรองทมความละเอยดมากของ ตนเรวไปกว�ากาหนดอนควรได. จงจาเป0นต.องมการกรองหยาบเพอช�วยลดภาระให.กบการกรองของ ในเบองต.นก�อน เพอให.เกดประสทธภาพในการกรองสงสดได. ซงเราเรยกการกรองหยาบเบองต.นนว�า

Pre-filtration ควรมความสามารถในการกรองสงปนเป��อนออกได.ไม�น.อยกว�าขนาด นอกจากใช.ประโยชน9เพอการกรองเบองต.นแล.วยงช�วยปwองกนการถกทาลายจากสงปนเป��อฉกขาดต�อเมมเบรนได.ด.วย

2.7.2.2 ระบบ Reverse Osmosis (RO)

นาแรงดนสงจะเข.าไปใน วางแบบขนาน นาทจะออกจาก Pressure Vessel เส.นทางนาบรสทธ (Permeate) กบเส.นทาของแต�ละ Vessel จะไหลมารวมกนเป0นท�อเส.นเดยวซงจะทาให.การตดตงเครองวดอตราการไหล เพอแสดงปรมาณนาทไหลออกจากท�อนาด.วย

กลไกทใช.ในการกาจดเกลอแร�ของแผ�นเมมเบรนม ประกอบด.วยเมมเบรนชนบนซงเป0นชนทสมผสกบนาดบ เป0นส�วนทมเนอแน�นแต�บาง ชนนหนาเพยง เมมเบรนชนบนนมความสาคญมากเพราะทาหน.าทกาจดเกลอแร�และสารอนทรย9 เมมเบรนชนล�างมลกษณะเป0นเนอพรนและหนามาก ทาหน.าทเป0นโครงสร.างรองรบและขนส�งนาบรสทธจากชนบนไปยงท�อภายในนาดบถกสบอดเข.าเครอง RO ด.วยแรงดนสงและกระจายไปทวทงผวหน.


กล�าวคอ สามารถกรองอนภาคคอลลอยด9 รวมทงจลชพ และสงมชวตขนาดเลกมากๆได.เกอบทงหมด ได.แก� เพรยงสาหร�ายสเขยว, แบคทเรย ยกเว.นเพยงแต�แค�ไวรสเท�านนทสามารถผ�านไปได. ส�วนอนภาคและ

ไมครอน จะถกขจดแยกออกไปจากนา

ทงนเ นองจากในนาทะเลและนาผวดน ม สงปนเป��อนแขวนลอยอย�ด.วยค�อนข.างมากและด.วยความสามารถในการกรองทมความละเอยดมากของ Ultrafiltration นเอง สามารถส�งผลต�อการกรองให.เกดการอดตนเรวไปกว�ากาหนดอนควรได. จงจาเป0นต.องมการกรองหยาบเพอช�วยลดภาระให.กบการกรองของ ในเบองต.นก�อน เพอให.เกดประสทธภาพในการกรองสงสดได. ซงเราเรยกการกรองหยาบเบองต.นนว�า

ควรมความสามารถในการกรองสงปนเป��อนออกได.ไม�น.อยกว�าขนาด นอกจากใช.ประโยชน9เพอการกรองเบองต.นแล.วยงช�วยปwองกนการถกทาลายจากสงปนเป��อ

รปท 2-43 The Filtration Spectrum

Reverse Osmosis (RO)

นาแรงดนสงจะเข.าไปใน RO Element Module ซงบรรจอย�ใน Pressure Vessel Pressure Vessel ซงจะถกแยกด.วย RO Element Module กบเส.นทางนาความเข.มข.นสง (Concentrate) นาบรสทธซงออกจากตรงกลาง

จะไหลมารวมกนเป0นท�อเส.นเดยวซงจะทาให.การตดตงเครองวดอตราการไหล เพอแสดงปรมาณนาทไหลออกจากท�อนาด.วย

กลไกทใช.ในการกาจดเกลอแร�ของแผ�นเมมเบรนม 2 ชน มความหนารวมประมาณ ประกอบด.วยเมมเบรนชนบนซงเป0นชนทสมผสกบนาดบ เป0นส�วนทมเนอแน�นแต�บาง ชนนหนาเพยง เมมเบรนชนบนนมความสาคญมากเพราะทาหน.าทกาจดเกลอแร�และสารอนทรย9 เมมเบรนชนล�างมลกษณะเป0น

หนามาก ทาหน.าทเป0นโครงสร.างรองรบและขนส�งนาบรสทธจากชนบนไปยงท�อภายในนาดบถกสบและกระจายไปทวทงผวหน.าของแผ�นเมมเบรนดงรปท 2-

2-38


กล�าวคอ สามารถกรองอนภาคคอลลอยด9 รวมทงจลชพ และสงมชวตขนาดเลกมากๆได.เกอบทงหมด ได.แก� เพรยง, เพยงแต�แค�ไวรสเท�านนทสามารถผ�านไปได. ส�วนอนภาคและ

ทงนเ นองจากในนาทะเลและนาผวดน ม สงปนเป��อนแขวนลอยอย�ด.วยค�อนข.างมากและด.วยนเอง สามารถส�งผลต�อการกรองให.เกดการอด

ตนเรวไปกว�ากาหนดอนควรได. จงจาเป0นต.องมการกรองหยาบเพอช�วยลดภาระให.กบการกรองของ Ultra Filtration ในเบองต.นก�อน เพอให.เกดประสทธภาพในการกรองสงสดได. ซงเราเรยกการกรองหยาบเบองต.นนว�า Pre-filtration

ควรมความสามารถในการกรองสงปนเป��อนออกได.ไม�น.อยกว�าขนาด 300 ไมครอน ซงนอกจากใช.ประโยชน9เพอการกรองเบองต.นแล.วยงช�วยปwองกนการถกทาลายจากสงปนเป��อนทอาจกระทาให.เกดการ

Pressure Vessel ทมการจดRO Element Module เป0นสองเส.นทางคอ

นาบรสทธซงออกจากตรงกลางจะไหลมารวมกนเป0นท�อเส.นเดยวซงจะทาให.การตดตงเครองวดอตราการไหล (Flow Meter)

ชน มความหนารวมประมาณ 100 ไมครอน ประกอบด.วยเมมเบรนชนบนซงเป0นชนทสมผสกบนาดบ เป0นส�วนทมเนอแน�นแต�บาง ชนนหนาเพยง 0.2 ไมครอน เมมเบรนชนบนนมความสาคญมากเพราะทาหน.าทกาจดเกลอแร�และสารอนทรย9 เมมเบรนชนล�างมลกษณะเป0น

หนามาก ทาหน.าทเป0นโครงสร.างรองรบและขนส�งนาบรสทธจากชนบนไปยงท�อภายในนาดบถกสบ-44


การไหลของนา ต.องเป0นแบบทมความป��นป�วน เมมเบรนนาบรสทธถกบบให.ซมผ�านเมมเบรนและไหลไปรวมกนภายในท�อตรงกลางเรยกว�า นาทไม�ผ�านเยอเมมเบรนจะไหลออกทางปลายอกด.านหนงเป0นนาความเข.มข.นสงเรยกว�า

รปท 2-44 รปแบบการทางานของเมมเบรนของระบบ

ระบบผลตนาแรงดนสงชนดประหยดพลงงานน ประกอบด.วย เครองสบนาแรงดนสง Pump) อปกรณ9แลกเปลยนความดน ระบบนจะช�วยประหยดพลงงานในการเพมแรงดนนาได.ถง 55 บาร9 ในขณะทนาความเข.มข.นสงมแรงดนลดลงเหลอประมาณ เข.มข.นสง (Concentrate Water Storage Tank)

รปแบบการทางานของระบบ ลกษณะของเมมเบรน Module แสดงในรปท


การไหลของนา ต.องเป0นแบบทมความป��นป�วน (Turbulent Flow) ทงนเพอรกษาความสเมมเบรนนาบรสทธถกบบให.ซมผ�านเมมเบรนและไหลไปรวมกนภายในท�อตรงกลางเรยกว�า นาทไม�ผ�านเยอเมมเบรนจะไหลออกทางปลายอกด.านหนงเป0นนาความเข.มข.นสงเรยกว�า

รปแบบการทางานของเมมเบรนของระบบ Reverse Osm

ระบบผลตนาแรงดนสงชนดประหยดพลงงานน ประกอบด.วย เครองสบนาแรงดนสง อปกรณ9แลกเปลยนความดน (Pressure Exchanger) และเครองสบนาเพมความดน

ระบบนจะช�วยประหยดพลงงานในการเพมแรงดนนาได.ถง 50 เปอร9เซนต9 ทาให.นาก�อนเข.ามแรงดนสงขนมากกว�า บาร9 ในขณะทนาความเข.มข.นสงมแรงดนลดลงเหลอประมาณ 1 บาร9เท�านน ก�อนปล�อยทงลงส�บ�อนาความ

(Concentrate Water Storage Tank)

รปแบบการทางานของระบบ Reverse Osmosis และ Energy Recovery แสดงในรปท 2-46

2-39


ทงนเพอรกษาความสะอาดของเมมเบรนนาบรสทธถกบบให.ซมผ�านเมมเบรนและไหลไปรวมกนภายในท�อตรงกลางเรยกว�า “PERMEATE” ส�วนนาทไม�ผ�านเยอเมมเบรนจะไหลออกทางปลายอกด.านหนงเป0นนาความเข.มข.นสงเรยกว�า “CONCENTRATE”

Reverse Osmosis

ระบบผลตนาแรงดนสงชนดประหยดพลงงานน ประกอบด.วย เครองสบนาแรงดนสง (High Pressure และเครองสบนาเพมความดน (Booster Pump)

เปอร9เซนต9 ทาให.นาก�อนเข.ามแรงดนสงขนมากกว�า บาร9เท�านน ก�อนปล�อยทงลงส�บ�อนาความ

Energy Recovery แสดงในรปท 2-45 และ


รปท 2-45 รปแบบการทางานของระบบ

2.7.3 กระบวนการทาให%ลอย

เป0นกระบวนการภายใต.ความดนสงกว�าความดนบรรยากาศในถงความดน อากาศจะละลายในนามากขนขณะทลดความดนลงไปทความดนบรรยากาศ อากาศส�วนเกนทละลายอมตวจะเกดเป0นฟองอากาศขนาดเลก เมอฟองอากาศเหล�านเคลอนทชนกบอนภาคของแขงในถงต�อไปขณะทส�วนนาใสจะไหลออกทางด.านล�างถงเพอไหลเข.าถงกรอง


รปแบบการทางานของระบบ Reverse Osmosis และ Energy Recovery

รปท 2-46 Spiral Wound Module

กระบวนการทาให%ลอย (Dissolved Air Floatation)

เป0นกระบวนการลอยตะกอนด.วยอากาศละลาย หลกการทางานโดยการอดอากาศเข.าไปในนาภายใต.ความดนสงกว�าความดนบรรยากาศในถงความดน อากาศจะละลายในนามากขนขณะทลดความดนลงไปทความดนบรรยากาศ อากาศส�วนเกนทละลายอมตวจะเกดเป0นฟองอากาศขนาดเลก เมอฟองอากาศเหล�านเคลอนทชนกบอนภาคของแขงในถงตะกอน ตะกอนเหล�านจะลอยขนส�ผวนาเพอกาจดต�อไปขณะทส�วนนาใสจะไหลออกทางด.านล�างถงเพอไหลเข.าถงกรอง

2-40


Energy Recovery

หลกการทางานโดยการอดอากาศเข.าไปในนาภายใต.ความดนสงกว�าความดนบรรยากาศในถงความดน อากาศจะละลายในนามากขนขณะทลดความดนลงไปทความดนบรรยากาศ อากาศส�วนเกนทละลายอมตวจะเกดเป0นฟองอากาศขนาดเลก เมอ

ตะกอน ตะกอนเหล�านจะลอยขนส�ผวนาเพอกาจด

2-41


รปท 2-47 ระบบสบจ�ายนาของระบบ DAF (Dissolved Air Floatation)

ลกษณะของนาดบทเหมาะกบระบบ DAF (Dissolved Air Floatation)

1. ระบบ DAF ใช.แยกตะกอนเบาได.ด จงเหมาะกบนาทมสาหร�าย

2. นาทมสจากสารอนทรย9

3. นาทมการเจอปนของเหลก (Fe) และ แมงกานส (Mn)

4. นาทมความข�นไม�เกน 100 NTU

ข%อดของระบบ DAF (Dissolved Air Floatation)

1. ลดการใช.สารเคมในการสร.างตะกอน เนองจากระบบ DAF ต.องการกาจดตะกอนทมขนาดเลกกว�าระบบตะกอน (Sedimentation)

2. ใช.พนทในการก�อสร.างถงตะกอนน.อยกว�า ระบบตกตะกอน (Sedimentation)

3. นาทผ�านระบบ DAF เข.าส�ถงกรอง มความข�นตาจะช�วยให.รอบในการกรองนานานขนประหยดนาในการล.างย.อน


ความแตกตFางระหวFางการตกตะกอน

การตกตะกอนในระบบ Sedimentation และปล�อยให.ตกลงส�ก.นถงด.วยแรงโน.มถ�วง การกาจดตะกอนในระบบ ตะกอนขนาดเลกใช.ฟองอากาศจานวนมากในการพาตะกอนไปส�ผวนา

รปท 2-48

@@@@@@@


ความแตกตFางระหวFางการตกตะกอน (Sedimentation) และ ระบบ DAF (Dissolved Air Floatation)

Sedimentation จะใช.สารเคมจานวนมากกว�าเพอให.ตะกอนจบตวมขนาดใหญ�และปล�อยให.ตกลงส�ก.นถงด.วยแรงโน.มถ�วง การกาจดตะกอนในระบบ DAF ใช.สารเคมจานวนน.อยกว�า เพอสร.างตะกอนขนาดเลกใช.ฟองอากาศจานวนมากในการพาตะกอนไปส�ผวนา

8 กระบวนการทาให.ลอย (Dissolved Air Floatation)

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

2-42


DAF (Dissolved Air Floatation)

จะใช.สารเคมจานวนมากกว�าเพอให.ตะกอนจบตวมขนาดใหญ�รเคมจานวนน.อยกว�า เพอสร.าง

Dissolved Air Floatation)

@@@@@@@@@@@@

3-1


บทท 3 การจดการสารเคม

กปภ.นาสารเคมหลายชนดมาใช)ในการปรบปรงคณภาพนาในกระบวนการผลตนาประปา โดยเลอกใช)ทงชนดและปรมาณให)เหมาะสมกบคณภาพแหล�งนาและเกณฑ1กาหนดในแต�ละขนตอนของระบบผลตนา คณภาพนาดบมความหลากหลาย แตกต�างกนขนอย�กบชนดแหล�งนา แหล�งกาเนดมลพษ การใช)ประโยชน1จากแหล�งนา รวมทงการเปลยนแปลงคณภาพนาในแต�ละฤดกาล หรอการได)รบผลกระทบจากอบตเหตทางนา เป9นต)น ถ)าใช)สารเคมน)อยเกนไป ส�งผลทาให)ไม�สามารถควบคมคณภาพนาได)ตามมาตรฐานทกาหนด ส�วนถ)าใช)มากเกนไปกมผลเสยคอ สนเปลองค�าใช)จ�าย และอนตรายจากสารเคมตกค)าง

ดงนนจงจาเป9นต)องควบคมสารเคมตงแต�กระบวนการวางแผนจดหา การรบสารเคม การจดเกบ การเตรยม การจ�ายสารเคม และการตดยอดคงเหลอ โดยปฏบตงานตามขนตอนการปฏบตงานและวธปฏบตงานทเกยวข)อง ควบค�ไปกบการทดสอบคณภาพนาในกระบวนการผลต-จ�ายนา เพอประเมนผลและวางแผนการใช)สารเคมให)เหมาะสม รวมทงการกากบดแล ตดตามผลการดาเนนงานตามลาดบสายงาน การสนบสนนป?จจยต�างๆ เช�น บคลากร งบประมาณ ถงหมก ถงจ�าย และเครองจ�ายสารเคม เป9นต)น เพอให)การดาเนนงานตลอดทงกระบวนการดงกล�าว มประสทธภาพและเกดประสทธผลสงสด

3.1 ทฤษฎทเกยวข�องกบกระบวนการสร�างและรวมตะกอน (Coagulation and flocculation process)

การสร)างและรวมตะกอนทางเคมแบ�งเป9น 2 ขนตอน ดงน 3.1.1 โคแอกกเลชน (Coagulation) คอ การรวมตวกนของสารแขวนลอยในนาเมอมการเตมสารสร)าง

ตะกอนลงในนา เพราะสารแขวนลอยส�วนมากจะมประจไฟฟBาเคมเป9นลบ การเตมสารสร)างตะกอนจะเป9นการสะเทนประจไฟฟBาเคมเนองจากสารทเตมลงไปมประจไฟฟBาเคมเป9นบวก จงเกดการรวมตวกนเป9นตะกอนขนซงมนาหนกมากกว�าสารแขวนลอย

3.1.1.1การเกดเสถยรภาพของอนภาค ระบบคอลลอยด1อาจมเสถยรภาพหรอไม�มกได) สารคอลลอยด1มเสถยรภาพเมออย�ในสถานะ

แขวนลอยในนาได)โดยไม�ตกตะกอน หากทาให)อนภาคแขวนลอยตกตะกอนและแยกตวจากนากถอว�าเสถยรภาพของคอลลอยด1ถกทาลาย เสถยรภาพของคอลลอยด1จงขนอย�กบแรงดงดดและแรงผลกระหว�างอนภาค แรงผลกจะต)องสงกว�าแรงดงดดจงจะทาให)คอลลอยด1มเสถยรภาพ ถ)าแรงดงดดมากกว�าแรงผลกอนภาคคอลลอยด1ต�างๆ สามารถจบกนเป9นกล�มก)อนหรอฟลDอคได) แรงดงดดระหว�างอนภาคเรยกว�า Vander Waals Force เป9นแรงทมอานาจเมออนภาคอย�ใกล)กน ส�วนแรงผลกระหว�างอนภาคทงสองชนดขนอย�กบระยะห�างระหว�างอนภาค ดงแสดงในรป 3-1 แสดงให)เหนถงแรงดงดดมอานาจเหนอแรงผลกกต�อเมออนภาคคอลลอยด1เคลอนทเข)ามาใกล)กนมากๆ อนภาคทแขวนลอยอย�ในนานน มขนาดเลกมากจนไม�สามารถตกตะกอนได)เองตามธรรมชาต จงทาให)อนภาคอย�ในสถานะสารแขวนลอย และสาเหตททาให)อนภาคเกดเสถยรภาพได)อก คอ

1) เกดการยดเกาะกนระหว�างอนภาคของสารแขวนลอยกบโมเลกลของนา โดยโมเลกลของนาจะเข)ามาล)อมรอบอนภาค

3-2


2) เกดจากประจไฟฟBาทผวของอนภาคสารแขวนลอยดงดดไอออนต�างประจมาล)อมรอบอนภาค เมอถกรบกวนด)วยการเคลอนไหวของโมเลกลนา ทาให)เกดเป9นชนกระจาย (Diffuse Layer) ทาให)ศกย1ไฟฟBาของอนภาคจะมากทสดบรเวณผวของอนภาคและลดลงตามระยะทห�างออกไป เนองจากประจไฟฟBานนก�อให)เกดเสถยรภาพของอนภาคมากกว�าป?จจยอน การทาลายเสถยรภาพของอนภาคโดยการลดผลของประจไฟฟBาจงเป9นวธทจะช�วยให)อนภาคต�างๆรวมตวกนได)ดขนและตกตะกอนได)

รปท 3-1 แรงระหว�างอนภาคคอลลอยด1ทระยะห�างต�างๆ

3.1.1.2 การทาลายเสถยรภาพของอนภาคสารแขวนลอย เกดโดยกลไก 4 แบบ คอ 1) กลไกลดความหนาของชนกระจาย (Diffuse Layer) ด)วยการเพมประจตรงข)ามกบ

ประจของอนภาคในชนกระจายให)เพมมากขน ซงทาให)ศกย1ไฟฟBาทผวนอกสดของนาลดลงตามไปด)วย (รปท 3-2) ส�งผลให)อนภาคสามารถเข)าใกล)ได)และยดเหนยวกนด)วยแรงดงดดจนมขนาดใหญ�ขน การทาลายเสถยรภาพโดยการลดความหนาของชนกระจายด)วยการเตมสารละลายของเกลอต�างๆมข)อทน�าสนใจดงน

- ปรมาณสารตวนาไฟฟBา (ทมอออนประจบวก) ทเตมเพอทาลายเสถยรภาพของคอลลอยด1ด)วยวธลดความหนาของชนกระจาย ไม�ขนอย�กบความเข)มข)นของคอลลอยด1

- ไม�ว�าจะเตมอออนบวกมากเพยงใด จะไม�สามารถทาให)คอลลอยด1เปลยนประจไฟฟBาจากลบเป9นบวก (Charge Reversal) (รปท 3-3)

2) กลไกการดดตดผวและทาลายประจไฟฟBาของอนภาคสารแขวนลอย (Absorption and Charge Neutralization) ด)วยการเตมสารเคมบางชนดทสามารถแตกตวให)ประจตรงข)ามกบประจของอนภาคสารแขวนลอยและสามารถดดตดผวได) ซงจะส�งผลให)ลดศกย1ไฟฟBาของสารแขวนลอยลง และทาลายเสถยรภาพของอนภาคสารแขวนลอยจนสามารถเข)าใกล)กนและรวมตวกนจนมขนาดใหญ�สามารถตกตะกอนได)

3-3


3) กลไกการสร)างผลกขนมา เพอให)อนภาคสารแขวนลอยมาเกาะจบ (Sweep Coagulation) เป9นการเตมเกลอของสารประกอบโลหะทมความสามารถในการตกผลกได)อย�างรวดเรว โดยเมอรวมตวกบอนภาคของสารแขวนลอยจะมนาหนกมากยงขนและสามารถตกตะกอนได) เช�น การใส�สารส)มให)เกดผลก Al(OH)3 เหมอนว)นสขาว เพอให)อนภาคมาเกาะแล)วรวมกนเป9นฟลอคได) กลไกการใช)ผลกสารอนทรย1ในการทาลายเสถยรภาพของคอลลอยด1มลกษณะทแตกต�างจากกลไก 2 แบบแรกคอ ปรมาณโคแอกกแลนท1ทเหมาะสม(Optimum Dosage) แปรผกผนกบความเข)มข)นของคอลลอยด1 กล�าวคอ นาทมความข�นน)อยต)องใช) โคแอกกแลนท1จานวนมากจงจะเกดโคแอกกเลชนได)ด ในทางตรงกนข)ามนาทมความข�นสงอาจใช)โคแอกกแลนท1น)อยกว�า เหตผลคอนาทมความข�นตาจะมโอกาสสมผสระหว�างอนภาคน)อย ดงนนแม)ว�าการทาลายเสถยรภาพของคอลลอยด1จะเกดขนแล)วกตาม โคแอกกเลชนอาจไม�เกดได)ดเท�าทควร การใช)โคแอกกแลนท1ปรมาณสงกเพอสร)างผลกจานวนมากๆสาหรบเป9นสารเปBาสมผสให)กบอนภาคคอลลอยด1 แต�ในกรณทนามความข�นสง โอกาสสมผสย�อมมมาก จงไม�จาเป9นต)องอาศยเปBาสมผสจากภายนอกมากเท�ากบกรณแรก

4) กลไกการสร)างสะพานเชอมต�ออนภาคสารแขวนลอย โดยใช)สารโพลเมอร1ทมขนาดโมเลกลทใหญ� และมนาหนกโมเลกลสง มาเป9นตวเชอมต�ออนภาคของสารแขวนลอยเข)าด)วยกนโดยอนภาคของสารแขวนลอยสามารถจบตวกบโพลเมอร1โดยตรงและยงสามารถจบตวกบอนภาคสารแขวนลอยด)วยกนเองได)จนมขนาดใหญ�และตกตะกอนลง

3.1.2 ฟลอกกเลชน (Flocculation) คอ การเคลอนทมาสมผสกนของตะกอนขนาดเลกจนมขนาดใหญ�ขนคล)ายปยฝBาย โดยอาศยระยะเวลานานและการแปรปรวนของนาตา จะรวมกนจนมขนาดใหญ�ขนและ มนาหนกมากขนจงตกลงส�ด)านล�างของนาได)ง�ายยงขน วธการสร)างสมผสให)อนภาคมหลายวธ รปท 3-4 ดงน

3.1.2.1 การทาให)อนภาคสารแขวนลอยเคลอนทไปมาในนาจนกว�าจะมการสร)างสมผสเกดขน โดยการกวนนาให)เคลอนทในลกษณะทส�วนต�างๆ ของนามอตราเรวในการไหลทแตกต�างกน เป9นเหตให)อนภาคต�างๆ มอตราเรวในการเคลอนทไม�เท�ากนจงมการสมผสเกดขน แต�ไม�ควรให)เรวเกนไป เพราะจะทาให)เกดการแตกตวของฟลอกหรอหลดออกจากกน อปกรณ1ในการสร)างสมผสหรอสร)างฟลอคคเลชนเรยกว�า ถงกวนช)า 3.1.2.2 การสมผสของอนภาคคอลลอยด1 สามารถเกดขนได)เองด)วยการเคลอนทแบบบราวเนยน เกดขนจากการเคลอนทของอนภาคคอลลอยด1เคลอนทเข)าหากนเองหรอจากการชนกนของโมเลกลของนาจน ทาให)เกดการรวมตวกนเป9นก)อน แต�การเคลอนทแบบน ขนอย�กบอณหภม

3.1.2.3 การสมผสของอนภาคคอลลอยด1ทเกดจากอตราการตกตะกอนทไม�เท�ากนของอนภาค โดยอนภาคทมขนาดใหญ�จะตกตะกอนได)เรวและสมผสกบอนภาคขนาดเลกทตกตะกอนได)ช)ากว�าในแนวการตกตะกอนทาให)เกดการสมผสและเกาะตวกนขน

3.1.2.4 การสร)างสมผสด)วยวธการกรอง เพอบบบงคบทางเดนของคอลลอยด1ให)เข)ามาหากนด)วยการขวางกนด)วยตวกรอง

3-4


รปท 3-2 ผลของการเตมอออนทมประจตรงกนข)ามให)กบคอลลอยด1 (ก) ก�อนเตมอออน (ข) หลงจากการเตมอออนแล)ว

รปท 3-3 การเปรยบเทยบปรมาณโคแอกกแลนท1 ทใช)ทาลายเสถยรภาพของคอลลอยด1ด)วยกลไก แบบต�างๆ จะเหนว�าแบบ (ก) เป9นการลดความหนาของชนกระจายด)วย Al+3,Ca+2 และ Na+ ต)องการสารเคมมากทสด ส�วนแบบ (ง) เป9นการใช)โพลเมอร1เป9นตวเชอมโยง(สะพาน)ให)อนภาคคอลลอยด1มารวมตวกน มความต)องการสารโคแอกกแลนท1น)อยทสด

3-5


รปท 3-4 เกณฑ1ทเหมาะสมสาหรบการสร)างสมผสระหว�างอนภาคต�างๆทง 5 ประเภท 3.2 ชนดและคณสมบตของสารเคมตามวตถประสงค>ของการใช�งาน 3.2.1 สารเคมทใช�ในกระบวนการสร�างตะกอน (Coagulant) สารเคมทใช)ในกระบวนการสร)างตะกอน (Coagulation) หรอเรยกว�าสาร Coagulant เป9น สารเคมทสามารถแตกตวให)อนภาคทเป9นประจบวก (Cation) เมอเตมลงในนา เกดการทาลายเสถยรภาพของคอลลอยด1และสารแขวนลอย ในรปของความข�น ส สารอนทรย1 เป9นต)น ภายใต)สภาพนาทมความป?nนปoวนอย�างรนแรง ในขนตอนการกวนเรว (Rapid Mixing) เกดการสร)างตะกอนและรวมตวกน (Flocculation) เป9นฟลDอค (Floc) ขนาดใหญ�ทมนาหนกเพมขน สามารถตกตะกอนได)ในถงตกตะกอน สารสร)างตะกอนจะทาปฏกรยากบ นาได)อย�างมประสทธภาพ ขนกบองค1ประกอบและคณสมบตของสารเคม ซงมทงข)อด ข)อเสย และข)อควรระวงการใช)งาน ดงตารางท 3-1 ตวอย�างสารสร)างตะกอนทนยมใช)กระบวนการผลตนาประปา ดงน 3.2.1.1 สารส)ม (Alum หรอ Aluminium sulfate) เป9นโคแอกกแลนท1ทนยมใช)กนมากทสดในประเทศไทย เนองจากสามารถใช)ได)ดกบนาดบจากแหล�งต�างๆและหาซอได)ง�าย ในราคาทไม�แพงมากนก สารส)ม มสตรโมเลกล Al2(SO4)3XH2O โดยปกต X มค�าเท�ากบ 14.3 หรอ 18 สามารถละลายนาได) 78.8 กรม/100 กรมของนา ทอณหภม 30 °C เกดปฏกรยาเคมได)ดทสด ณ pH 6.8-8.2 ดงรปท 3-5 เมอเตมสารส)มลงในนาจะแตกตวให) อออนบวกและลบ ดงปฏกรยา

Al2(SO4)3 2Al+3 + 3SO4-2 (1)

เมอเตมสารส)มในนา อลมเนยมไอออนจาก Al2(SO4)3 จะถกล)อมรอบด)วยโมเลกลของนาได) Al(H2O)6+3

หรอ Al+3 ไฮโดรไลซส (Hydrolysis) ของ Al+3 จะเกดขนทนทโดยไลแกนด1 (Ligands) ชนดต�างๆทอย�ในนา โดยเฉพาะอย�างยง OH- จะเข)าแทนทโมเลกลของนาเกดเป9นสารประกอบเชงซ)อน (Complex substance) ระหว�างอลมเนยมกบไฮดรอกไซด1ไอออน ดงสมการต�อไปน

3-6


Al+3 + H2O Al(OH)+2 + H+ (2) Al+3 + 2H2O Al(OH) +2 + 2H+ (3) 7Al+3 + 17H2O Al7(OH)17

+4 + 17H+ (4)

ในกรณทความเข)มข)นของสารส)มสงกว�าความเข)มข)นทจดอมตว (Saturation Point) ไฮโดรไลซสจะดาเนนต�อไปจนได)ผลของปฏกรยาสดท)ายเป9นผลก Al(OH)3

Al+3 + 3H2O Al(OH)3(s) + 3H+ (5)

ผลของปฏกรยาทจะเกดการดดตดผวอนภาคคอลลอยด1คอ สารคอมเพลกซ1 ซงเกดขนในระหว�างไฮโดรไลซสจาก Al+3 ถง Al(OH)3 สารคอมเพลกซ1อาจมประจลบหรอบวกกได) ทงนขนอย�กบpHของนา กล�าวคอ ถ)าpHของนา สงกว�าจดสะเทนทางไฟฟBา (Zero Point of Charge) ของ Al(OH)3(s) จะเกดสารคอมเพลกซ1 ประจลบ เช�น Al(OH)4-,Al(OH)5

-2 ถ)าpHของนา ตากว�าจะสะเทนทางไฟฟBาของ Al(OH)3(s) ซงเป9นลกษณะทเ กด ขน โดย ท ว ไป ในกระบวนการ โคแอก ก เลช นจะ เ กดสารคอม เพล กซ1 ประจ บวก เช� น Al(OH)+2, Al(OH)+2,Al7(OH)17

+4,Al13(OH)34+5 (รปท 3-6)

3.2.1.2 โพลอลมนมคลอไรด1 (PACl หรอ PolyAluminium Chloride) เป9นสารสร)างตะกอนทนาใช) ตงแต�ป| ค.ศ. 1970 เป9นต)นมา นยมใช)ในประเทศญปoนและ บางประเทศในทวปยโรป PACl ถกเตรยมขนโดยอลมเนยมในรป Al2O3 ทาปฏกรยากบ HCl ทอณหภมสงเพอให)รวมตวเป9น AlCl3 หลงจากนนจะทาปฏกรยากบเบสทอณหภมและความดนสง เพอรวมตวเป9นอลมเนยมโพลเมอร1 สตรทวไปของ PACl คอ Aln(OH)mCl3n-m เมอ PACl ละลายนาจะไฮโดรไลซ1ทนท เป9นอลมเนยมเชงซ)อนมากมาย ซงตวทประสทธภาพมากทสดคอ [Al13O4(OH)24]

+7 หรอ Al+13 การรวมตวเป9นอลมเนยมขนอย�กบระดบ การรวมตวของด�างกบสารละลายอลมเนยม ชนดและความเข)มข)นของด�าง ความเข)มข)นของสารละลายอลมเนยม คลอไรด1

3-7


รปท 3-5 ไดอะแกรมทใช)ในการออกแบบและควบคมโคแอกกเลชนด)วยสารส)ม

รปท 3-6 ความสมพนธ1ระหว�างสารประกอบเชงซ)อนกบค�าpH

3.2.1.3 เฟอรกคลอไรด1 (Ferric chloride) เฟอรกคลอไรด1 (Ferric chloride) มสตรทางเคมว�า FeCl3.6H2O หรอ FeCl3 anhydrous มลกษณะผลกสนาตาลหรอเหลอง เป9นเมดสเขยวหรอดา และมรปสารละลายสนาตาลแกมเหลอง ปกตจะละลายนาได)ด สารละลายจะมฤทธเป9นกรดและกดกร�อน ปฏกรยาเคมทเกดขนจะได)ตะกอนเฟอรคไฮดรอกไซด1 (Fe(OH)3) สามารถทาปฏกรยาได)ดทสด pH 3.5-6.5 และ pH สงกว�า 8.5 ตามลาดบ ดงรปท 3-8

3-8


เฟอรกคลอไรด1เป9นสารเคมทแตกตวในนา รปแบบของสารประกอบเหลกเมอละลายนานนจะมประจบวก สามารถทาให)เป9นกลางได)โดยใช)ประจลบทเกดจากของแขงในนาตะกอน ด)วยเหตนจงเป9นสาเหตของการรวมกล�มของตะกอนเฟอรกคลอไรด1จะทาปฏกรยากบ Bicarbonate alkalinity ในนาตะกอนและเปลยนรปเป9นเหลกไฮดรอกไซด1กบ Bicarbonate alkalinity ดงน

2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 + 3H2O 2Fe(OH)3(S) + 3CaCl2 + 3HCO3- + 3H+

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 2Fe(OH)3(S) + 3CaCl2

การสร)างโคแอกกเลชนด)วยสารส)มไม�อาจได)ผลดมากนกกบนาอ�อนทมสเข)ม กรณเช�นน เฟอรกคลอไรด1ให)ผลดกว�า เมอเตมเฟอรกคลอไรด1ให)กบนา จะมผลกเฟอรคไฮดรอกไซด1เกดขนดงน

FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3(S) + 3HCl

รปท 3-7 ไดอะแกรมทใช)ในการออกแบบและควบคมโคแอกกเลชนด)วยเฟอรกคลอไรด1

3.2.1.4 เฟอรกซลเฟต (Ferric Sulfate) สารเฟอรกซลเฟต มสนาตาลแดงหรอสเทามนาหนกโมเลกล 399.9 ความสามารถในการละลายนาได)ดถง 300 กรม/100 กรมของนาทอณหภม 20 °C สามารถเกดปฏกรยาเคมได)ดทสด pH 3.5-7.0 และ pH สงกว�า 9.0 เมอเตมลงในนาจะทาปฏกรยาดงสมการ

Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Fe(OH)3+ 3CaSO4+6CO2

3.2.2 สารเคมช@วยตกตะกอน (Coagulation aid) เป9นสารทช�วยสร)างแกนตะกอนได)ดยงขน และทาหน)าทเป9นสะพานเชอมต�อระหว�างอนภาคคอลลอยด1หลายๆ ตว ทาให)ตะกอนมขนาดใหญ� เกาะกนแน�นและตกตะกอนได)ง�าย ในป?จจบนสารช�วยสร)างตะกอน ทนยมใช)กนมากทสดจะเป9นสารอนทรย1สงเคราะห1แบบต�างๆ ซงเรยกว�า โพลเมอร1 (Polymer) มหลายชนดตามตารางท 3-2

3-9


โพลเมอร1สามารถแบ�งได)อย�างกว)างๆ 2 ชนด คอ 1) โพลเมอร1ทได)จากธรรมชาต ใช)ในการปรบปรงคณภาพนามหลายชนด เช�น เซลลโลส (Cellulose) เจลาตน (Gelatin) และแปBง (Starch) 2) โพลเมอร1ทได)จากการสงเคราะห1 ในป| ค.ศ.1979 มการสงเคราะห1โพลเมอร1ขนอย�างสมบรณ1และนยมใช)กนอย�างกว)างขวาง Polyacrylamide ทสร)างขนจาก monomer ทรวมกนเป9นสายโซ�ยาวจานวนโมเลกลจะประกอบด)วยนาหนกโมเลกลในปรมาณเป9นล)านหน�วย แสดงดงรปท 3-8

รปท 3-8 รปร�างโพลเมอร1ประกอบด)วยนาหนกโมเลกลในปรมาณล)านหน�วย

องค1ประกอบและรปแบบทางด)านกายภาพของโพล เมอร1 มรปร�างเป9นโซ�ยาว (long chain) เป9นสารเคมชนดพเศษ สามารถสงเคราะห1ขนได)อย�างสมบรณ1จาก monomers หลายๆ อนรวมกนหรอทาได)จากการเพมสารเคมลงไป เพอเพมหน)าทของ monomers แบ�งเป9น 3 ชนด คอ 1) Cationic polymer มประจบวกบนส�วนของสารอนทรย1 ระดบของประจบน โพลเมอร1ขนอย�กบจานวนอออนของ nitrogen groups สามารถรวมตะกอนทมประจลบได)เป9นอย�างด นยมใช)ในการปรบสภาพตะกอนตวอย�าง เช�น polydialyldimethyl ammonium สารรวมตะกอน polyacrylamide cation polymer จะนยมใช)ในงานปรบสภาพตะกอน เนองจากของแขงในนาตะกอนมประจลบ 2) Anionic Polymer มประจลบบนส�วนทเป9นสารอนทรย1 จานวนประจลบขนอย�กบจานวนกล�มของ acrylamide ทละลายอย�ใน acrylic acid ชนดของ anionic polymer เช�น polyacrylamide acid(PAA), hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) และ polystryene sulfate (PSS) สารรวมตะกอน polyacrylamide ประเภท anionic มประจไฟฟBาเป9นลบเมอละลายนาและทาให)เกดกล�ม amide group (NH2) หรอเกดจากการรวมกล�มของ anionic monomer จนเป9น acrylamide polymer 3) Nonionic polymer ไม�ละลายนาแต�มประสทธภาพในการเชอมอนภาคของตะกอนให)เกดการรวมกล�มกนได)ด ในทางปฏบต nonionic polymer อาจเกดจากการรวมกนของสารอนนทรย1 โพลเมอร1และสารอนทรย1โพลเมอร1 ซงจะเพมความแขงแรงของฟลDอค

3-10


3.2.3 สารเคมปรบสภาพนา ก@อนและหลงตกตะกอนหรอเปลยนอออนจากรปละลายนา เปGนรปผลก สารทใช)ในการปรบสภาพนาให)อย�ในสภาพกรดหรอด�างทเหมาะสม ก�อนเตมสารสร)างตะกอน

หรอปรบคณภาพนาหลงตกตะกอนให)มคณภาพอย�ในเกณฑ1มาตรฐานทกาหนด รวมทงเปลยนอออนจาก รปละลายนา เป9นรปผลก หรอการแยกสารโลหะบางชนด ทาได)โดยเตมสารเคม เช�น ปนขาวหรอโซดาไฟลงในนา จนมค�า pH ทเหมาะสม ทาให)โลหะตกตะกอน และสามารถแยกออกจากนาได) เป9นต)น ตามตารางท 3-3

3.2.3.1 ปนขาว (lime) (Ca(OH)2) และปนสก (CaO) - ปนขาวจะมปรมาณเนอปนเทยบเป9น Ca(OH)2 ไม�น)อยกว�า 82% (ขนกบชนดของปนขาว)

และเทยบเป9นเนอ CaO ไม�น)อยกว�า 62% - ปนสก จะมปรมาณเนอปนเทยบเป9น CaO ไม�น)อยกว�า 85% (ขนกบชนดของปนขาว) ปนสกเมอละลายนาจะเกดความร)อน

3.2.3.2 โซดาแอช (Soda Ash) หรอ (Sodium carbonate) โซดาแอช (Na2CO3) เป9นสารประกอบเกลอของกรดคาร1บอนก มลกษณะเป9นผงสขาว

ไม�มกลน ดดความชนจากอากาศได) ละลายนาได)ด เมอละลายนามฤทธเป9นด�าง เป9นสารช�วยปรบความเป9นด�างในนา

3.2.3.3 โซเดยมไฮดรอกไซด1 (โซดาไฟ) โซเดยมไฮดรอกไซด1 (NaOH) มลกษณะเป9นของแขงสขาว ดดความชนดมาก ละลายนาได)ด

มกใช)แทนทปนขาว เพอเพม Alkalinity และความเป9นด�างในนา 3.2.3.4 กรดเกลอ (Hydrochloric Acid) กรดเกลอ (HCl) เป9นของเหลวทมค�าความเข)มข)นต�างๆ เช�น กรดไฮโดรคลอรกเข)มข)น ,35%

และ 37% จดเป9นกรดแก� ใช)ปรบความเป9นกรด โดยเฉพาะสารทเป9นด�างให)มความเป9นกรด 3.2.3.5 ด�างทบทม (Potassium permanganate, KMnO4 ) มลกษณะเป9นผลกสม�วง ละลายนาได)ด เป9นเกลอชนดหนง มฤทธ เป9นด�างอ�อนๆ และ

มคณสมบตเป9นสารออกซเดชน (Oxidation) อย�างแรง เช�น การกาจดเหลกและแมงกานสในนา เป9นต)น โดยเตมในนาดบก�อนเข)าส�กระบวนการตกตะกอน ด�างทบทมจะทาปฏกรยาเปลยนอออนทอย�ในรปละลายนา ให)อย�ในรปผลก ปฏกรยาตามสมการดงน

3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O 3Fe(OH)3 + MnO2 + K+ + 5H+ 3Mn2+ + 2KMnO4 + 2H2O 5MnO2 + 2K+ + 4H+

ปฏกรยาจะเกดขนอย�างรวดเรวท pH สงกว�า 7.0 ทาลายค�าอลคาไลนตในนา ควรหาเวลาในการเกดปฏกรยาทเหมาสม เพอให)แน�ใจว�าทงเหลกและแมงกานสได)ถกเปลยนสภาพอย�างสมบรณ1

3.2.3.6 คลอรน (Chlorine) คลอรนสามารถทาปฏกรยากบสารต�างๆ ทละลายอย�ในนา เช�น เหลก (Fe) กDาซไข�เน�า (H2S) แมงกานส (Mn) และแอมโมเนย (NH3) เป9นต)น ปฏกรยาตามสมการดงต�อไปน

2Fe2++ Cl2 + 6H2O 2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+ Mn2+ + Cl2 + 2H2O MnO2 + 2Cl- + 4H+

3-11


3.2.3.7 โอโซน (Ozone หรอ O3) โอโซนเป9นโมเลกลทประกอบด)วย ออกซเจน 3 อะตอม ปรากฏอย�ในชนบรรยากาศของโลก กDาซโอโซนเป9นตวออกซไดส1ทดมาก และในขณะเดยวกนกเป9นสารทไม�อย�ตว มกจะสลายเป9นกDาซออกซเจนได)ง�าย โดยปกตโอโซนมกออกซไดส1โลหะ (ยกเว)นทองคา แพลทนม และแพลเลเดยม) ให)มเลขออกซเดชนสงขน ในระบบผลตนาประปานยมนาโอโซนมาใช)ในการกาจดเหลกและแมงกานส ซงจะเกดปฏกรยาตามสมการดงน

2Fe2++ O3 + 6H2O 2Fe(OH)3 + 2O2 + 4H+ Mn2+ + O3 + 2H2O MnO2 + O2 + 2H+

นอกจากนโอโซนยงช�วยในการทาลาย และยบยงการเจรญเตบโตของเชอโรค เซลล1โปรตนทห�อห)มและหล�อเลยงเชอโรคต�างๆ เช�น แบคทเรย ไวรส สปอร1 หรอเชอรา จะถกโอโซนเข)าไปทาลาย ทาให)เชอโรคไม�สามารถเจรญเตบโตได)

3.2.4 สารเคมกาจด สาหร@าย ส กลน และฆ@าเชอโรคในนา สารเคมทเตมลงในนาดบ เพอกาจดสาหร�าย ส กลน และฆ�าเชอโรคในนา ตามตาราง

ท 3-4 3.2.4.1. ถ�านกมมนต1 (Activated Carbon) เป9นผลตภณฑ1ทประกอบด)วย คาร1บอน ทได)จากถ�าน เป9นวสดทมโครงสร)างรพรนขนาดเลก

(microporosity) เกดขนจานวนมากและขนาดรพรนแตกต�างกน ขนอย�กบกรรมวธการผลต และวตถประสงค1 การใช)งาน มพนทผวการดดซบสงมาก ทาให)มคณสมบตดดซบทดโดยเฉพาะในสารประกอบอนทรย1ต�างๆ ทปนเป��อนอย�ในของเหลวหรอกDาซไว)ได)ในปรมาณสง สามารถกาจดส กลน กDาซได)อย�างมประสทธภาพ

กระบวนการดดซบเกดขนเมอสารต�าง ๆ มการเคลอนทโดยการแพร�กระจายไปเกาะบนผวรอบนอกของตวกลางก�อน ตวกลางทดจะมลกษณะเป9นรพรน ภายในรจะมช�องเป9นโพรงลดเลยวไปมา ซงโมเลกลของสารต�างๆ สามารถเคลอนทลกลงไปในช�องโพรง มพนทผวสมผสได)มาก ทาให)ดดซบได)มากขน

3.2.4.2. คอปเปอร1ซลเฟต (Copper Sulfate) คอปเปอร1ซลเฟต (CuSO4) หรอจนส เป9นสารประกอบของทองแดง กามะถนและออกซเจน

พบได)หลายรปแบบตามจานวนโมเลกลนาทประกอบอย�ในผลก จนสทปราศจากนา (anhydrous) เป9นผงสฟBา สามารถใช)ปBองกนตะไคร�และสาหร�ายในแหล�งนาดบ 3.2.4.3 สารเคมทใช)ในฆ�าเชอโรคในนา

คลอรน (Cl2) เป9นธาตทอย�ในกล�มฮาโลเจน (กล�ม O) ในตารางธาต มลกษณะเป9นกDาซ สเหลองแกมเขยว มกลนฉน ไม�พบในธรรมชาต คลอรนทใช)ในกระบวนการผลตนาประปามดงน

1) คลอรนกDาซ ในสภาวะอณหภมและความดนปกต จะอย�ในรปกDาซสเขยวตองอ�อน ในสภาวะภายใต)ความดนสง จะเปลยนเป9นของเหลวสเหลองอาพน ความเข)มข)นคลอรน 99% ในสภาพแห)ง คลอรนจะไม�กดกร�อนโลหะ แต�ถ)ามความชนอย�ด)วยการกดกร�อนจะรนแรงไม�ระเบดและตดไฟ แต�ช�วยให)ไฟตดเหมอน กDาซออกซเจน

2) คลอรนนา (NaClO) หรอโซเดยมไฮโปคลอไรต1 ความหมายต�างจากคลอรนกDาซทอย�ในรปของเหลว มลกษณะเป9นสารละลายสเขยวตอง มปรมาณเนอคลอรน ในช�วง 7-15% คลอรนประเภทนใช)งานง�าย แต�ราคาค�อนข)างแพงเมอเทยบกบคลอรนกDาซ

3-12


3) คลอรนผง (Ca(OCl)2) หรอ แคลเซยมไฮโปคลอไรด1มลกษณะเป9น ผง เมด หรอ เกลด สขาว ปรมาณเนอคลอรนในช�วง 60-70 เปอร1เซนต1 ใช)งานไม�สะดวกเหมอนคลอรนนา ต)องนามาละลายนา แล)วนาส�วนทเป9นของเหลวไปใช)งาน เหมาะสาหรบงานประปาขนาดเลก เนองจากขนส�งง�ายมความปลอดภย

4) คลอรนไดออกไซด1 (ClO2) ใช)เป9นสารควบคมกลน-รส และกาจดเชอโรค เมอละลายนาจะได)สารละลายสเหลอง มประสทธภาพในการออกซไดซ1มากกว�าคลอรนกDาซ (Cl2) 2.5 เท�าแต�เนองจากคลอรน- ไดออกไซด1 ไม�สามารถเกบรกษาได)อย�างปลอดภย ไม�สะดวกในการขนส�ง จาเป9นต)องมการผลตขนในพนททใช)งาน

ปฏกรยาของคลอรนในนา

คลอรนเมออย�ในนาจะเกดปฏกรยาไฮโดรไลซส ให)กรดไฮโปคลอรส และ กรดไฮโดรคลอรก ดงสมการ

Cl2+ H2O HOCl (hypochlorous) + HCl

กรด HOCl แตกตวในนาจะให)hydrogen ion และ hypochlorite ion ดง สมการ

HOCl H+ + OCl-

Cl2 HOCl และ OCl- เรยกว�าคลอรนอสระคงเหลอ ( Free residual Chlorine) ปรมาณคลอรน

อสระคงเหลอชนดใดจะมากหรอน)อยกว�ากนอย�ท สภาพ pH ของนา ท pH ของนาตากว�า 1 คลอรนอสระคงเหลอจะอย�ในรปของคลอรนกDาซ (Cl2) ทงหมด และจะระเหยส�บรรยากาศ ท pH 1- 3.5 คลอรนอสระจะอย�ในรปของกDาซ และ HOCl ท pH ในช�วง 3.5 – 5.5 คลอรนอสระจะอย�ในรป HOCl ทงหมด ท pH ในช�วง 5.5- 9 จะอย�ในรปของ HOCl และ OCl-และท pH ตงแต� 9 ขนไป จะอย�ในรป OCl- (รปท 3-9)

รปท 3-9 ผลของ pH ต�อการเปลยนแปลงชนดของคลอรนอสระคงเหลอ

3-13


คลอรนอสระในรป HOCl มประสทธภาพในการฆ�าเชอโรคมากกว�าคลอรนในรป OCl– ถง 100 เท�า ดงนนเพอให)ประสทธภาพในการฆ�าเชอโรคสง ควรมคลอรนในรปของ HOCl เหลออย�ในนา ตามคาแนะนาขององค>การอนามยโลก การฆ�าเชอโรคในนาทงแบคทเรยและไวรส โดยทวไปกาหนดให)ปรมาณคลอรนอสระทเหลออย�ในนา เมอเวลาผ�านไป 30 นาท ต)องไม�ตากว�า 0.5 มก./ล. โดยท pH ของนา ไม�สงกว�า 8 และความข�น ไม�เกน 1 NTU

Combined residual chlorine มประสทธภาพในการฆ�าเชอโรคตา แต�คงทนอย�ในนาได)ยาวนานกว�าคลอรนอสระ ทง Free Residual Chlorine และ Combined Residual Chlorine รวมกนเรยกว�าคลอรนคงเหลอทงหมด (Total Residual Chlorine)

สาหรบคลอรนนาและคลอรนผง ปฏกรยาในนาเป9นไปตามสมการ

NaOCl + H2O HOCl + NaOH Ca(OCl)2 + 2H2O 2HOCl + Ca(OH)2

การใช)คลอรนนาและผง เมอเปรยบเทยบกบการใช)คลอรนกDาซ จะเหนว�าการใช)คลอรนนาและผงจะทาให)แนวโน)มของค�า pH เป9นไปในทางทสงขน เนองจากตามสมการ จะมด�างเกดขน แต�การใช)คลอรนกDาซจะทาให)แนวโน)มของค�า pH ในนาตาลง เนองจากมกรดเกดขน


3-14

ตารางท 3-1 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวงของสารเคมทใช)ในกระบวนการสร)างตะกอน (Coagulant)

ชนดสารเคม ช@วง pH

ทเหมาะสม คณสมบต ข�อด ข�อควรระวงการใช�งาน

1) สารส)ม (Alum หรอ Aluminium sulfate) Al2(SO4)3.nH2O (n=14 หรอ 18)

5.5-8.0

- มทงแบบแขง เป9นก)อน ผง สขาวปราศจากสงแปลกปลอมทมองเหนได) - แบบเหลว เป9นของเหลว ใส ไม�เป9นเจล ไม�มกลน ไม�มสปราศจากสงแปลกปลอมทมองเหนได) แบบแขง : คณลกษณะทางเคม - สารทไม�ละลายนาไม�เกน 0.3 % (w/w) - ความเป9นกรด-ด�าง (pH) ไม�น)อยกว�า 2.8 - อะลมนา (Al2O3) 16.0 % (w/w) - เกลอแอมโมเนยม (NH3) 0.03 % (w/w) - เหลก (Fe) 0.1 % (w/w) - โลหะหนก (Pb) 40 มก.ต�อกก. - สารหน (As2O3) 5.0 มก.ต�อกก. - แมงกานส (Mn) 50 มก.ต�อกก. - เป9นกรดและมฤทธกดกร�อน - ละลายนาได)ด 36.4 กรม/100 มล. (20 °C) - สารส)ม 1 มลลกรมต�อลตร จะทาลายสภาพ ความเป9นด�าง 0.5 มลลกรมต�อลตรของ CaCO3

แบบเหลว : คณลกษณะทางเคม - ให)ใช)เกณฑ1ครงหนงของแบบแขง และมความเป9นกรด-ด�าง (pH) ไม�น)อยกว�า 2.8

- หาซอง�ายและราคาถก - เหมาะสาหรบใช)ในการทาลายเสถยรภาพของคอลลอยค1และสารแขวนลอยจนเกดการสร)างตะกอน

- ควรควบคมการตกตะกอนให)มปรมาณสารเคมทเหมาะสม เพอประสทธภาพในการตกตะกอนปBองกนสารส)มตกค)างในนาประปา - การสมผสกบฝoนของสารส)ม ทาให)เกดอาการ ระคายเคอง อกเสบ ผวหนง ดวงตา ทางเดนหายใจ


3-15

ชนดสารเคม

ช@วง pH ทเหมาะสม

คณสมบต ข�อด ข�อควรระวงการใช�งาน

2) โพลอะลมเนยมคลอไรด1 (PACl หรอ Polyaluminum chloride) Al2(OH)xCl (6-x) เมอ x = 0-6

กว)างกว�า 5.5-8.0

1. ชนดผง คณสมบตทางด�านเคม - อะลมเนยมออกไซด1 (Al2O3) ไม�น)อยกว�า 29% (w/w) - เบสกซต (Basicity) 65 ถง 85 % (w/w) - ความเป9นกรดด�าง 3.5 ถง 5.0 - ซลเฟต 10.5 % (w/w) - เหลก (Fe) 1.0 % (w/w) - เกลอแอมโมเนยม (N) 300 มก.ต�อกก. - สารหน (As) 3.0 มก.ต�อกก. - แมงกานส (Mn) 45 มก.ต�อกก. - แคดเมยม (Cd) 3.0 มก.ต�อกก. - ตะกว (Pb) 15 มก.ต�อกก. - ปรอท (Hg) 0.3 มก.ต�อกก. - โครเมยม (Cr) 15 มก.ต�อกก.

- เหมาะสาหรบนาทมความข�นสง หรอนาทมคณสมบตตกตะกอนยากด)วยสารส)ม - ละลายนาได)เรวกว�า สารส)ม ใช)งานได)ดในนามอณหภมตา - ใช)ในปรมาณน)อยกว�าสารส)ม ทงนขนอย�กบคณภาพนา - การใช)สาร PACl แทนสารส)มสามารถเพมกาลงผลตโดยไม�ปรบโครงสร)างระบบผลต ลดระยะเวลาการเตรยมสารและการใช)พลงงาน - เหมาะสาหรบ กปภ.สาขาขนาดใหญ� ซงใช)สารเคมปรมาณมาก นาดบมความข�นสง หรอตกตะกอนยากด)วยสารส)ม - การเปลยนแปลงของ pH Alkalinity น)อยกว�าการใช)สารส)ม ทาให)ลดปรมาณการใช)สารเคมในการปรบ pH

- PACl ชนดผงมอายการเกบรกษาชนดผงไม�เกนกว�า 2 ป| - PACl ชนดแหลวมอายการเกบรกษาไม�เกนกว�า 1 ป| - กรณเป9นของเหลว ให)เกบในภาชนะประเภทพลาสตก หรอไฟเบอร1กลDาส - การสมผสฝoนหรอไอเข)าไปจะก�อให)เกด การระคายเคองและกดกร�อนต�อผวหนง ตาและทางเดนหายใจ

2. ชนดเหลว คณสมบตทางด�านเคม - อะลมเนยมออกไซด1 (Al2O3) ไม�น)อยกว�า 10- 11 % (w/w) - ความถ�วงจาเพาะ ท 200C 1.19 - เบสกซต (Basicity) 45 ถง 65% (w/w) - ความเป9นกรดด�าง 3.5 ถง 5.0 - ซลเฟต 3 .5 % (w/w) - เหลก (Fe) 100 มก.ต�อกก. - เกลอแอมโมเนยม (N) 100 มก.ต�อกก.

ตารางท 3-1 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวงของสารเคมทใช)ในกระบวนการสร)างตะกอน (Coagulant) (ต�อ)


3-16

ตารางท 3-1 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวงของสารเคมทใช)ในกระบวนการสร)างตะกอน (Coagulant) (ต�อ)

ชนดสารเคม ช@วง pH

ทเหมาะสม คณสมบต ข�อด ข�อควรระวงการใช�งาน

2) พอลอะลมเนยมคลอไรด1 (PACl) (ต�อ)

กว)างกว�า 5.5-8.0

ชนดเหลว (ต@อ) - สารหน (As) 1.0 มก.ต�อกก. - แมงกานส (Mn) 15 มก.ต�อกก. - แคดเมยม (Cd) 1 .0 มก.ต�อกก. - ตะกว (Pb) 5.0 มก.ต�อกก. - ปรอท (Hg) 0.1 มก.ต�อกก. - โครเมยม (Cr) 5.0 มก.ต�อกก.

3) เฟอรคลลอไรด1 (Ferric Chloride ) (FeCl36H2O)

5.0 – 11.0

- มทงเป9นผลกสนาตาล และของเหลวสนาตาลแกมเหลอง - ละลายนาได)ด มความเข)มข)น 46 % - ปฏกรยาเคมทเกดขนจะได)ตะกอนเฟอรคไฮดรอกไชด1สงถง 46 %

- ใช)ได)ดกบนาอ�อนทมสสง และใช)แก)ไขป?ญหาคณภาพนามกDาซไฮโดรเจนซลไฟต1 - ทาปฏกรยากบความเป9นด�างในนา - สามารถกาจดเหลกและแมงกานสในนาทม pH สงๆ

- เป9นกรดและมฤทธกดกร�อนสง จงไม�ควรเกบในถงเหลก - การสมผส สดดมฝoนหรอไอ จะทาให)ระคายเคอง ต�อทางเดนหายใจ ดวงตาและผวหนง

4) เฟอรสซลเฟต Ferrous sulfate (FeSO4.7H2O)

8.5- 11.0

ชนดผง - เป9นกรดและมฤทธกดกร�อน - เฟอรสซลเฟต 1 มลลกรมต�อลตร ต)องใช) ปนขาว 0.27 มลลกรมต�อลตร

- ใช)กบนาทมความเป9นด�างสงเพอให)เกดเป9นเฟอรสไฮดรอกไซด1 ซงละลายอยในนา จงต)องมการเตมอากาศหรอใส�คลอรนเพอออกซไดซ1เป9นเฟอรกไฮดรอกไซต1 จงจะตกตะกอนได) - ในนาธรรมชาตทมความเป9นด�างไม�เพยงพอทจะทาปฏกรยากบเฟอรสซลเฟต เพอให)เกดเป9นเฟอรกไฮดรอกไซต1 จงต)องเตมปนขาวลงไปเพอปรบ pH สงขนเป9น 8.5

- ใช)งานยากและมฤทธกรดกร�อนสง - .ในนาทมค�าความเป9นด�างน)อย ต)องใช)งานเฟอรสซลเฟต ร�วมกบปนขาวปรบ pH ให)สงกว�า 8.5 เพอให)เกดเป9นเฟอร1รกไฮดรอกไซด1


3-17

ตารางท 3-2 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวงการใช)งานสารเคมช�วยตกตะกอน (Coagulation aid)

ชนดสารเคม คณสมบต ข�อด ข�อควรระวงการใช�งาน

1) โพลอเลกโทรไลต1 (Polyelectrolyte) - มทงชนดเป9นเมดและเป9นของเหลว - เป9นสารอนทรย1 ทมโมเลกลขนาดใหญ� เกด ชนจากการรวมตวกนของ โมโนเมอร1เป9นสายยาว ทมนาหนกโมเลกลสง ทาหน)าทเป9นสะพานเชอมระหว�างอนภาค หรอฟลอกให)เกดเป9นฟลอกขนาดใหญ� และตกตะกอนได)ง�าย - ม 3 ประเภท ได)แก� 1) โพลเมอร1ประจบวก (Cationic Polymer) สามารถรวมตวกบตะกอนทมประจลบได)เป9นอย�างด นยมใช)ในการปรบสภาพตะกอน 2) โพลเมอร1ประจลบ (Anionic Polymer) เป9นสารทมประจลบเมอละลายนา ทาหน)าทเป9นสะพานเชอมต�อระหว�างอนภาคคอลลอยด1หลายๆ ตว ทาให)มขนาดใหญ� เกาะกนแน�นและตกตะกอนได)ง�าย 3) โพลเมอร1ทไม�มประจ (NonIonic Polymer) ส�วนใหญ�ไม�ละลายนาแต�ทาให)ตะกอนรวมกล�มกนได)ด ทาให)ฟลอคมขนาดใหญ� เกาะกนแน�น และตกตะกอนได)ง�าย

- เหมาะสาหรบนาดบทมความข�นสง หรอนาดบทมคณสมบตตกตะกอนยาก ตะกอนมนาหนกเบา - โพลเมอร1แบบประจลบและแบบไม�มประจทาหน)าทเป9นสะพานเชอมต�อระหว�างอนภาคคอลลอยด1หลายๆ ตว ทาให)มขนาดใหญ� เกาะกนแน�นและตกตะกอนได)ง�าย โดยเตมหลงการสร)างตะกอน โพลเมอร1ประจบวก สารมารถใช)ร�วมกบสารส)ม โดยเตมร�วมกบสารส)ม ซงช�วยลดการใช)สารส)มลงได)

- โพลเมอร1มราคาแพง - การเตมโพลเมอร1แต�ละชนด ต)องเลอกจดจ�ายให)เหมาะสม เพอให)เกดประสทธภาพสงสด


3-18

ตารางท 3-3 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวง การใช)งานของสารเคมปรบสภาพนา ก�อนและหลงตกตะกอนหรอเปลยนอออนจากรปละลายนาให)เป9นรปผลก

ชนดสารเคม คณสมบต ข)อด ข)อควรระวงการใช)งาน

1) ปนขาว (Lime)

- เป9นผงสขาว มฤทธเป9นด�างอ�อน ม pH 12 - มความสามารถในการละลายนาได)น)อยมาก ประมาณ 0.2 % - ปนสก มปรมาณเนอเทยบเป9น CaO ไม�น)อยกว�า 85% โดยปนสกละลายนาจะเกดความร)อน - ปนขาวมปรมาณเนอเทยบเป9น (Ca(OH)2) ไม�น)อยกว�า 85% เทยบเป9นเนอ CaO ไม�น)อยกว�า 65%

- ละลายนาได)น)อยมาก 0.2 % ดงนนการจ�ายปนขาวจงต)องจ�ายเป9นทงเนอและนา ( Slurry) ควรใช)ใบพดกวนอย�างช)าๆตลอดเวลา รวมทงควรมการล)างท�อด)วยนาประปา (Auto fushing หรอ manual fushing) เมอหยดจ�ายปนขาว เพอปBองกนปนขาวตกค)างในท�อจ�าย และโรงจ�ายปนขาวไม�ควรห�างไกลจากจดเตมสาร เพราะอาจเกดอดตนภายในท�อภายหลงได) - ปรบปรงสภาพความเป9นกรด-ด�างในนา และดน ของแหล�งนาดบ - ใช)ในการกาจดความกระด)างในนา - ใช)ในการปรบ pH ให)สงกว�า 9.0 เพอกาจดแมงกานส

- การสมผสจะก�อให)เกดการระคายเคองและมฤทธกดกร�อนต�อผวหนง ดวงตา ทางเดนหายใจ

2) โซดาแอช (Soda Ash) (Sodium carbonate) Na2CO3

- มลกษณะเป9นผงสขาว ไม�มกลน สามารถดดความชนจากอากาศได)ด - ละลายได)ในนา - มฤทธเป9นด�างแก�เมอละลายนา

- ช�วยเพมค�าความเป9นด�าง (เพมค�าpH) ในนา - ใช)ร�วมกบปนขาวในระบบกาจดความกระด)าง - เกบในภาชนะบรรจทป�ดแน�น ในทเยนและแห)ง เพอปBองกนความชน

- การกลนหรอกน อาจทาให)เกดความระคายคอ วนเวยนศรษะ - การหายใจ สดดม ก�อให)เกดอนตราย ควรหลกเลยง โดยเฉพาะอย�างยงการได)รบเป9นเวลานาน - การสมผสทางผวหนง ก�อให)เกดความระคายเคอง อาจเกดอาการแสบไหม) - หากเข)าตา จะเกดอาการระคายเคองอย�างรนแรง เป9นอนตรายได)


3-19

ตารางท 3-3 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวง การใช)งานของสารเคมปรบสภาพนาก�อนและหลงตกตะกอนหรอเปลยนอออนจากรปละลายนาให)เป9นรปผลก(ต�อ)


3) โซดาไฟ (Sodium Hydroxid) (Caustic soda ; NaOH)

- มทงทเป9นของแขง (เป9นก)อนหรอเกลด) และเป9นของเหลว (ซงมความเขมข)นต�างๆกน) - ถ)าอย�ในรปของสารละลาย มฤทธในการกดกร�อน เนองจากเป9นด�างแก� - ถ)าอย�ในรปของของแขง จะดดความชนได)ดมาก เมอเอาออกมาจากภาชนะจะกลายเป9นของเหลว

- ใช)ประโยชน1ในการปรบ pH ในระบบผลตนา

- หลกเลยงการเตรยมโซดาไฟในภาชนะพลาสตก เนองจากจะเกดความร)อนในขณะททาให)เป9นสารละลาย - หลงจากการเตรยมเป9นสารละลายควรทงไว)ให)เยนก�อนทาการจ�าย - ถ)าหายใจเข)าไป จะเกดอนตรายต�อร�างกาย ระคายเคองต�อทางเดนหายใจ และดวงตา - เกบในภาชนะบรรจทป�ดแน�น สนท

4) กรดเกลอ (Hydrochloric Acid) (HCl)

- เป9นสารทไม�มส กลนฉน มฤทธผกร�อนอย�างรนแรง - ในรปของเหลว เรยกว�ากรดเกลอ ( Hydrochloric acid ) - ถ)ามสถานะเป9นกDาซ เรยกว�า Hydrogen chloride

- ใช)ในการปรบลดความเป9นกรดในนา

- หากสมผสหรอ การหายใจเอาไอกรดเข)าไปจะก�อให)เกดระคายเคองต�อดวงตา ผวหนง และทาลายระบบทางเดนหายใจอย�างรนแรง -ควรเกบในภาชนะทมการป�ดผนกอย�างด มฉลากกากบอย�าง ชดเจน เวลาใช)ต)องสวมถงมอ หน)ากากปBองกนไอกรด - เกบให)ห�างจากแหล�งกาเนดความร)อน ถ�ายเทอากาศทด เยนและแห)ง ควรนามาใช)ในปรมาณทต)องการเท�านน


3-20

ตารางท 3-3 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวง การใช)งานของสารเคมปรบสภาพนาก�อนและหลงตกตะกอนหรอเปลยนอออนจากรปละลายนาให)เป9นรปผลก(ต�อ)


5) ด�างทบทม (KMno4) (Potassium Permanganate)

- เป9นเกลดสม�วงเข)ม มฤทธเป9นด�าง เมอละลายนา pH อย�ในช�วง 7-9 - ละลายนาได)ดท 6.38 g/100 mL (20 °C) - เป9นสาร oxidant อย�างแรง

- ใช)กาจดเหลก แมงกานส ส กลน กDาซไข�เน�า และเชอราบางชนดได)

- จะรบกวนการหาคลอรนคงเหลอในนาการใช) สาร DPD - การสมผสเข)าไปจะก�อให)เกดการระคายเคองต�อผวหนง ดวงตา และทางเดนหายใจ - สารละลายด�างทบทมไม�เสถยร สลายตวเองได) เมอทาปฏกรยากบออกซเจนในอากาศ หรอโดนความร)อน แสงแดด กลายเป9น MnO2 - เมอทาปฏกรยาในนาจะเปลยนรปเป9น MnO2 เป9นตะกอนสดา จงต)องควบคมปรมาณการใช)และเวลาการเกดปฏกรยาให)เหมาะสม เพอปBองกนแมงกานสตกค)างเกนเกณฑ1ทกาหนด

6) โอโซน (Ozone) (O3) - โอโซนเป9นกDาซทสลายตวเป9นออกซเจนได)อย�างรวดเรว มสนาเงนอ�อนและมกลนเฉพาะตว

- ทาปฏกรยาต�อสารต�าง ๆ ได)รนแรงกว�าคลอรน

เช�น กาจดซลไฟด1 ไนไตรท1 ไซยาไนด1 และโลหะบางชนด เช�น เหลก แมงกานส เป9นต)น -เป9นสารฆ�าเชอโรคในนาทด และยงมประสทธภาพสงในการทากาจดกลน ส ทาให)นามรสชาตนาดม - ใช)ทาลายสปอร1ของเชอโรคบางชนดได) ซงคลอรน ไม�สามาถทาลายได) เช�น Giardia lamblia และ Cryptosporidium spp.

- เมอโอโซนอย�ในนาสะอาดอณหภมและสารละลายในนาจะเร�งให)โอโซนสลายตวได)รวดเรวยงขน ทาให)ไม�มโอโซนตกค)างเพอการฆ�าเชอโรคในระบบท�อส�งนาประปา -ภาชนะบรรจต)องเป9นวสดททนต�อการกดกร�อนเช�น แก)ว เซรามคส1, Stainless steel 316 เป9นต)น เพราะเป9นสารเตมออกซเจนทแรงมาก (Oxidizing agent) - โอโซนเป9นกDาซพษทก�อให)เกดการระคายเคองอย�างรนแรง อาจถงแก�ชวตได)


3-21

ตารางท 3-4 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวงการใช)งานสารเคมกาจด สาหร�าย ส กลนและฆ�าเชอโรคในนา ชนดสารเคม คณสมบตทเหมาะสม ข)อด ข)อควรระวงการใช)งาน

1). ถ�านกมมนต1 (Activated Carbon) - เป9นผลตภณฑ1ทประกอบด)วย คาร1บอน ทได)จาก ถ�าน เป9นวสดทมโครงสร)าง รพรนขนาดเลก (microporosity) เกดขนจานวนมากและขนาดรพรนแตกต�างกน ขนอย�กบกรรมวธการผลต และวตถประสงค1การใช)งาน ถ)ามพนทผวการดดซบสงมากจะทาให) มคณสมบตดดซบทด เนองจากสามารถกาจดส กลน กDาซได)อย�างมประสทธภาพ ม 3 ชนดคอถ�านกมมนต1ชนดเมด ชนดผง และชนดแท�ง ทกชนดต)องเป9นสดา ปราศจากสงแปลกปลอมทมองเหนได) -มความสามารถในการละลายนาตา

- ใช)เป9นสารในการกาจดกลนและสได)ด หาซอง�าย ราคาไม�แพง

- ปรมาณการใช)ในระบบผลตนาประปาขนอย�กบคณภาพแหล�งนา โดยนามาใช)งาน 2 ชนด คอ - ชนดผง ควรเตม ผงถ�าน คลอรน /สารปรบสภาพความเป9นกรด-ด�าง และสารสร)างตะกอน ตามลาดบจะเกดประสทธภาพมากกว�าเตมหลงสารส)ม ส�วนชนดเมด ใช)เป9นสารกรองนาได) - ควรสวมแว�นตาและหน)ากากเพอปBองกนการฟBงกระจาย และการระคายเคอง ตา ทางเดนหายใจ - หากต)องใช)ในบรเวณพนทป�ด ควรมการระบายอากาศ หรอมเครองช�วยหายใจ เพอปBองกนการขาดออกซเจน

2) คอปเปอร1ซลเฟต (CuSO4) Copper Sulfate หรอจนส

- เกลอนจะอย�ในรปสารประกอบทมนา(CuSO45H2O) มสเทา ส�วนในรปไม�มนา (CuSO4)อย�ในโมเลกล จะมสนาเงน

- ใช)เป9นสารปBองกนการเกดตะไคร�นาและสาหร�ายได) แต�ต)องควบคมปรมาณการใช)งานให)เหมาะสมด)วย เนองจากอาจมสารตกค)างและส�งผลกระทบต�อสตว1นา พชนาและระบบนเวศน1ได)


3-22

ตารางท 3-4 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวงการใช)งานสารเคมกาจด สาหร�าย ส กลนและฆ�าเชอโรค ในนา(ต�อ) ชนดสารเคม คณสมบต ข)อด ข)อควรระวงการใช)งาน

3) คลอรน (Chlorine) - คลอรนสามารถดารงอย�ในสภาพของเหลวและกDาซ - มเนอคลอรน 99.5% w/w - กDาซจะมสเหลองแกมเขยว ของเหลวมสเหลองอาพน กลนฉนแสบจมก - คลอรนกDาซหนกกว�าอากาศ 2.5 เท�า ส�วนคลอรนเหลวหนกกว�านา 1.5 เท�า - ทความดนปกตคลอรนเหลว มจดเดอด -340C และจดหลอมเหลว -1010C - การละลายนาท 20 C: 0.7 % - ไม�ตดไฟแต�ช�วยให)เกดการลกไหม) - การขยายตวจากของเหลวเป9นกDาซ 460 เท�า

- ความดนของคลอรนกDาซในภาชนะบรรจเท�ากบ 10 เท�าของความดนบรรยากาศทอณหภม 350C เมออณหภมสง ความดนภายในภาชนะบรรจจะสงด)วย ถ)าอณหภมสงถง 650C ความดนในภาชนะบรรจจะสงถง 20 เท�าของบรรยากาศ ดงนนต)องเกบภาชนะไว)ในทร�ม มอากาศถ�ายเทสะดวก - คลอรนใช)ฆ�าเชอโรคในนาประปาได)อย�างมประสทธภาพ ราคาไม�แพง - คลอรนใช)ในการปBองกนการเจรญเตบโตของสาหร�าย - คลอรนใช)เป9นสารเคมปรบเปลยนอออนของเหลกและแมงกานสให)อย�ในรปของตะกอน

- คลอรนเมอมความชนจะกดกร�อนโลหะเกอบทกชนด - เป9นอนตรายต�ออวยวะของร�างกาย เช�น ตา จมก ผวหนง เกดอาการอกเสบและบวมพอง หายใจไม�สะดวกและอาจตายได)ถ)าหายใจเข)าไปในปรมาก - ต)องมพนทใช)งานได)สะดวกและมมาตรการปBองกนภยจากคลอรน และปฏบตตามค�มอความปลอดภยการใช)คลอรนกDาซ

4) โซเดยมไฮโปคลอไรต1 Na(OCl)2

- เป9นสารละลายสเหลองอมเขยว มเนอคลอรน 10 % มเสถยรตากว�าแคลเซยมไฮโปคลอไรต1 (Na(OCl)2 ) - pH >11

- มราคาถก การใช)งานเหมาะกบระบบประปา ขนาดเลก หรอเตมระหว�างทางในระบบจ�ายนาในกรณทระบบท�อจ�ายนามระยะทางไกล

- แคลเซยมไฮโปคลอไรต1และโซเดยมไฮโปคลอไรต1ทาปฏกรยาได)กบโลหะ ฉะนนภาชนะทใช)เกบต)องเป9นพลาสตก ทาด)วยพอลเอทลน วสดทใช)ตกต)องไม�ใช�โลหะ - อายในการเกบไม�เกน 2 เดอน -ไอระเหยของโซเดยมไฮโปคลอไรต1 ทาให)เกดระคายเคองต�อทางเดนหายใจและ ผวหนง


3-23

ตารางท 3-4 แสดงชนด คณสมบต ข)อดและข)อควรระวงการใช)งานสารเคมกาจด สาหร�าย ส กลนและฆ�าเชอโรค ในนา (ต�อ) ชนดสารเคม คณสมบต ข)อด ข)อควรระวงการใช)งาน

5) แคลเซยมไฮโปคลอไรต1 ชนดเมด Ca(OCl)2

- เป9นชนดผงหรอเมด สขาว หรอ อมเหลอง - มสารประกอบด)วยเนอคลอรนในช�วง 60-65 %

- เหมาะกบระบบผลตนาขนาดเลก มสถานท และพนกงานประจา

- ควรเกบรกษาในภาชนะทป�ดสนท เนอคลอรนเสอมสลายได)ง�าย - การเตรยมสารละลายคลอรน ควรเตมสารนลงในนา

6) คลอรนไดออกไซต1 (Chlorine dioxide) (ClO2)

- มกลนฉนคล)ายกลนคลอรน ไม�เสถยรเมออย�ในสถานะกDาซ มจดเดอดท 11 0C - คลอรนไดออกไซด1เหลว เกดระเบดได) เมอมความเข)มข)นมากกว�า 11 % ในอากาศ - เมอละลายนาจะได)สารละลายสเหลอง ค�อนข)างเสถยร - การกาจดเชอโรคของคลอรนไดออกไซด1จะเพมขนเมอ pH เพมขนและอณหภมเพมขน ช�วงของ pH ทเหมาะสมในการกาจดเชอโรคอย�ในช�วง 5-9

- มประสทธภาพในการออกซไดซ1มากกว�าคลอรนกDาซ (Cl2) 2.5 เท�า - ไม�ทาปฏกรยากบสารอนทรย1เกดเป9น ไตรฮาโลมเทน (THMs) - ไม�ทาปฏกรยากบสาร Phenol ซงเป9นสารททาให)เกดกลนในนา - กาจด Biofilm และกลนในนา และ ทาลายเชอ Protozoa (Giardia lamblia และ Cryptosporidium spp.) ได)ดกว�าคลอรนชนดอน

- เมออย�ในสารละลายทเป9นเบส จะเกดแตกตวได)คลอไรท1 และ คลอเรท ซงเป9นข)อจากดของการใช)คลอรนไดออกไซด1ในการกาจดเชอโรค จงต)องควบคมการใช)คลอรนไดออกไซด1 เพอลดการเกดคลอไรท1

3-24


3.3 การรบและจดเกบสารเคม การรบและจดเกบสารเคมทใช)ในกระบวนการผลตนาประปามความสาคญ เพอให)มสารเคมใช)มคณภาพตามมาตรฐานตลอดอายการใช)งาน และสะดวกในการตรวจสอบปรมาณการใช)งานจรง ตามยอดคงเหลอในแบบฟอร1มทเกยวข)อง จงควรปฏบต ดงน 3.3.1 การรบสารเคม ให)ตรวจสอบเครองหมายและฉลากบนภาชนะบรรจ เป9นไปตามท กปภ.กาหนด และทาการตรวจนบปรมาณสารเคมให)ตรงกบใบส�งของ 3.3.2 การจดเกบสารเคมทใช�ในระบบผลตนาประปา ตามตวอย�างในตารางท 3-5 ดงน ตารางท 3-5 แสดงภาพการจดเรยงสารเคมในโรงเกบจ�ายสารเคมของกปภ.สาขา

การเกบสารเคมในระบบผลต การปฏบตงาน สารเคมทใช)ในการตกตะกอน

1) อาคารเกบ-จ@ายสารเคมต�องสะอาด � จดวางสงของให)เป9นระเบยบเรยบร)อย สามารถเดน เข)า-ออกได)สะดวก � ไม�มหยากไย� หรอขยะ บรเวณภายนอกและภายในโรงเกบสารเคม � จดช�องทางให)สะดวกต�อการเคลอนย)ายสารเคม � ควรเกบในภาชนะทมการป�ดผนกอย�างด มฉลากกากบอย�าง ชดเจน เวลาใช)ต)องสวมถงมอ หน)ากากปBองกนไอกรด 2) การจดวางและจดเรยงสารเคม � ตามวนทส�งของ หรอตามร�น (Lot.) ทจดส�ง สามารถเบกใช)ตามหลกการเข)าก�อน-ออกก�อน (First in -First out) และแยกพนทจดเกบไว)เป9นสดส�วนระหว�างของใช)แล)วกบของยงไม�ใช) � จดวางสารเคมบน Pallet อย�างเป9นระเบยบ สามารถตรวจสอบ หรอเบกใช)ได)ง�ายและสะดวก � แบ�งประเภท/ชนดของสารเคม � ตดรหสและชอสารเคม � มบตรคม Stock โดยปรมาณสารเคมคงเหลอในบตร/ชนวาง ต)องเท�ากบปรมาณสารเคมทมอย�จรงและในระบบ Template/SAP � แยกสารเคมสภาพดและชารดออกจากกน

บตรคม Stock สารเคม

3-25


ตารางท 3-5 แสดงภาพการจดเรยงสารเคมเพอใช)ในการปฏบตงานในระบบผลต (ต�อ)

การเกบและจดเรยงสารเคม การปฏบตงาน 1) สารเคมทใช)ในระบบกรองและฆ�าเชอโรค

1) อาคารเกบถงคลอรน � ควรตงอย�บนระดบเดยวกบพนดน � ภายในอาคารต)องแห)ง และเยน มประตแบบเป�ดออกและควรมทางเข)ามากกว�า 1 ทาง พนภายในต)องเรยบ � มหน)าต�างเพอตรวจสอบการทางาน โดยไม�ต)องเข)าไปในห)องคลอรน � ระบบระบายอากาศ ต)องตดตงอย�ในระดบใกล)เคยงพนดน � ขณะใช)ควรสวมแว�นตา ถงมอ และชดปBองกนอย�างรดกม � ต)ควบคมไฟควรมการจดวางนอกห)องคลอรนเพอปBองกนการกรดกร�อน 2)การเกบรกษาภาชนะบรรจคลอรน � วางถงคลอรนบนพนเรยบ � แยกถงเปล�าและถงทมคลอรนออกจากกนพร)อมมปBายแสดง � ห)ามวางไว)ใกล)ระบบระบายอากาศของตวอาคาร หรอในททอาจถกของหนกกดทบได) � ไม�ควรเกบถงทมคลอรนไว)นานเกน 6 เดอน 3) อปกรณ>ความปลอดภย � ควรมอปกรณ1ความปลอดภย เช�นอ�างล)างตา และ ฝ?กบวฉกเฉน เป9นต)น � อปกรณ1แก)ไข กรณคลอรนกDาซรว อย�ใกล)อาคารเกบถงคลอรน � ปBายแสดงสถานทเกบ ปBายแสดงการปฐมพยาบาล � ห)ามผ)ไม�มหน)าทเกยวข)องเข)าอาคารเกบถงคลอรน

ทอคลอรน ใหม

ทอคลอรน ใชงานแลว

หองคลอรน

3-26


3.4. การเตรยมสารเคม 3.4.1 การหาปรมาณสารเคมทเหมาะสม 3.4.1.1 การทดสอบหาปรมาณสารเคมทเหมาะสมในการตกตะกอนด)วยเครองจาร1เทสต1 (Jar Test) สามารถนามาใช)ในการศกษากระบวนการกวนเรวและกวนช)า เพอจาลองสภาวะทเกดขนในระบบประปาได) โดยความเรวใบพดทงการกวนเรว ระยะเวลากวนเรว การกวนช)า และระยะเวลากวนช)า จะต)องคานวณให)สอดคล)องกบค�าvelocity Gradient (G) และเวลา ป?จจยในการตกตะกอนขนกบ พเอช ส ความข�น ส�วนประกอบทอย�ในนา ชนดของสารตกตะกอน อณหภม อตราเรวของการกวน ระยะเวลาในการกวน ซงนาดบแต�ละแห�ง ต)องการปรมาณสารทเหมาะสมในการตกตะกอนทต�างกน ปรมาณสารเคมทเหมาะสมสามารถกาจดความข�น ส สาหร�ายในนาไห)ลดลงได) การทดสอบจาร1เทสต1ให)ปฏบตงานตามวธปฏบตงาน การทาจาร1เทสต1 และการคานวณปรมาณสารเคมทใช)ในการตกตะกอนและบนทกลงในแบบฟอร1มจาร1เทสต1 และวธปฏบตงานทเกยวข)อง 3.4.1.2 การใช)สถตข)อมลย)อนหลงทผ�านมา เพอหาปรมาณการใช)สารเคมในระบบผลตนาโดยการหาความสมพนธ1ระหว�างคณภาพนากบปรมาณการใช) /อตราการจ�าย/เปอร1เซนต1การเตรยมสารเคม ทาให)งานผลตสามารถปรบจ�ายสารเคมได)อย�างสะดวก โดยเฉพาะกรณทคณภาพนาดบเปลยนแปลงอย�างฉบพลนในช�วงฤดนาหลาก ซงคณภาพนาอาจแปรเปลยนแปลงตลอดเวลาในรอบวนได) นอกจากนการเปรยบเทยบข)อมลการใช)สารเคมกบระหว�างผลทดสอบจาร1เทสต1ประจาเดอนกบคณภาพนา (ความข�น) จะเหนการเปลยนแปลงคณภาพนาดบในรอบป| สามารถตรวจสอบความสอดคล)องปรมาณการใช)สารเคมทใช)จรงกบผลจาร1เทสต1 เมอคณภาพนาเปลยนไปได) 3.4.2 การเตรยมสารเคม 3.4.2.1 การเบกสารเคม ให)เบกชนด ปรมาณสารเคม และทาการตดยอดสารเคมคงเหลอในบตรคม Stock และลงบนทกในแบบฟอร1มการใช)สารเคมและสมด ป44ผ. 3.4.2.2 การเตรยมสารเคมเพอใช)ในการตกตะกอน ให)เป9นไปตามวธปฏบตงาน การเตรยมจ�ายสารเคม (สารส)มหรอ PACl ปนขาว คลอรน หรออนๆ) โดยบนทกในแบบฟอร1มบนทกการปฏบตงานประจาวน เพอทาการจ�ายสารเคมเข)าในระบบผลตนาต�อไป

3-27


A เครองจ�ายสารเคมชนดไดอะแฟรม B เครองจ�ายสารเคมชนดลกสบ (Diaphragm Dosing Pump) (Piston Dosing Pump)

C เครองจ�ายสารเคมชนดสกร D เครองจ�ายสารเคมแบบหอยโข�ง (Screw Dosing Pump) (Centrifugal pump)

รปท 3-10 A-D แสดงลกษณะเครองจ�ายสารเคมทใช)ในกระบวนการผลตนาประปา

3.5 เครองจ@ายสารเคม เครองจ�ายสารเคม มหน)าทสาหรบสบจ�ายสารเคม เข)าส�ระบบการผลตประปาหรอการปรบปรงคณภาพนา ในสถานผลตนาประปา ดงน 3.5.1 เครองจ@ายสารเคมชนดไดอะแฟรม (Diaphragm Dosing Pump) ป?�มไดอะแฟรม (Diaphragm Pump) การทางานของไดอะแฟรมป?�มเหมอนกบป?�มลกสบ เพยงแต�ลกสบไม�มการสมผสกบของเหลวโดยตรง แต�มการตดตงแผ�นวสดทมความยดหย�นคนเอาไว)ระหว�างลกสบกบของเหลว ดงนนสามารถปBองกนการรวไหลของสารททาการป?�มและปBองกนไม�ให)สารทใช)หล�อลนระหว�างลกสบกบกระบอกสบเข)าไปปนเป��อนสารททาการป?�มด)วย ป?�มพวกนบางชนดสามารถทางานกบของเหลวทสามารถกดกร�อนโลหะได)เพราะตวลกสบและกระบอกสบททาจากโลหะนนไม�ได)มการสมผสกบของเหลวโดยตรง ในกรณทของเหลวททาการป?�มนนมของแขงแขวนลอยอย� โอกาสทของแขงทแขวนลอยจะเข)าไปแทรกอย�ในช�องว�างระหว�างกระบอกสบและลกสบจะไม�ม ป?�มพวกนกให)พฤตกรรมการไหลเป9นจงหวะเช�นเดยวกบป?�มลกสบ การใช)งานทวไปจะเป9นป?�ม ทใช)สาหรบ ดดของเหลวทมความหนดเช�น นา มนหรอสารเคม เป9นจดเด�นของ ป?�มไดอะแฟรม เพราะว�าจะทาให)ควบคมปรมาณของเหลวได)ง�ายและค�อนข)างแม�นยา จงทาให) นยมใช)ในงานอตสาหกรรม ข)อจากดของป?�มพวกนอย�ตรงทวสดทใช)ทาแผ�นไดอะแฟรม ทาให)ไม�สามารถผลตความดนได)สงมาก และต)องคานงถงของเหลวทใช)ในการป?�มด)วยว�าจะเข)าไปทาลายวสดทใช)ทาแผ�นไดอะแฟรมหรอไม�ด)วย (http://tamagozzilla.blogspot.com/2 0 1 3 / 0 3 / mo-memoir-saturday-2 3 -march-2 5 5 6 . html, 15 ธนวาคม 2557)

3-28


3.5.2 เครองจ@ายสารเคมชนดลกสบ (Piston Dosing Pump) ได)ร)บการออกแบบอย�างละเอยดประณต และใช)เครองจกรการผลตทมความแมนยาสง ป?�มแบบลกสบอย�างง�ายๆ ให)ลองนกถงหลอดฉดยา ซงมแกนเปรยบเสมอนเป9นลกสบของป?�ม เมอเราดงแกนหลอดฉดยาถอยหลงจะทาให)เกดโพรงอากาศ (ปรมาตร) ขนภายในหลอดฉดยาทาให)ของเหลวถกดดเข)าไปอย�ในหลอดฉดยาและเมอเราดนแกนหลอดฉดยาไปข)างหน)า ซงเปรยบเหมอนกบลกสบเคลอนตวไปแทนทปรมาตรของเหลวทเกดขนก�อนหน)านนจะทาใหของเหลวในหลอด ฉดยาเคลอนตวออกจากหลอดส�ภายนอก เหมาะกบการสบจ�ายของเหลวทมความหนดยงของเหลวมความหนดมากยงเป9นผลดเพราะความหนดจะช�วยให)เกดการซลภายในป?�ม ทาให)การดดและการอดของเหลวผ�านป?�มชนดนเกดขนอย�างเตมประสทธภาพปมชนดนจงเหมาะสาหรบสบจ�ายของเหลวหนด เช�นนามนเครอง, สารเคมต�างๆ, ยางมะตอย, กาว, โฟม, กากตะกอน (งานนาเสย), ยางธรรมชาต (http://www.siamrajpump.com/files/pumpguru/0dEAyhLXIzThu123535...pdf ,20 ธนวาคม 2557) 3.5.3 เครองจ@ายสารเคมชนดสกร (Screw Dosing Pump) สกรป?�มอาศยการหมนของแท�งสกรในท�อทรงกระบอก (cylinder) ซงอาจมสกรเพยงตวเดยวหมนอย�ในกระบอก หรอมสกรสองตวขบกบและหมนอย�ในกระบอกเดยวกน การป?�มด)วยสกรนใช)ได)ตงแต�ของเหลวทมความหนดสง (เช�นพลาสตกหลอมเหลวในเครอง extruder หรอเครองฉดพลาสตก) วตถของแขงทเป9นผงละเอยดหรอชนอ�อนน�ม (เช�นวสดผง หรอเนอบด) ไปจนถงการอดกDาซ (มกเป9นแบบสกรค� - twin screw compressor) สกรป?�มใช)งานได)ดกบของเหลวทมความหนดสงและต)องการป?�มให)มความดนสง และยงให)การไหลทราบเรยบกว�าป?�มลกสบเกยร1ป?�ม โรตารป?�มชนด lobe และสกรป?�ม ให)การไหลทราบเรยบมากกว�าป?�มลกสบ แต�จะให)ความดนในการอดตวทตากว�า ป?�มพวกนทางานกบของเหลวทหนดได)ด และยงสามารถใช)กบพวกของเหลวกงของแขง (เช�นครม เจล) ของแขงทผลกดนให)ไหลได) (เช�นพวกผงอนภาค เนอบด ฯลฯ ได)ด) 3.5.4 เครองจ@ายสารเคมแบบหอยโข@ง (Centrifugal pump) ป?�มประเภทนทางานโดยใช)ใบพดดดของเหลวเข)ามาตรงบรเวณแกนกลางใบพด และเหวยงออกไปทางขอบใบพด ดงนนความดนทผลตได)จะขนอย�กบรอบการหมนและขนาดของใบพด กล�าวคอรอบการหมนทสงและขนาดใบพดทใหญ�กจะทาให)ได)ความดนด)านขาออกมากขน แต�ถ)าเทยบกบการอดเพมความดนในจงหวะเดยวแล)ว พวกป?�มหอยโข�งจะสร)างความดนได)น)อยกว�าพวก positive displacement pump ข)อดของป?�มหอยโข�งคอจะให)รปแบบการไหลทราบเรยบป?�มหอยโข�งไม�เหมาะกบของเหลวทมความหนดสง การใช)ป?�มหอยโข�งในการสบของเหลวทมอณหภมใกล)จดเดอดกต)องระวง (http://tamagozzilla.blogspot.com/2014/10/ph-probe-mo-memoir-friday-31-october.html, 15 ธนวาคม 2557)

3.6 การจ@ายสารเคม 3.6.1 ระบบตกตะกอน นาข)อมลผลทดสอบจาร1เทส กาลงผลต เปอร1เซนต1ของสารละลายเคม เพอคานวณหาอตราจ�ายสารเคมแต�ละชนด โดยปรบเครองจ�ายสารเคมให)ได)ตามปรมาณทคานวณไว) ตรวจวดคณภาพนาในกระบวนการผลต และองค1ประกอบอนๆ เพอควบคมให)ระบบผลตนาสามารถผลตนาได)มาตรฐานอย�างประสทธภาพและต�อเนอง

3-29


3.6.2 ระบบการกรอง การเตมคลอรนก�อนเข)ากรอง มจดประสงค1เพอกระต)นให)ทรายกรองเป9น Mn-sand รวมทงกาจดสาหร�ายและแมงกานส ซงควรควบคมปรมาณคลอรนอสระคงเหลอหลงกรองอย� ในช�วง 0.5 มก./ล. โดยปรมาณคลอรนทเตมก�อนเข)าระบบกรอง ได)จากการทดสอบหาค�าความต)องการคลอรนในนา 3.6.3 ระบบฆ@าเชอโรค - Post-Chlorination เป9นการเตมคลอรนในนาทผ�านการกรองแล)ว เพอกาจดเชอโรคในนาหลงกรอง ก�อนสบจ�ายบรการไปยงผ)ใช)นา - Re-chlorination เป9นการเตมคลอรนระหว�างกลาง โดยตดตงสถานสาหรบเตมคลอรน เพอรกษาระดบปรมาณคลอรนคงเหลอตกค)างให)ครอบคลมทวทกพนทในระบบจ�ายนา

1) การหาค�าความต)องการคลอรนของนา (Chlorine Demand) กปภ.ใช)คลอรนกDาซและสารประกอบคลอรนในระบบฆ�าเชอโรค(Disinfection) คลอรนเป9น

สารออกซงอย�างแรง เมอเตมลงในนาจะทาปฏกรยากบสารต�างๆในนาได)อย�างรวดเรว ถ)าเตมคลอรนน)อยเกนไปกจะไม�มคลอรนคงเหลอในนา แต�ถ)าเตมคลอรนให)มากพอหลงจากทาปฏกรยากบสารต�างๆในนาแล)ว จะมคลอรนคงเหลออย�ในนา ทาให)สามารถใช)ฆ�าเชอโรคในนาได) ปรมาณคลอรนทใช)ในการทาปฏกรยากบ สารในนาเรยกว�า “Chlorine Demand”

ค�าความต)องการคลอรนของนาเป9นค�าคลอรนทต)องการเพอทาปฏกรยากบสารอนทรย1หรอพวกสารลดออกซเจนในนา เมอใดทคลอรนทเตมลงไปทาปฏกรยากบสารเหล�านนหมดเรยบร)อยแล)ว จะเรมแสดงคณสมบตในการฆ�าเชอโรคทนท ค�าความต)องการคลอรนของนาเป9นผลต�างระหว�างปรมาณคลอรนทเตมและปรมาณของfree combined หรอ total residual chlorine ทเหลอภายหลงจากททงไว)ให)ทาปฏกรยากบสารในนาในเวลาทกาหนดให) ค�าความต)องการคลอรนของนาแต�ละชนดจะต�างกน แม)แต�นาชนดเดยวกน ค�านยงเปลยนไปแล)วแต�ปรมาณคลอรนทเตม ค�าresidual Chlorine ทต)องการ เวลาของการสมผส พเอช และอณหภม

ค�าความต)องการคลอรนของนาและปรมาณของคลอรนทจะต)องใช)เตมลงไปในนานนๆ เพอให)ได) residual chlorineตามทต)องการ อาจหาได)โดยการเตมคลอรน (อาจในรปคลอรนกDาซ สารละลายคลอรน สารประกอบคลอรน) ในปรมาณต�างๆกนจากน)อยไปมากในอนกรมของนา ตงทงไว)ในเวลาทต)องการ จากนนทาการหาค�า residual chlorine (ในรปfree combined และTotal)ในนา เมอนามาพลอคระหว�างcurve chlorine dose (chlorine added) เป9นมลลกรมต�อลตรกบ residual chlorine (ในรปต�างๆ ดงกล�าว )เป9นมลลกรมต�อลตร จากcurve (ซงเรยกว�า breakpoint chlorination curve) เมอได)จดทมการลดลงของcombined ได) residual chlorineตาสดอย�างทนท ในขณะท free residual chlorine เรมตรวจพบในนาและเพมขนเรอยๆ ตามปรมาณคลอรนทเตมทเพมขน จดนเรยกว�า Break point จากนกสามารถหา chlorine dose ทใช)และค�าความต)องการคลอรนของนาได) ดงน

Residual chlorine = Chlorine added - Free residual chlorine

2) ปรมาณการเตรยมหรอจ�ายคลอรน คลอรนกDาซ หรอสารประกอบคลอรน ให)เป9นไปตามวธปฏบตงานทเกยวข)อง

3-30


3.7 การจดทาแผนการจดหาสารเคมสารอง การพจารณาความเหมาะสมของชนดและปรมาณสารเคม เพอจดทาแผนการจดหาสารเคม ต)องมข)อมลทสามารถบ�งบอกแหล�งทมาได) เช�น ข)อมลทดสอบจาร1เทสต1ท กปภ.สาขาในสงกดส�งให) กปภ.ข. ประมาณการใช)สะสมของป|ทผ�านมา กาลงผลต ชวโมงการผลตนา คณภาพนาและการวนจฉยความเสยงระบบผลต เป9นต)น ซงจะทาให)การใช)สารเคมในระบบผลตนาประปามประสทธภาพและประสทธผลอย�างต�อเนอง

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

3-31

ค�มอกระบวนการหลก กระบวนการผลตนาประปา พ.ศ. 2558 การประปาส�วนภมภาค

บรรณานกรม

1. คณะทางานค�มอหลกขององค'กร คณะท 1. (2552). ค�มอระบบงานผลต. การประปาส�วนภมภาค พ.ศ.2552 กรงเทพมหานครฯ

2. ฝ0ายยทธศาสตร' องค'กร กปภ. ค�มอการจดทาแผนงานโครงการและการวเคราะห'โครงการปรบปรงระบบประปา ฉบบปรบปรงครงท 3

3. "ความหมายสงแวดล7อม" 2551. [ระบบออนไลน']. แหล�งทมา http://local.environnet.in.th/formal_data.php (24 ธนวาคม 2557).

4. "แหล�งนา". . [ระบบออนไลน'].แหล�งทมา http://kanchanapisek.or.th/kp6/sub/book/book.php?book=7&chap=7&page=t7-7-infodetail05.html (24 ธนวาคม 2557).

5. "ประเทศไทยแบ�งล�มนาออกเปYน 25 ล�มนาหลกและ 254 ล�มนาย�อย". [ระบบออนไลน'].แหล�งทมา http://www.dwr.go.th/basin/basin1.swf (25 ธนวาคม 2557).

6. "ทรพยากรนา" 2554. [ระบบออนไลน']. แหล�งทมา http://www.haii.or.th/wiki/index.php (25 ธนวาคม 2557)

7. อดร จารรตน' จารรตน' วรนสรากล และศกดชย สรยจนทราทอง. (2542) วศวกรรมการประปาและการจดการนาเสย เล�มท 1 กรงเทพมหานครฯ.: เรอนแก7วการพมพ'

8. ทวศกด วงไพศาล. (2554) วศวกรรมการประปา. กรงเทพมหานครฯ.: สานกพมพ'แห�งจฬาลงกรณ'มหาวทยาลย

9. กรมควบคมมลพษ. [ระบบออนไลน']. แหล�งทมาhttp://www.pcd.go.th/info_serv/Datasmell/design_absorbtion.htm.(15 ธนวาคม 2557)

10. เกรยงศกด อดมสนโรจน'. 2549.วศวกรรมประปา.พมพ'ครงท 3. มตรนราการพมพ'.กรงเทพมหานคร: 11. มนสน ตณฑลเวศม'. 2526.วศวกรรมประปาเล�ม 1.พมพ'ครงท 1. โรงพมพ'จฬาลงกรณ'มหาวทยาลย,

กรงเทพมหานคร. 12. มนสน ตณฑลเวศม'. 2537. วศวกรรมการประปา เล�ม 1. สานกพมพ'จฬาลงกรณ'

มหาวทยาลยกรงเทพมหานคร. 305 หน7า 13. มนสน ตณฑลเวศม'. 2535.วศวกรรมประปาเล�ม 1. พมพ'ครงท 2 โรงพมพ' จฬาลงกรณ'มหาวทยาลย.

กรงเทพมหานคร 14. มนสน ตณฑลเวศม'. 2539.วศวกรรมประปาเล�ม 2. พมพ'ครงท 2. โรงพมพ'จฬาลงกรณ'มหาวทยาลย.

กรงเทพมหานคร 15. มนสน ตณฑลเวศม'. 2545.เคมวทยาของนาและนาเสย, พมพ'ครงท1.โรงพมพ'จฬาลงกรณ'

มหาวทยาลย. กรงเทพมหานคร. 608 หน7า

3-32

ค�มอกระบวนการหลก กระบวนการผลตนาประปา พ.ศ. 2558 การประปาส�วนภมภาค

บรรณานกรม (ต�อ)

16. ยภาพนธ' ทองไทย.2552.การกาจดเหลกและแมงกานสออกจากนาผวดนโดยวธจาร'เทสต' ในห7องปฏบตการด7วยปนขาวและแมกนเซยมคาร'บอเนต. มหาวทยาลยราชภฏพระนคร.กรงเทพมหานคร

17. พรศกด สมรไกรสรกจ,กระบวนการโคแอกกเลชน (Coagulation) และฟลอคคเลชน (Flocculation), [ระบบออนไลน']. http://www.mwa.co.th/ewt_dl_link.php?nid=441, ( 15 ธนวาคม 2557)

18. Amirtharajah, A., and Mills, K.M. 1982. Rapid..Mix Design for Mechanisms of Alum Coagulation. Journal of the American Water Works Association, 74 (4), 210-216.

19. Johnson, P.N., and Amirtharajah, A. 1983. Ferric Chloride and Alum as Single and Dual Coagulants. Journal of the American Water Works Association, 75, 232-239.

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

คู่มือกระบวนการหลักด้านกระบวนการผลิตน้ำประปา...

Engineering