ปัญหาตะกอนลอยในถังตกตะกอน

ระบบบำบัดน้ำเสียขั้นที่สอง (Secondary Treatment) ที่มีใช้กันอยู่แพร่หลายในบ้านเราคงหนีไม่พ้นระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพแบบเติมอากาศ ชนิดระบบตะกอนเร่งหรือ Activated Sludge เนื่องจากเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดสูง(มากกว่า 90%) แต่เนื่องจากกลไกการทำงานหลักจะใช้จุิลินทรีย์ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำเสีย (ใช้จุลินทรีย์กำจัดความสกปรกในน้ำเสีย) ซึ่งผมมักจะบอกใครๆเสมอว่าถ้าเปรียบเทียบจุลินทรีย์แล้วผมว่ามันก็คล้ายคนเรานี่แหละมีอะไรซับซ้อนพอกันแต่คงไม่วุ่นวายเท่า คนเราทานข้าวเป็นอาหาร จุลินทรีย์ก็ทานน้ำเสียเป็นอาหาร มีเกิดแก่เจ็บตายเหมือนกันและก็มีความละเอียดอ่อนต้องทำความเข้าใจพอๆกัน ดังนั้นคนที่ควบคุมดูแลระบบบำบัดน้ำเสียชนิดนี้นอกจากที่จะต้องเข้าใจกระบวนการการทำงานของระบบแล้วจะต้องเข้าใจการทำงานของจุลินทรีย์ด้วย แต่วันนี้คงไม่ได้พูดเรื่องจุลินทรีย์ นะครับ 555 (ไว้วันหลังจะหาเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยของจุลินทรีย์มาฝากแล้วกัน) เข้าเรื่องดีกว่า ระยะหลังนี้ได้มีโอกาสไปตรวจสอบสำรวจระบบบำบัดน้ำเสียชนิด Activated Sludge มาหลายที่และปัญหาที่เจอบ่อยและดูแล้วจะเจอกันทุกที่เพียงแต่ที่ใดจะมีปัญหามากน้อยต่างกันเท่านั้นเอง ปัญหานั้นคือ "ปัญหาตะกอนลอยภายในถังตกตะกอน" ซึ่งถ้าจะพูดถึงสาเหตุของปัญหาแล้วจะบอกว่ามีอยู่ด้วยกันหลายอย่าง แต่วันนี้ขอหยิบยกมาซักประเด็นแล้วกัน
โดยปัญหาตะกอนที่พบในถังตกตะกอนสาเหตุหนึ่งที่พบกันมากคือการที่เราควบคุมการนำตะกอนภายในถังตกตะกอนไปทิ้งน้อยเกินไปทำให้เกิดการสะสมของตะกอนที่ก้นถังเมื่อถึงจุดหนึ่งจะเกิดก๊าซไนโตรเจนขึ้นและก๊าชเหล่านี้แหละก็จะพาตะกอนที่ก้นถังให้ลอยขึ้นมา ตอนเริ่มต้นก็จะไม่มากเท่าไหร่แต่ถ้าไม่ได้รับการแก้ไขตะกอนก็จะสะสมที่ผิวหน้าในปริมาณที่มากขึ้น และก็จะส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพน้ำทิ้งที่ออกจากระบบบำบัดน้ำเสียซึ่งจะสูงขึ้นตามไปด้วย ทั้งค่า BOD,SS(ค่าตะกอนแขวนลอยในน้ำ) เหล่านี้เป็นต้น สำหรับการแก้ปัญหานะครับ


สมมติถ้าเป็นอย่างรูปข้างบนที่มีชั้นตะกอนหนามากก็ต้องตักตะกอนที่ผิวหน้าออกให้หมดจากนั้นก็ให้ระบายตะกอนภายในถังตกตะกอนออกให้หมด แล้วเริ่มควบคุมกันใหม่นะครับโดยให้ควบคุมอัตราการหมุนเวียนตะกอนกลับจากบ่อตกตะกอนไปยังบ่อเติมอากาศและปริมาณตะกอนที่จะนำไปทิ้ง โดยสามารถคิดคำนวณได้ดังนี้
Q (R) = {Q (W) x MLVSS(A)} /{MLVSS (R) - MLVSS(A)}

Q (E) = {MLVSS(A) x Vol.(A)} /{Sludge Age x MLVSS(R)}

โดยที่
Q (R) = อัตราการสูบตะกอนย้อนกลับ (ลบ.ม./วัน)
Q (E) = อัตราการสูบตะกอนทิ้ง (ลบ.ม./วัน)
Q (W) = อัตราการไหลของน้ำเสียเข้าระบบ (ลบ.ม./วัน)
MLVSS(A) = ความเข้มข้นของตะกอนจุลินทรีย์ภายในบ่อเติมอากาศ (มก./ลิตร)
MLVSS (R) = ความเข้มข้นของตะกอนจุลินทรีย์ของตะกอนย้อนกลับ (มก./ลิตร)
Vol.(A) = ปริมาตรของบ่อเติมอากาศ (ลบ.ม.)
Sludge Age = อายุตะกอนจุลินทรีย์ในระบบ (วัน)

จากข้างต้นจะเห็นว่าค่าต่างๆที่จะใช้เพื่อการคำนวณหาปริมาณของตะกอนที่จะสูบกลับไปยังบ่ิอเติมอากาศและตะกอนที่จะต้องสูบไปทิ้งนั้นต้องอาศัยค่าจากการตรวจวัดสภาพต่างๆของระบบรวมทั้งค่าที่ถูกกำหนดไว้ตั้งแต่การออกแบบ ซึ่งหากไม่ทราบก็คงต้องคำนวณย้อนกลับจากขนาดของบ่อที่สร้างไว้
แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นแล้วในการควบคุมระบบบำบัดน้ำเสียคงจะต้องดูสภาพต่างๆของทั้งระบบประกอบกันไป ไม่ว่าจะเป็น ปริมาณน้ำเสียที่เข้าระบบ, ค่าความสกปรกของน้ำเสีย (BOD,COD)และประสิทธิภาพการเติมอากาศ เหล่านี้เป็นต้น ดูแล้วเหมือนจะยุ่งนะ แต่ถ้าใส่ใจมันซักหน่อยก็ไม่มีอะไรยุ่งหรอก ไว้พบกันใหม่นะครับ

ระบบดับเพลิงอัตโนมัติ FM-200

ระบบสารสะอาดดับเพลิงที่นิยมใช้กันในปัจจุบันนั้นมีด้วยกันหลายชนิดแต่ที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายนั้นคงจะเป็นสารที่ชื่อว่า "FM-200" หรือมีชื่อทางเคมีว่า Heptafluoropropane ซึ่งถือว่าเป็นสารที่มีประสิทธิภาพในการดับเพลิงสูงตัวหนึ่งและชื่อก็บ่งบอกแล้วว่าเป็นสารสะอาดดังนั้นจะพบว่าเรามักจะใช้ FM-200 สำหรับดับเพลิงที่เกิดขึ้นภายในพื้นที่ที่ติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเลคโทรนิคที่มีมูลค่าสูง และบริเวณพื้นที่ห้องที่มีความสำคัญๆ ได้แก่ ห้องคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์ ห้องควบคุมระบบโทรคมนาคม หรือห้องที่เก็บสินค้าหรือทรัพย์สินที่มีมูลค่าสูง โดยเจ้า FM-200 นั้นจะไม่ทำให้อุปกรณ์และทรัพย์สินได้รับความเสียหาย พูดกันภาษาชาวบ้านก็คือห้องไหนกลัวน้ำถ้าเกิดใช้เป็นระบบสปริงเกลอร์ดับเพลิงด้วยน้ำแล้วอาจทำให้เกิดความเสียหายในด้านทรัพย์สินก็เลือกใช้เป็นสารสะอาดดับเพลิง ส่วนค่าใช้จ่ายก็จะสูงขึ้นแต่ถ้าเทียบเรื่องราคาค่าติดตั้งระบบกับมูลค่าทรัพย์สินแล้วยังไงก็คุ้ม เนื่องจากเมื่ออาทิตย์ก่อนมีคนถามเรื่องเกี่ยวกับเจ้า FM-200 มาก็เลยถือโอกาสนำมาเล่าให้ฟังแต่ขอพูดในส่วนของส่วนประกอบของระบบและวิธีการทำงานแล้วกันส่วนวิธีการออกแบบใครสนใจก็ฝาก e-mail ไว้แล้วกันนะครับแล้วจะส่งไปให้อีกที

FM-200 จัดเป็นสารสะอาดดับเพลิง ประเภทสารฮาโลคาร์บอน (Halocarbon Agent) เพราะว่ามีฟลูโอลีนเป็นองค์ประกอบหลัก (CF3CHFCF3) สำหรับส่วนประกอบของระบบที่สำคัญๆนั้นได้แก่

1. ถังบรรจุแก๊ส (Gas Cylinder)


ตัวถังผลิตจาก Carbon Steel Alloy สีแดง ที่หัวถังจะต้องมีมาตรวัดแรงดัน (Pressure Gauge) พร้อมอุปกรณ์เช็คแรงดันในถัง (Low Pressure Supervisory Switch) นอกจากนี้จะต้องมีอุปกรณ์ปล่อยแก๊ส (Release Device) เป็นแบบ Gas Valve Assembly ซึ่งถูกออกแบบให้ทำงานเพื่อฉีดแก๊ส FM-200 โดยผ่าน Solenoid Valve เท่านั้น โดยถังบรรจุจะต้องวางอยู่ในตำแหน่งที่สะดวกต่อการตรวจสอบ ทดสอบและการบำรุงรักษา นอกจากนี้ควรอยู่ใกล้กับพื้นที่ป้องกันนั้นๆทั้งนี้เพื่อให้ง่ายต่อการทดสอบ และการตอบสนองในสภาวะฉุกเฉิน

2. ท่อและอุปกรณ์ประกอบ (Pipe and accessories)

โดยท่อ ข้อต่อ และวาล์วต้องทำจากวัสดุที่แข็งแรงทนทานและจะต้องทนความดันใช้งานได้ไม่น้อยกว่าความดันภายในที่เกิดขึ้นภายในถังบรรจุที่อุณหภูมิไม่น้อยกว่า 55 องศาเซลเซียส

3. หัวฉีดแก๊ส (Discharge Nozzle)


หัวฉีดถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถปล่อยสารดับเพลิงภายในเวลาไม่เกิน 10 วินาที หัวสารดับเพลิงจะทำด้วยวัสดุที่ทนการกัดกร่อน เช่นอลูมิเนียม,เหล็กกล้าไร้สนิมและทองเหลือง สามารถฉีดได้รอบตัว 360 องศา หรือ 180 องศา

4. ระบบตรวจจับ สั่งการและควบคุม
(Detection,Actuation and Control System)

การควบคุมการทำงานของระบบใช้ระบบตรวจจับแบบอัตโนมัติ ซึ่งนิยมใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจจับควันซึ่งการสั่งการให้สามารถทำได้ทั้งระบบอัตโนมัติและด้วยมือ นอกจากนี้แล้วจะต้องมีระบบเตือนทั้งเสียงและแสง ก่อนที่แก๊สจะถูกฉีดออกมาจากถังบรรจุ โดยตู้ควบคุมจะควบคุมการทำงานของระบบด้วย Microprocessor ซึ่งจะควบคุมการทำงานของ Detector แบบ Cross Zone เสียงสัญญาณแจ้งเตือน,Manual Station,Pressure Switch และชุดสั่งการฉีดแก๊ส






สำหรับการทดสอบระบบนั้นเนื่องจากว่าสาร FM-200 ที่บรรจุในถังจะมีราคาค่อนข้างสูงจึงไม่มีการทดสอบโดยการฉีดแก๊สจริงแต่จะทดสอบในลักษณะฟังก์ชั่นการทำงานเสียเป็นส่วนใหญ่ ได้แก่ตรวจดูการตอบสนองของอุปกรณ์ตรวจจับ,การตรวจวงจรหลักทั้งหมดว่าตอบสนองถูกต้องเหมาะสมหรือไม่ เหล่านี้เป็นต้น (สำหรับฟังก์ชั่นการทำงานดูจากไดอะแกรมด้านล่าง)

(คลิกที่รูปเพื่อดูรายละเอียด)

นอกจากทดสอบฟังก์ชั่นการทำงานแล้วทุกๆระยะเวลาประมาณ 10 ปี จำเป็นจะต้องนำถังบรรจุไปทดสอบความสามารถในการรับแรงดันด้วย รวมถึงจะต้องมีการตรวจเช็คสภาพการใช้งานของอุปกรณ์ประกอบต่างๆ เช่น วาล์วและระบบท่อเป็นประจำอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ที่ติดตั้งไว้นั้นพร้อมใช้งาน ยกตัวอย่างเช่นในทุกๆ 3 เดือนจะต้องตรวจสอบมาตรวัดแรงดันในถังทุกใบหาพบว่าความดัน ณ อุณหภูมิ 21 องศาเซลเซียส ลดต่ำกว่า 360 psig จะต้องถอดถังใบนั้นมาชั่งน้ำหนักและอาจต้องทำการบรรจุสารใหม่ (หากพบว่าน้ำหนักของสารลดลงมากกว่า 5% หรือความดันลดลงมากกว่า 10% ต้องนำถังไปบรรจุสารใหม่)

สุดท้ายนี้อยากจะฝากไว้หน่อยว่าสำหรับในอนาคตอันใกล้นี้ (อาจจะไม่ใช่บ้านเรานะ) ระบบ FM-200 คงจะถูกแทนที่ด้วยสารดับเพลิงชนิดอื่นเนื่องจากถ้าจะดูจากคุณสมบัติของสารแล้วจะพบว่า FM-200 มีค่าศักยภาพในการทำให้โลกร้อน (Global Warming Potential; GWP.) ที่ค่อนข้างสูงคือประมาณ 3,800 (ของช่วงระยะเวลา 100 ปี) ซึ่งค่า GWP. เป็นค่าที่วัดเทียบต่อหน่วยของของศักยภาพในการทำให้โลกร้อนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (ยิ่งค่ามากแสดงว่ามีผลต่อสภาวะโลกร้อนมาก) ซึ่งในหลายประเทศก็ได้มีการลดการใช้งานสารที่จะก่อให้เกิดปัญหาโลกร้อนโดยเป็นไปตามพิธีสารเกียวโต ที่ว่าด้วยความร่วมมือในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (สำหรับประเทศไทยนั้นอาศัยความสมัครใจในการเข้าร่วมโครงการ) แล้วถ้าไม่ใช้ FM-200 แล้วจะใช้อะไรดีละก็ต้องบอกว่าก็มีหลายระบบนะแต่ละอย่างก็มีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันออกไป ก็แล้วแต่การใช้งานนะถ้าใครมีปัญหาปรึกษาว่าจะใช้อะไรดีก็เมล์มาคุยกันได้นะครับ