ระบบรีดน้ำออกจากตะกอน (Sludge Dewatering System)
Sludge Dewatering คือกระบวนการลดความชื้นในตะกอน (Sludge) ที่ได้จากระบบบำบัดน้ำเสีย เช่น ถังตกตะกอน (Sedimentation Tank), ถังตกตะกอนชีวภาพ (Secondary Clarifier) หรือถัง Thickener
วัตถุประสงค์หลักคือ
-
ลดปริมาตรของตะกอนเพื่อลดต้นทุนในการขนส่งและกำจัด
-
ทำให้ตะกอนอยู่ในสภาพ “กึ่งแห้ง” (Semi-solid) ง่ายต่อการจัดการ
-
เพิ่มเสถียรภาพของกากตะกอน (Stabilization) และลดกลิ่น
หลักการทั่วไปของการรีดน้ำออกจากตะกอน
การรีดน้ำ (Dewatering) เป็นขั้นตอนต่อจากการทำให้ตะกอนข้น (Thickening)
โดยจะใช้แรงทางกล (Mechanical Force) เพื่อแยกน้ำ (Filtrate) ออกจากของแข็ง (Cake)
กลไกการแยกน้ำประกอบด้วย 3 ช่วงหลัก:
-
การรวมตัวของอนุภาค (Flocculation): เติมโพลิเมอร์ช่วยให้ตะกอนรวมตัวเป็นก้อนใหญ่
-
การกด / บีบ (Compression): ใช้แรงกลจากอุปกรณ์รีด เช่น แรงกด แรงเหวี่ยง หรือแรงเฉื่อย
-
การกรอง / แยกน้ำออก (Filtration): น้ำไหลผ่านตาข่าย (Filter Cloth / Screen) เหลือเฉพาะตะกอนแห้ง
ชนิดของอุปกรณ์รีดตะกอน (Types of Dewatering Equipment)
| ประเภท | หลักการ | จุดเด่น | ข้อจำกัด |
|---|---|---|---|
| Belt Press Filter | ใช้สายพานกรองซ้อนกัน 2 ชั้น บีบและรีดน้ำด้วยลูกกลิ้งต่อเนื่อง | เหมาะกับตะกอนปริมาณมาก, ทำงานต่อเนื่อง | ต้องปรับโพลิเมอร์ให้เหมาะสม, ผ้าเปื้อนเร็ว |
| Filter Press (Plate & Frame) | บีบอัดตะกอนระหว่างแผ่นกรองแบบปิดทีละรอบ (Batch type) | ได้เค้กแห้งมาก (Dry solids สูง) | ใช้เวลานาน, ต้องใช้แรงงาน |
| Centrifuge (Decanter) | ใช้แรงเหวี่ยงแยกของแข็ง–ของเหลว | ไม่ต้องใช้ผ้า, อัตโนมัติสูง | ใช้พลังงานมาก, ต้องบำรุงรักษาสูง |
| Screw Press / Multi-disc Press | ใช้สกรูหมุนและแผ่นดิสก์บีบคั้น | ใช้พลังงานต่ำ, ทำงานต่อเนื่อง, ดูแลง่าย | ราคาเริ่มต้นสูง |
| Drying Bed / Sand Bed | ใช้การระเหยและแรงโน้มถ่วง | ลงทุนต่ำ, เหมาะกับตะกอนปริมาณน้อย | ใช้พื้นที่มาก, ใช้เวลานาน |
การเลือกเทคโนโลยี (Selection Criteria)
| ปัจจัย | แนวทางพิจารณา |
|---|---|
|
ปริมาณตะกอน (Sludge Volume) |
มาก → Belt Press / Centrifuge / Screw Press |
|
ชนิดของตะกอน (Sludge Type) |
ชีวภาพ (Biological) → ใช้ Screw Press หรือ Centrifuge เคมี (Chemical) → ใช้ Filter Press |
|
พื้นที่ติดตั้ง (Footprint) |
จำกัด → Centrifuge / Screw Press มีมาก → Belt Press / Drying Bed |
|
งบลงทุนและพลังงาน (CapEx / OpEx) |
ถ้าเน้นต้นทุนต่ำ → Belt Press / Screw Press |
|
ระดับความแห้งที่ต้องการ (Cake Dryness) |
ต้องการสูง (>25% DS) → Filter Press / Centrifuge |
ขั้นตอนการรีดน้ำ (Dewatering Process Steps)
-
Polyelectrolyte Preparation Unit
เตรียมสารช่วยจับตะกอน (Polymer Make-up System) -
Sludge Feed Tank & Pump
เก็บตะกอนจากถัง Thickener ป้อนไปยังเครื่องรีด -
Mixing / Flocculation Zone
ผสมตะกอนกับโพลิเมอร์ให้เกิด Floc ที่เหมาะสม -
Dewatering Equipment
อุปกรณ์หลัก เช่น Belt Press / Screw Press / Centrifuge -
Filtrate Return Line
นำน้ำที่รีดออก (Filtrate) กลับไปถัง Equalization หรือระบบบำบัด -
Cake Discharge & Handling
ลำเลียงเค้กตะกอนไปเก็บ/กำจัด เช่น Compost, Landfill, หรือ Drying
ตัวอย่างค่ามาตรฐาน (Typical Performance)
| ประเภทอุปกรณ์ |
ความชื้นหลังรีด (%) |
ปริมาณโพลิเมอร์ (kg/t DS) |
ความต้องการพลังงาน (kWh/m³ sludge) |
|---|---|---|---|
| Belt Press | 75–80 | 3–6 | 0.2–0.5 |
| Screw Press | 75–85 | 2–5 | 0.1–0.3 |
| Centrifuge | 70–80 | 3–8 | 0.5–1.0 |
| Filter Press | 60–70 | 2–5 | 0.2–0.4 |
(DS = Dry Solids)
การออกแบบเบื้องต้น (Basic Design Concept)
-
คำนวณปริมาณของแข็งในตะกอน (Dry Solids Load)
เช่น ตะกอน 5 m3/h ความเข้มข้น 2%
Dry_Solids = 5 * 2 * 10 = 100 kg DS/h
-
เลือกเครื่องรีดจากค่า DS Load
-
Belt Press / Screw Press: 100–1000 kg DS/h ต่อเครื่อง (ขนาดกลาง)
-
Centrifuge: 200–2000 kg DS/h ต่อเครื่อง
-
-
ตรวจสอบพื้นที่และระบบประกอบ:
-
ถัง Polymer Make-up, Mixing Tank
-
ระบบลำเลียง Cake (Screw Conveyor / Belt Conveyor)
-
ระบบเก็บ Filtrate กลับ
-
การควบคุมและบำรุงรักษา
| รายการ | คำแนะนำ |
|---|---|
| โพลิเมอร์ (Polymer Dosage) | ปรับจาก jar test ให้ได้ floc ขนาด 2–5 mm ที่ไม่แตกง่าย |
| การล้างทำความสะอาด (Wash System) | ล้างผ้ากรอง/สกรู/ดิสก์ด้วยน้ำสะอาดทุกรอบการเดิน |
| การตรวจสภาพ (Inspection) | ตรวจ Bearing, Seal, Cloth ทุกเดือน |
| การบันทึกข้อมูล (Monitoring) | บันทึก DS%, Flow, Polymer Feed, Power |
Initial Specification
| รายการ | ค่ามาตรฐานทั่วไป |
|---|---|
| ปริมาณตะกอนเข้าระบบ | 3–10 m³/h |
| ความเข้มข้นตะกอนขาเข้า | 1–3% DS |
| ความชื้นเค้กหลังรีด | 75–85% |
| ปริมาณโพลิเมอร์ | 3–6 kg/t DS |
| ความดันใช้งานน้ำล้าง | 3–5 bar |
| วัสดุโครงสร้าง | SS304 / FRP / HDPE |
| ระบบควบคุม | Auto Start/Stop, Interlock with Feed Pump |
| Option | Polymer Make-up System, Cake Conveyor, Filtrate Tank |
สรุป
ระบบ Sludge Dewatering เป็นหัวใจสำคัญของ “การจัดการกากตะกอน (Sludge Management)”
การเลือกอุปกรณ์ต้องพิจารณาตามลักษณะของตะกอน พื้นที่ และงบประมาณ
ระบบที่ดีควรทำงานต่อเนื่อง ประหยัดพลังงาน ควบคุมง่าย และได้ตะกอนที่มีความชื้นต่ำที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เพื่อให้การขนส่งและกำจัดในขั้นต่อไปมีประสิทธิภาพและคุ้มค่า
