🧪 Polymer Preparation & Dosing System Design for Sludge Dewatering

การออกแบบระบบเตรียมและจ่ายโพลิเมอร์ สำหรับการรีดน้ำตะกอน

ในการรีดน้ำตะกอน (Sludge Dewatering) โพลิเมอร์เป็นหัวใจสำคัญ เพราะเป็นสารช่วยจับตะกอน (Flocculant / Coagulant aid) ที่ทำให้อนุภาคตะกอนเล็ก ๆ รวมตัวเป็นก้อนใหญ่ (Floc) สามารถแยกน้ำออกได้ง่ายขึ้น

การเตรียมและจ่ายโพลิเมอร์ต้องออกแบบอย่างรอบคอบ เพราะการผสมที่ผิดสัดส่วนหรือเวลาพักไม่พอ จะทำให้ฟลอคไม่แข็งแรง ส่งผลให้

• น้ำรีดขุ่น (Poor Filtrate)

• ผ้า / สกรูอุดตันเร็ว

• ต้องใช้ปริมาณสารมากขึ้น

💧 ประเภทของโพลิเมอร์ที่ใช้ในระบบบำบัดน้ำเสีย

ส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมจะใช้ Dry Polymer (Powder) เพราะคุ้มค่าที่สุดต่อหน่วยของแข็ง (Active content 90–95%)

💧 หลักการออกแบบระบบเตรียมโพลิเมอร์ (Polymer Make-up System)

ระบบทั่วไปประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก

1. Wetting / Dispersion Unit

   • ทำหน้าที่ “กระจายผงโพลิเมอร์” ลงในน้ำโดยไม่ให้จับตัวเป็นก้อน (Fish eyes)

   • ใช้ Eductor หรือ Venturi mixing nozzle ร่วมกับ Agitator ความเร็วสูงช่วงแรก

2. Maturation / Aging Tank

   • ถังพักสารละลายให้โพลิเมอร์ขยายตัวและละลายสมบูรณ์

   • เวลาพัก (Aging time): 30–60 นาที (Dry Polymer) หรือ 15–30 นาที (Emulsion Polymer)

   • ความเร็วรอบกวนต่ำ (15–25 rpm) เพื่อไม่ให้โมเลกุลขาด

3. Solution Tank / Dosing Section

   • เก็บสารละลายโพลิเมอร์เจือจาง พร้อมปั๊มจ่ายเข้าสู่จุดผสมตะกอน

   • ใช้ปั๊มชนิด Low Shear เช่น Progressive Cavity Pump (PCP) หรือ Diaphragm Pump

💧 การคำนวณการเตรียมสารละลายโพลิเมอร์

1. ความเข้มข้นของสารละลายโพลิเมอร์ (Solution Strength)

โดยทั่วไป:

• Dry Polymer → 0.1–0.3% (w/w)

• Emulsion Polymer → 0.3–0.5% (w/w)

สูตร:

ตัวอย่าง:

(จริงควรชั่งละเอียดและละลายในระบบ Wetting Unit)

2. อัตราการใช้โพลิเมอร์ (Polymer Dosage Rate)

ขึ้นอยู่กับชนิดตะกอน (Dry Solids Load)

สูตร:

ตัวอย่าง:

ค่าทั่วไปในงานรีดตะกอน:

• Biological sludge → 3–6 kg/t DS

• Chemical sludge → 2–4 kg/t DS

• Mixed sludge → 4–8 kg/t DS

💧 การจ่ายสารละลายโพลิเมอร์ (Polymer Dosing)

1. จุดจ่าย (Injection Point):

   • ควรอยู่ก่อนอุปกรณ์ Dewatering 1–3 นาทีของเวลาผสม (Residence time)

   • เช่น ก่อน Screw Press หรือ Belt Press ที่ Static Mixer / Flocculator

2. การผสม (Mixing Energy):

   • ต้องเพียงพอให้ตะกอนกระจาย polymer ทั่วถึง แต่ไม่แรงจนฟลอคแตก

   • ค่า G (Velocity Gradient) ที่แนะนำ: 40–80 s⁻¹

3. การควบคุม (Control Strategy):

   • แบบ Manual (Flow Control) หรือ Auto (Flow-paced dosing)

   • สามารถใช้สัญญาณจาก Sludge Feed Pump หรือ Dry Solids Analyzer

💧 Initial Specification

💧 การบำรุงรักษา

💧 เคล็ดลับการใช้งาน (Practical Tips)

• ห้ามละลายโพลิเมอร์ในน้ำที่มีอุณหภูมิสูง (>40°C) → โมเลกุลจะเสียโครงสร้าง

• ใช้น้ำสะอาด (เช่น RO หรือ Softened water) เพื่อหลีกเลี่ยงการรวมตัวเร็วเกินไป

• เติม polymer ลงในน้ำ (ไม่ใช่น้ำลง polymer) เพื่อป้องกันการจับตัวเป็นก้อน

• ทดสอบการละลายด้วย jar test ทุกครั้งเมื่อเปลี่ยน batch

• เก็บผง polymer ในที่แห้ง อุณหภูมิปกติ อายุเก็บ (shelf life) ~2 ปี

💧 สรุป

ระบบ Polymer Preparation & Dosing ที่ออกแบบถูกต้องจะช่วยลดปริมาณโพลิเมอร์ได้ 20–30%, เพิ่มความแข็งแรง คงรูป ไม่เละให้ฟลอค และทำให้ระบบรีดน้ำตะกอนทำงานนิ่งขึ้น
หัวใจสำคัญคือ “การละลายสมบูรณ์ + การจ่ายที่สม่ำเสมอ” — หากทำได้ ระบบ dewatering จะได้ cake แห้ง น้ำใส และใช้สารเคมีน้อยที่สุด