วิศวกรน้ำไม่ได้มีหน้าที่กำจัดคลอรีน เราควบคุมคลอรีน

ทำไมโรงงานอาหารยังใช้คลอรีน แม้สุดท้ายจะต้องกำจัดคลอรีนออกอีกครั้ง

⚙️ ACE Engineering Quote

"วิศวกรน้ำไม่ได้มีหน้าที่กำจัดคลอรีน เราควบคุมคลอรีน"

หลายคนที่เริ่มทำงานในโรงงานอาหารมักเคยสงสัยเหมือนกัน

ถ้าคลอรีนเป็นสารที่ต้องกำจัดออกในภายหลัง แล้วทำไมเราต้องเติมคลอรีนตั้งแต่แรก?

โรงงานจำนวนมากเติมคลอรีนเพื่อฆ่าเชื้อในระบบน้ำ แต่หลังจากนั้นกลับติดตั้ง Activated Carbon เพื่อกำจัดคลอรีนออกอีกครั้ง ก่อนเข้าสู่กระบวนการผลิต

ฟังดูเหมือนการทำงานซ้ำซ้อน

แต่ในความเป็นจริง คลอรีนและ Activated Carbon กำลังทำหน้าที่คนละอย่าง

คลอรีนมีหน้าที่ป้องกันการปนเปื้อนทางจุลชีววิทยา

ส่วน Activated Carbon มีหน้าที่ปกป้องคุณภาพน้ำ กระบวนการผลิต และอุปกรณ์ปลายทาง

ดังนั้นเป้าหมายของวิศวกรน้ำจึงไม่ใช่การกำจัดคลอรีนออกจากโลก แต่คือการควบคุมคลอรีนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม

ทำไมโลกยังใช้คลอรีน ?

Chlorination
      ↓
Residual Chlorine
      ↓
Storage Tank
      ↓
Pipeline
      ↓
Point of Use

UV
 ↓
Disinfection
 ↓
No Residual
 ↓
Storage Tank
 ↓
Recontamination Risk

แม้ว่าคลอรีนจะสามารถก่อให้เกิดสารพลอยได้จากการฆ่าเชื้อ (Disinfection By-Products; DBPs) ได้หลายชนิด แต่คลอรีนยังคงเป็นสารฆ่าเชื้อที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในระบบน้ำทั่วโลก

เหตุผลสำคัญคือคลอรีนสามารถสร้าง Residual Disinfectant หรือสารฆ่าเชื้อตกค้างในน้ำได้ และปฏิเสธไม่ได้ว่าคลอรีนเป็นสารฆ่าเชื้อที่ cost-effective

Residual Chlorine ช่วยป้องกันการปนเปื้อนซ้ำระหว่างการเก็บกักน้ำ การส่งผ่านท่อ และการใช้งานปลายทาง ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำคัญที่เทคโนโลยีอย่าง UV หรือ Ozone ไม่สามารถให้ได้โดยตรง

ดังนั้นเป้าหมายของวิศวกรจึงไม่ใช่การกำจัดคลอรีนออกจากระบบทั้งหมด แต่คือการควบคุมคลอรีนให้เพียงพอต่อการป้องกันการปนเปื้อน และลดความเสี่ยงการเกิด DBPs ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม

🔹 ทำไมต้องใช้ Activated Carbon ?

หากคลอรีนมีประโยชน์ แล้วเหตุใดโรงงานจำนวนมากจึงติดตั้งระบบ Activated Carbon หลังการเติมคลอรีน

คำตอบคือ คลอรีนมีประโยชน์ในระบบกระจายน้ำ แต่ไม่จำเป็นต้องอยู่ในทุกกระบวนการผลิต

ในหลายอุตสาหกรรม คลอรีนอาจส่งผลต่อกลิ่น รส คุณภาพผลิตภัณฑ์ หรืออายุการใช้งานของอุปกรณ์บางประเภท เช่น RO Membrane และ Ion Exchange Resin

Activated Carbon จึงมักถูกใช้เป็นขั้นตอนสุดท้ายก่อนการใช้งาน เพื่อกำจัดคลอรีนส่วนเกินและปรับคุณภาพน้ำให้เหมาะสมกับกระบวนการผลิต

 

ความกังวลเมื่อ 20 ปีก่อน THMs และ HAAs

NOM + Chlorine
        ↓
    THM / HAA

ความกังวลของโรงงานส่งออกในปัจจุบันต่อ คลอเรต (Chlorate) และเปอร์คลอเรต (Perchlorate)

NaOCl Degradation (Time + Heat)
        ↓
Chlorate / Perchlorate

ปัจจุบัน โรงงานอาหารที่ส่งออกไปยังญี่ปุ่นและสหภาพยุโรปเริ่มให้ความสำคัญกับ Chlorate และ Perchlorate มากขึ้น เนื่องจากเป็นสารที่อาจเกิดขึ้นจากการผลิต การเก็บรักษา และการใช้งานสารฆ่าเชื้อที่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ

แม้ว่ากลไกการเกิดและข้อกำหนดของแต่ละประเทศจะแตกต่างกัน แต่แนวโน้มดังกล่าวกำลังทำให้โรงงานจำนวนมากหันกลับมาทบทวนการเลือกสารฆ่าเชื้อ การเก็บรักษา NaOCl และการควบคุมคุณภาพน้ำในระบบมากขึ้น

⚙️ Engineering Reality

ไม่มีใครเป็นผู้ร้ายตลอดกาล คลอรีนก็เช่นกัน

หากน้ำมีสารอินทรีย์ต่ำมาก (Natural Organic Matter; NOM) แม้จะใช้คลอรีนก็อาจเกิด สารผลิตภัณฑ์พลอยได้จากกระบวนการฆ่าเชื้อ ที่เรียกว่า DBPs (Disinfection by-products) ในระดับต่ำได้

ในทางกลับกัน หากน้ำมี NOM สูง แม้ใช้คลอรีนในปริมาณไม่มาก ก็อาจเกิด DBPs ได้

DBPs แต่ละชนิดมีสาเหตุการเกิดแตกต่างกัน

NOM + Chlorine
↓
THM / HAA

NaOCl + Time + Heat
↓
Chlorate

Bromide + Ozone
↓
Bromate

Chloramine
↓
Nitrosamines (NDMA)

วิศวกรน้ำไม่ได้มีหน้าที่กำจัดคลอรีน

"เราควบคุมคลอรีน"

คลอรีนน้อยเกินไป อาจเกิดการปนเปื้อนซ้ำ

คลอรีนมากเกินไป อาจเพิ่มความเสี่ยงด้านคุณภาพน้ำและการเกิด DBPs

ความท้าทายของวิศวกรคือการรักษาระดับ Residual Chlorine ให้เพียงพอสำหรับการป้องกันการปนเปื้อน แต่ไม่มากเกินความจำเป็น

— ACEKEN Engineering Notes

ในระบบน้ำ ไม่มีสารฆ่าเชื้อใดสมบูรณ์แบบสำหรับทุกสถานการณ์

ความสำเร็จของระบบไม่ได้วัดจากการกำจัดคลอรีนให้หมดไป แต่คือการควบคุมคลอรีนให้เหมาะสมกับความเสี่ยงและกระบวนการผลิตของแต่ละโรงงาน

และนี่คือเหตุผลที่วิศวกรน้ำยังคงต้องเรียนรู้เรื่องคลอรีนอยู่เสมอ แม้จะใช้งานมันมานานกว่าร้อยปีแล้วก็ตาม