การกำจัดสารแขวนลอยในน้ำ

การกำจัดสารแขวนลอย

•  การทิ้งให้นอนก้น (Sedimentation) คือการพักน้ำในบ่อพัก โดยปล่อยน้ำเข้าบ่อพักและทิ้งให้น้ำอยู่นิ่งตามระยะเวลาที่ตะกอนนั้นๆ จะนอนก้น สิ่งที่นอนก้นบ่อจะต้องถ่ายออกทิ้งเป็นระยะ ส่วนน้ำที่สะอาดก็ระบายออกทางส่วนบนของบ่อ

• การตกตะกอนด้วยสารเคมี (coagulation) โดยการเติมสารเคมีเพื่อช่วยการตกตะกอน (coagulation) เช่น สารส้ม เกลือ อลูมินัม เกลือเหล็กต่างๆ ปฏิกิริยาของเกลือเหล่านี้จะทำให้เกิดตะกอนหนัก (floc) ตกแยกออกมา

• การกรอง (filtration) เป็นการแยกเอาตะกอนออกโดยการผ่านพวกทรายหรือพวกด่าง สารแขวนลอยจะเกาะติดกับทรายหรือด่าง ดังนั้นน้ำที่ได้ออกมาจะใส เมื่อใช้ไปนานๆ ก็จะเกิดการสะสมสารแขวนลอยบนทรายหรือ ด่างเหล่านี้ ดังนั้นต้องมีการล้างออกโดยวิธีย้อนกลับทาง (Back wash)

การกำจัดก๊าซที่ละลายอยู่ในน้ำ ก๊าซต่างๆ ที่ละลายอยู่ในน้ำ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ออกซิเจน และก๊าซอื่นๆ กำจัดโดยใช้แยกก๊าซออกด้วยการมีช่องเปิดที่ถังน้ำร้อน, การเติมสารเคมี, dearation

การกำจัดสารที่ทำให้เกิดตะกรัน ตัวที่ทำให้เกิดตะกรัน คือ เกลือบางชนิด ของคัลเซียมและมักนีเซียม เกลือเหล่านี้เมื่อละลายอยู่ในน้ำ จะทำให้น้ำกระด้าง น้ำกระด้างมีอยู่ 2 ชนิดคือ น้ำกระด้างชั่วคราว และน้ำกระด้างถาวร ชนิดแรกเป็นเกลือไบคาร์บอเนต ของคัลเซียม และแมกนีเซียม (มีสภาพเป็นด่างเล็กน้อย) ส่วนน้ำกระด้างถาวรจะเป็นเกลือครอไรด์ หรือเกลือซัลเฟตของคัลเซียมและแมกนีเซียม การทำน้ำกระด้างให้อ่อนลงจะสามารถป้องกันไม่ให้เกิดตะกรันได้ การทำน้ำให้หายกระด้างหรือทำน้ำให้อ่อนเรียกว่า softening การกำจัดน้ำกระด้างมีหลายวิธีคือ

• Lime-soda softening โดยการเติมสารคัลเซียมไฮดรอกไซด์ (Lime) และโซเดียมคาร์บอเนต (soda) เป็นตัวกำจัดเกลือคัลเซียมและมักเนเซียม ถ้าทำที่อุณหภูมิห้องเรียกว่า Cold process ถ้าทำที่อุณหภูมิใกล้จุดเดือดของน้ำเรียกว่า hot process น้ำที่ออกมาจะมีความกระด้างประมาณ 10-30 ppm.

• Phosphate softening เป็นแบบร้อน (hot Process) ใช้ไตรโซเดียมฟอสเฟตและคอสติกโซดา เป็นตัวกำจัดความกระด้าง เกลือฟอสเฟสสามารถกำจัดพวกซิลิก้าได้ด้วย แต่วิธีนี้แพงกว่าวิธีแรก ฉะนั้นถ้าน้ำมีความกระด้างมากกว่า 60 ppm. นิยมใช้ทั้ง 2 ขบวนการ คือ ขั้นตอนแรกให้ผ่าน Lime soda softening ก่อนแล้ว ผ่านขั้นตอนที่สองด้วย phosphate softening. หลังจากผ่านขบวนการนี้แล้ว น้ำจะมีความเป็นด่างเพิ่มขึ้นต้องทำให้น้ำเป็นกลางเสียก่อน โดยการเติมกรดฟอสฟอริคหรือกรดกำมะถัน แต่ปกติน้ำที่ป้อนเข้าระบบมักนิยมให้มีสภาพเป็นด่าง เล็กน้อย

• Sodium Zeolite softening สาร Zeolite เป็นสารประกอบของดินทราย และโซเดียมคาร์บอเนต ซึ่งนำมาหลอมรวมกัน ขณะที่น้ำไหลผ่าน Zeolite คัลเซียมและแมกนีเซียมจะเข้าแทนที่โซเดียมคาร์บอนเนตเกิดคัลเซียมและมักนีเซียม ซีโอไลท์ ค้างอยู่ในถัง ส่วนเกลือที่เกิดจากโซเดียมจะละลายรวมอยู่ในน้ำที่ออกมา โซเดียมซีโอไลท์ เมื่อใช้ไปนานๆ จะเสื่อมคือ จะเกิดคัลเซียมและแมกนีเซียมซีโอไลท์ขึ้นดังกล่าว การที่จะทำให้กลับสู่สภาพเดิม โดยการเติมน้ำเกลือที่เข้มข้นลงไป โซเดียมในเกลือจะเข้าแทนที่คัลเซียมและแมกนีเซียม วิธีนี้มีข้อกำหนดว่าใช้ได้ที่อุณหภูมิไม่สูงกว่า 60 C ซีโอไลท์จะกำจัดความกระด้างได้สมบูรณ์ แต่ไม่สามารถลดความเป็นด่าง หรือปริมาณของแข็งที่ละลายได้ (น้ำที่ได้จากขบวนการนี้จะมีความเป็นด่างน้อย ต้องทำให้เป็นกลางด้วยกรดเสียก่อน)

• Hydrogen-Zeolite softening วิธีนี้ใช้ไฮโดรเจนไอออนเป็นตัวแลกเปลี่ยนคัลเซียมและแมกนีเซียมไอออน เมื่อใช้ไปนานๆ ก็มีการรีเจนเนอเรท โดยใช้น้ำกรดส่วนใหญ่เป็นกรดกำมะถัน การรีเจนเนอเรท จะสามารถกำจัดพวกกรดคาร์บอนิค ด้วยการใช้ขบวนการซีโอไลท์เหมาะสมกับน้ำในระบบที่มีความกระด้างต่ำ แต่มีความเป็นด่างสูง นั่นคือ ก่อนจะใช้ขบวนการโซเดียมและไฮโดรเจน ซีโอไลท์ จะต้องทำการปรับสภาพน้ำให้มีสภาพเป็นกลางก่อน และหลังจากผ่านขบวนการนี้แล้ว น้ำดิบที่ได้จะมีสภาพเป็นด่าง ต้องเติมกรดลงไป ทำให้เป็นกลางเสียก่อน ไฮโดรเจน ซีโอไลท์ใช้ไม่ได้กับน้ำดิบที่ขุ่น

•  Anion Exchang แบบนี้ anion เช่น ครอไรด์ ซัลเฟต และไนเตรท ถูกกำจัดโดยใช้เรซิน (resin)

• Demineralization การกำจัดพวกแร่ธาตุที่อยู่ในน้ำโดยใช้การกลั่น (evaparator) หรือ Cation and Exchange ทำให้ได้น้ำกลั่นซึ่งเป็นวิธีการที่ประหยัด สำหรับน้ำสำรอง (make up water) ขบวนการประกอบด้วย Cation exchange ต่อด้วย Anion exchange เข้า aeration หรือ degasification
• จาก วารสารประสิทธิภาพพลังงานฉบับที่ 59