Reverse Osmosis

ระบบ Reverse Osmosis (RO System)

RO (Reverse Osmosis) คือเทคโนโลยีการกรองน้ำระดับโมเลกุล ที่สามารถกำจัดสิ่งละลายต่าง ๆ ได้มากกว่า 95–99% เช่น สารเคมี เกลือโลหะหนัก และจุลชีพ โดยใช้แรงดันสูงอัดน้ำผ่าน “เยื่อเมมเบรนกึ่งซึมผ่าน (Semi-permeable Membrane)”
เป็นกระบวนการสำคัญในระบบผลิตน้ำบริสุทธิ์ เช่น น้ำดื่ม, น้ำสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร, เครื่องมือแพทย์, และน้ำป้อนหม้อไอน้ำแรงดันสูง (Boiler Feed Water)

หลักการทำงานของระบบ RO

Feed Water (น้ำดิบ) → ผ่านระบบกรองขั้นต้น (Pretreatment) เช่น
- ถังกรองทราย (Sand Filter)
- ถังกรองคาร์บอน (Activated Carbon Filter)
- ถังกรองเรซิน (Softener / Deionizer)
  เพื่อกำจัดตะกอน คลอรีน และความกระด้าง
High-Pressure Pump → เพิ่มแรงดันน้ำ (10–20 bar สำหรับน้ำจืด) เพื่ออัดผ่านเยื่อ RO
Membrane Module → แยกน้ำออกเป็น 2 ส่วน
- Permeate (น้ำบริสุทธิ์) – ผ่านเยื่อออกมา
- Reject (น้ำเข้มข้น) – ถูกปล่อยทิ้งหรือนำกลับมาใช้บางส่วน
Post-Treatment (ขั้นตอนหลัง RO) เช่น การปรับค่า pH, เติมแร่ธาตุ หรือฆ่าเชื้อด้วย UV / Ozone

โครงสร้างของเมมเบรน RO

เมมเบรน RO ทำจากโพลีเมอร์หลายชั้น เช่น Polyamide (PA) หรือ Polysulfone
ลักษณะเป็นแบบ “Spiral Wound”
ประกอบด้วย

Feed Spacer: ควบคุมการไหลของน้ำและแรงดัน
Permeate Carrier: รวบรวมน้ำที่ผ่านเมมเบรน
Membrane Sheet: เป็นส่วนที่ทำหน้าที่กรองจริง

ขนาดรูพรุนของเมมเบรน RO ~ 0.0001 ไมครอน
เล็กกว่าขนาดของแบคทีเรียและไวรัสหลายร้อยเท่า

ประสิทธิภาพการกำจัด (Typical Rejection Rate)

สารที่กำจัด	ค่าประสิทธิภาพโดยเฉลี่ย (%)
Total Dissolved Solids (TDS)	95–99
Hardness (Ca, Mg)	97–99
Chloride (Cl⁻)	90–95
Nitrate (NO₃⁻)	90–98
Bacteria / Virus	99+

ปัญหาที่พบบ่อยในระบบ RO

อาการ	สาเหตุที่พบบ่อย	แนวทางแก้ไข
แรงดันตก (Pressure Drop สูง)	ตะกอนอุดตันในเมมเบรน	เพิ่มรอบการล้าง CIP หรือปรับคุณภาพน้ำดิบ
ค่าการนำไฟฟ้า (Conductivity) สูงขึ้น	เมมเบรนเสื่อมสภาพ / รั่ว	ตรวจเมมเบรนแต่ละ vessel ด้วย test kit
อัตราการผลิตน้ำลดลง (Low Recovery)	Scaling หรือ Fouling	ตรวจสอบค่า SDI และทำ CIP
เกิด Biofilm	น้ำขาเข้าไม่ได้ฆ่าเชื้อ / พักระบบนาน	ทำ Sanitization ด้วยคลอรีนหรือสารทำความสะอาดชีวภาพ
Reject สูงเกินไป	ปรับแรงดันไม่เหมาะสม	ตรวจสอบ Pump, Valve และ Flow balance

การดูแลและบำรุงรักษา

Pre-treatment ต้องพร้อมเสมอ
- SDI (Silt Density Index) ควร < 5
- ห้ามมีคลอรีนตกค้าง เพราะจะทำลายเมมเบรน
ทำการ Flushing ทุกครั้งหลังหยุดระบบนาน
เพื่อป้องกันการตกผลึกของเกลือในเมมเบรน
ล้างเมมเบรน (CIP: Cleaning In Place)
- ล้างกรด (Acid Clean) สำหรับคราบ CaCO₃, Fe
- ล้างด่าง (Alkaline Clean) สำหรับคราบอินทรีย์และ Biofilm
ควบคุมอุณหภูมิและแรงดันให้อยู่ในสเปกผู้ผลิต
ป้องกันการเสียรูปของเมมเบรน
บันทึกค่าการเดินระบบประจำวัน
เช่น ΔP, Conductivity, Recovery, Flow rate
เพื่อใช้วิเคราะห์แนวโน้มการเสื่อม

อายุการใช้งานของเมมเบรน RO

สภาพการใช้งาน	อายุการใช้งานโดยประมาณ
ระบบน้ำดื่ม / น้ำประปา	2–3 ปี
ระบบน้ำกร่อย (Brackish Water)	1.5–2.5 ปี
ระบบน้ำทะเล (Sea Water RO)	3–5 ปี (ขึ้นกับการดูแล)

สรุป

ระบบ RO เป็นหัวใจหลักของกระบวนการผลิตน้ำบริสุทธิ์ในอุตสาหกรรม ด้วยประสิทธิภาพการกรองสูงและโครงสร้างที่ซับซ้อน การออกแบบที่ดีต้องคำนึงถึงคุณภาพน้ำดิบ ระบบกรองก่อนเข้าเมมเบรน และการบำรุงรักษาที่ต่อเนื่อง
การบันทึกข้อมูลและวิเคราะห์แนวโน้มค่าต่าง ๆ เช่น ΔP, Conductivity, และ Recovery จะช่วยให้ระบบมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น และลดต้นทุนในการเปลี่ยนเมมเบรนในระยะยาว