pulsator_clarifier_pressure_type.pdf

7/22/2019 pulsator_clarifier_pressure_type.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/pulsatorclarifierpressuretypepdf 1/16

1

ถังตกตะกอน Pulsator Clarifier ประเภท Pressure Type

โดย นายพรศักด สมรไกรสรกจ สวนแผนและประเมนผล

กองแผนคณภาพน า ฝายคณภาพน า การประปานครหลวง

1. วัตถประสงคของระบบ

ถังตกตะกอนแบบ Vertical Flow Sludge Blanket หรอ Pulsator Clarifier เปนถังกลม ภายในตดตั งชองรับตะกอนสวนเกน ทอกระจายน าดบทางดานลางและทอรับน าใสดานบน โดยถังตกตะกอนแบบมชั นตะกอน (Sludge Blanket) น เปนแบบท ไมตองหมนเวยนตะกอนและตองรักษาใหมชั นตะกอนคงอย ตลอดเวลาเปนเน อเดยวกัน ไมแตกกระจายหรออัดตัวเกาะกันแนนบรเวณกนถัง

น าดบเม อจายสารเคมเพ อทาลายเสถยรภาพของอนภาคคอลลอยดแลวจะไหลเขาบรเวณสรางแรงดันในชองบรเวณตรงกลางดานบนถังหลังจากมแรงดันน าระดับหน งแลวน าจะเกดการไหลลงดานลางดวยแรงดันดังกลาวเกดกระบวนการกวนเรว(Flash mixing) ข นในบรเวณน และไหลลงดานลางถังผานชองเปดของทอกระจายน าดบเร มเกดกระบวนการกวนชา (Slow mixing) ข นในบรเวณน น าดบจะไหลผานชั นตะกอนเกาข นไปดานบน โดยสวนท เปนน าใสจะไหลข นดานบนและเขาส ทอรับน าซ งเจาะเปนรรับน าและไหลเขาส ถังกรองตอไป

ถังตกตะกอนมหนาท ทาใหอนภาคสารแขวนลอยในน า ซ งไดทาปฎกรยากับสารเคมแลว มการรวมตัวกันเปนอนภาคท มขนาดใหญข นและตกลงส ขางลางหรอสวนท เปนชั นตะกอนทาใหสวนท ปนน าใสแยกออกจากตะกอน เพ อไหลไปยังถังกรองตอไป

2. อัตราการผลตน า

อัตราการผลตน าหนวยลกบาศกเมตร/ชั วโมง ข นอย กับการออกแบบ ยังไมมเอกสารยนยันวาคาสงสดท สามารถรับไดตอ 1 หนวยถังสามารถรับไดเทาไหร

3. หลักการทางานของถัง Pulsator Clarifier

หลักการทางานของถังตกตะกอนชนดน คอเม อน าดบผสมกับสารเคมในทอน าดบกอนเขาส ถังตกตะกอน ชองตรงกลางถังสวนดานบน เพ อสรางแรงดัน Pressure Chamber หลังจากนั นระบบจะสราง



3

รวมตัวกันอย ในถังจะหลดลอยออกไปกับน า ระยะเวลาการสรางชั นตะกอนข นอยกับคณภาพน าดบและปรมาณสารเคมท ใช อาจใชเวลาตั งแต 3 ชั วโมงข นไปแตโดยทั วไปแลวมักไมเกน 24 ชั วโมง

ในกรณท ตองหยดเดนระบบผลตเกน 3 วัน จาเปนตองระบายตะกอนในถังท งใหหมด เพ อปองกันตะกอนเกดการเนาเสย

ระยะเวลาท น าดบอย บรเวณตรงกลางถัง(Flocculation Zone) ประมาณ 20 - 40 นาท โดยทั วไปใชคา

20 นาท (Integrated design and operation of water treatment facilities,Kawamura) และระยะเวลาของน าท อย บรเวณ Sedimentation Zone ประมาณ 1 – 2 ชั วโมง คา Surface loading ระหวาง 2 – 4 เมตร/ชั วโมง แตถาตองการอัตราการผลตน าใหเพ มข นโดยใชขนาดถังเทาเดมสามารถใส tube หรอ lamellae module ลงไปในถัง Pulsator จงเรยกช อใหมวา Superpulsator สามารถเพ มคา Surface loading ไดเปน 4 – 8 เมตร/

ชั วโมง (Water Treatment Handbook, Degremont Volume 2, 1991)

ภาพท 1 แสดงโครงสรางถังตกตะกอนแบบ Pulsator Clarifier (Pressure Type)

4. การเร มตนเดนระบบ Pulsator เบ องตน

ตรวจสอบใหแนใจวาเราไดทาความสะอาดโครงสรางทั งหมดในสวนตางๆอยางถกตอง โดยเฉพาะอยางย งดานลางของชองดักตะกอน (Sludge Concentrator) ดานลางของถังตกตะกอน ชองตรงกลางถังสวนดานบน เพ อสรางแรงดัน Pressure Chamber และอโมงคจายน าตางๆ ของโครงสรางตลอดจนทอในสวนอ นๆ



4

ทดสอบความดันและการทางานของวาลท งตะกอนอัตโนมัต (Automatic Sludge Draw-Off Valve)

ตลอดจนการหยดอปกรณอัตโนมัตซ งถกควบคมโดยวาลวตัวน

การปดเปดวาลวดวยมอ (Manual Valves) เพ อท จะใหน าดบเขาส ถัง Pulsator และเพ อเปนการตรวจสอบการทางานท เหมาะสมของวาลวทั งหมดทกตัว โดยเฉพาะอยางย งวาลวน าท ง (Drain valves)

ภาพท 2 แสดงโครงสรางสวนสรางแรงดันของถัง Pulsator Clarifier (Pressure Type)

5. การจายน าดบเขาส ถัง Pulsator

เร มปลอยน าดบเขาถัง Pulsator ขณะเดยวกันใหเร มตั งระบบป มจายสารเคม ปดวาลวน าท งตางๆหลังจากทาการทดสอบแลววาปกต เม อระดับน าในถังตกตะกอนคอยๆเพ มข น ทาการตรวจสอบวาไมมการรั ว

จากผนังหรอวาลวน าท ง ปด Concentrator drain valves เม อทดสอบแลววาทางานไดปกต ปด Concentrator

manual sludge draw-off valve เม อทดสอบแลววามันทางานไดปกต ใหเร มทาการจับเวลาท ใชในการเตมน าดบเขาระบบเม อระดับน าสง 20 เซนตเมตรเหนอ Concentrator

weir ขอสาคัญการจับเวลาตองทากอนท ระดับน าจะสงถงระดับต าสดของอโมงค



5

การคานวณอัตราไหลของน าดบเขาถัง Pulsator

T =

เวลาท ใชในการจายน าเขาถัง Pulsator

ใหสงท ระดับ20

เซนตเมตร

S1 = พ นท ผวของถัง Pulsator ทั งหมด หนวยเปนตารางเมตร S2 = พ นท ผวภายในผนังหองสรางแรงดัน หนวยเปนตารางเมตร S3 = พ นท ผวทั งหมดของเสา หนวยเปนตารางเมตร Q = อัตราน าดบเขาถัง หนวยเปนลกบาศกเมตร/ชั วโมง การวัดอัตราการไหลของน าเขาถัง Pulsator จะเทากับ

hr mT

x xS S S Q /

36002.0)321( 3

6. การปรับอัตราการท งตะกอน (Sludge Draw-Off)

เม อระดับน าข นมาถงรางรับน าในถัง Pulsator ใหหยดป มจายสารเคมและหยดจายน าดบเขาถัง(ถาระดับน าข นมาสงกวารางรับน าใหปลอยน าท งเพ อใหต ากวาระดับรางรับน า) หลังจากนั นใหทาการเปดวาลวน าท งทละตัวนาน 5 นาท และทาการวัดความลกของน าท งท ออกไป วัดพ นท ผวของถัง Pulsator และใหลบออก

จาก พ นท ผวของเสาและพ นท ผวภายในผนังหองสญญากาศและนาไปคณกับความลกของน าท งท ออกไป ผลท ไดคอปรมาตรของน าท งท 5 นาท ของวาลวระบายตะกอนแตละตัว ดวยวธน เราจะสามารถหาอัตราน าท งตอชั วโมงไดและสามารถหาปรมาตรของน าท งในแตละครั งไดเชนกัน

พ นท ผว = พ นท ผวของถังตกตะกอน – พ นท ผวของชองสญญากาศ – พ นท ผวเสา ปรมาตรของน าท งท 5 นาท = พ นท ผว x ความลกของน าท ง

7. การปรับอัตรา Pulsation และเวลาระบายตะกอน

การปรับเวลาเฉล ยเม อเร มแรกคอ

- ระยะเวลาระบายน า(Flushing) : 5 ถง 10 วนาท - ระยะเวลายกตัว(Suction) : 20 วนาท



6

การปรับระยะเวลาการทา Pulse และความสงของการ Flush ครั งสดทาย

ถาความเขมขนของชั นตะกอนแตกตางกันไมเกนกวา 4 – 6 % อัตราการยกตะกอนอาจถอไดวาถกตองแลว แตถาความเขมขนตางกันมากกวาน กควรปรับอัตราการยกตะกอนใหม โดยเร มปรับท อัตรา Flushing

Time ซ งสามารถลดลงมาท 5 วนาทได ถายังไมพอใหลดอัตราการยกตัว(Suction time) โดยอัตราการดดตองนอยกวาอัตราการไหลเขาเสมอ

การตรวจคาเปอรเซนตของตะกอนในสวนบนและลางของชั นตะกอนเพ อใชเปนขอมลในการปรับอัตราการ Flush และระยะความสงในการ Suction ใหรอดผลหลังการปรับอัตราแลว 3 ชั วโมงกอนเกบขอมลใหมเพ อดผลการตรวจอกครั ง

ก. ผลตางระหวางคาเปอรเซนตของชั นตะกอนในสวนบนและคาเปอรเซนตของชั นตะกอนในสวน ลางจะ ตองมคาไมเกน 7% โดยคาเปอรเซนตในสวนลางมคามากกวา

- ถามากกวา 7 % แสดงวาระยะเวลาในการทา Pulse ชาเกนไปหรอความสงของการทา Flush ต าเกนไปในขั นตนใหลดเวลาในการ Flushing Time ลง (ซ งสามารถลดไดเหลอ 5 วนาท)

- ถาเปอรเซนตของตะกอนยังมากกวา 7 % อย อกใหเพ มระยะความสงของการ Flush ข น 5 เซนตเมตร ซ งยังคงมระยะเวลาการทา Pulse คงเดม (Flush time : 5 วนาท ระยะเวลาการทาสญญากาศ : 45 วนาท)ระยะความสงของการ Flush สามารถเพ มสงข นไดถง 0.8 เมตร

- ถาเปอรเซนตของตะกอนยังมากกวา 7 % อกใหลดระยะเวลาการทาสญญากาศ(Suction Time) ลงครั งละ 5 วนาทแตไมเกน 20 วนาท

ข. ผลตางของเปอรเซนตของชั นตะกอนสวนบนมากกวาเปอรเซนตของชั นตะกอนสวนลางแสดงวาเวลาการทา Pulse เรวเกนไปหรอไมกความสงของการ Flush สงเกนไป ขั นแรกลดความสงของการ Flush ลง 5

เซนตเมตรถายังไมไดผลเพ มระยะเวลาการทาสญญากาศข นครั งละ 1 วนาท (ซ งสามารถเพ มข นไดสงสด 15

วนาท) ตรวจดอัตราการจายสารเคมใหม ค. ถายังไมสาเรจใหระบายน าออกจากถัง Pulsator ใหหมดและทาความสะอาดใหม ตรวจสอบ

ความถกตองของระบบทั งหมด แลวปรับเวลาและระยะยกน าของการ Suction และ Flushing ใหม ง. ถาความแตกตางและความเขมขนของชั นตะกอนถกตองแตยังมฟลอคลอยข นมาท ผวน าอกมากให

เพ มเวลาการดด(Suction time) ถงเวลาสงสดประมาณ 45 วนาท ถาจาเปนใหเพ มเวลา Flushing แตยังคงไวท ไมเกน 10 วนาท

ทกครั งท ทาการปรับเปล ยนใหรออยางนอย 3 ชั วโมงเพ อรอดท สภาวะสมดลยไมเปล ยนแปลงแลวเสยกอน



7

โดยทั วไปในการปรับเปล ยนอัตราตางๆเหลาน ข นอย กับหลักการท วา ถาน าดบย งข นมากเทาไร, มการใชสารเคมมากเทาไร อัตราการยกตะกอนกจะย งสงข นและทาซ ามากข นเพ อท จะใหไดชั นตะกอนท เปนเน อ

เดยวกัน ในทางกลับกันถาฟลอคมลักษณะเบา suction rate กควรจะชาลง suction time กจะนานข นเน องจากจะมฟลอคเลกๆลอยตัวข นส ผวน ามากถาการยกตัวของตะกอนถ หรอรนแรงเกนไป

หมายเหต 1. สวนใหญเปอรเซนตชั นตะกอนสวนบนจะนอยกวาเปอรเซนตชั นตะกอนสวนลางเสมอ

2. ในกรณท มการปรับถังตกตะกอนใหแนใจวา อัตราการทาสญญากาศของเคร องทาสญญากาศจะตองนอยกวาอัตราการไหลของน าดบ

3. ถงแมวาจะมฟลอคเบาเกดข นและชั นตะกอนมความเขมขนต า กตองทา Pulsation หรอการยก

ตะกอนอย ตลอดเวลา ทั งน เพ อปองกันตะกอนสะสมอย กนถัง

8. การปรับเปล ยนอัตราการระบายตะกอนออกจากถัง Pulsator

เม อมชั นตะกอนสะสมสงถงขอบบนของชองดักตะกอน ตองมการระบายตะกอนทันท อัตราการระบายตะกอนออกและความถ ของการะบายตะกอนออกจากถัง Pulsator ข นอย กับสารแขวนลอยในน าดบและสารเคมท เตมลงไป ความสามารถในการจับกันเปนกองตะกอน และความสามารถของวาลวระบายตะกอนแต

ละตัว

8.1 การคานวณหาเปอรเซนตการะบายตะกอน

เปอรเซนตของตะกอนท ตองระบายอาจหาไดคราวๆจากปรมาณตะกอนท เกดข นในการรวมตะกอน(Flocculation) ในน าดบท ไดจากการทดลองในหองปฎบัตการ โดยใชบคเกอรขนาด 1 ลตร จานวน 5 ใบใสน าดบแลวเตมสารเคมในปรมาณท เหมาะสม หลังจากทา Flocculation Test แลวท งไวใหตัวอยางน าตกตะกอนนาน 10 นาท แลวดดเอาน าสวนใสออก รวบรวมตะกอนจากทั ง 5 ใบ ใสรวมในกระบอกตวงขนาดบรรจ 1 ลตร

คอยๆเทตะกอนชาๆเพ อไมใหตะกอนแตกตัวคอยๆกวนตะกอนใหเขากัน โดยหมนกระบอกตวงชาๆหลายรอบ

แลวตั งท งไว 15 นาท จดบันทกปรมาตรของตะกอนท นอนกน เชน P มลลลตร

% ของตะกอน = 1005000

xP



8

8.2 การปรับเปล ยนอัตราการระบายตะกอน

เม อระดับชั นตะกอนสงถงขอบชองดักตะกอน ใหปฎบัตดังน - เปดสวทซอปกรณควบคมการระบายตะกอนอัตโนมัตและปรับอัตราการระบายตะกอนดังน

: ระยะเวลาการเปดประตน าระบายตะกอน 15 วนาท : ความถ ของการระบาย 30 นาท

การปรับท เหมาะสมสามารถหาไดจากอัตราการระบายและเปอรเซนตระบายตะกอนดังกลาวขางตนหรอไมกปรับเปล ยนโดยการทดลอง ซ งอาจทาไดโดยการเชคความเขมขนของตะกอนท ระบายออกหรอโดยการวัดระดับ

ของตะกอนในชองดักตะกอน

8.3 การวัดความเขมขนของตะกอน

เกบตัวอยางตะกอนท ระบายออกประมาณ 250 มลลลตร หลังจากเปดประตน า 2 วนาท และอก 250 มลลลตร หลังจากเปดประตน า 3 วนาท กวนตะกอนใหเขากันแลวางท งไว จดบันทกเปอรเซนตของตะกอนหลังวางท งไว 5, 10 และ 30 นาท ตามลาดับ

เปอรเซนตตะกอน(%) = ปรมาตรตะกอน (มลลลตร) x100

250

คาท ไดควรมคา :

- หลังตั งท งไว 5 นาท = 99 % (โดยประมาณ)

- หลังตั งท งไว 10 นาท = 90 % (เปนอยางนอย)

ทั ง 2 ตัวอยางควรมคาใกลเคยงกัน

ถาหลังจาก 30 นาทเปอรเซนตตะกอนตางกันมากกวา 10 % ใหลดการระบายตะกอนลง ถายังไมไดผล ใหลดระยะเวลาระหวางการระบายแตละครั งลง (เพ มความถ ของการระบายข นนั นเอง)



9

8.4 การปรับเปล ยนตามระดับในชองดักตะกอน (Concentrators)

ถาชั นตะกอนคงท และเพ อลดปรมาณน าสญเสยลง ใหวัดระดับของตะกอนในชองดักตะกอนและเปดประตน าใหถ ข นจนกระทั งระดับตะกอนในชองดักตะกอนสงข นเกอบถงขอบบนของชองดักตะกอน อัตราการปรับดังกลาวจะใชไดกตอเม ออัตราการไหลคงท และมการตรวจเชคระดับตะกอนอย เสมอ ถาตรวจเชคไมเพยงพอ ควรระบายใหบอยข นดกวาระบายไมพอเพยง

9. การเกด Sludge Blanket

ประมาณ50 %

ของอัตราการไหลสงสด

จะถกทาใหเกดเปน Sludge Blanket

ความเรวของการเกด

Sludge Blanket ข นอย กับคณสมบัตของน าและปรมาณสารเคมท เตมลงไปเพ อทาใหเกดการตกตะกอน

บางครั ง Sludge Blanket อาจเกดข นภายใน 3 ชั วโมง ถาน าดบข นและมการเตมสารเคมในปรมาณมากๆ

ในทางตรงกันขามการเกด Sludge Blanket อาจใชเวลามากกวา 24 ชั วโมง เพ อท จะใหน าใสและใชสารเคมในปรมาณนอย ระหวางการทดสอบใหทาการบันทกขอมลดังน เปนระยะๆ คอ

- การไหลของน าดบ

- ความสงของน าในหองสญญากาศ

- ระยะเวลาการ Flush

- ระยะเวลาการ Suction

หลังจากเดนระบบแลว 3 ชั วโมงใหตรวจเชคทกๆชั วโมงและเร มเชคเปอรเซนตของ Sludge Blanket

10. การปรับเปล ยนระบบใหเหมาะสม

เม อระบบเร มทางานท อัตราการไหลปกตแลว รอจนกระทั งชั นตะกอนสงถงระดับของบนของชองดัก

ตะกอน (Concentrators) และความเขมขนของชั นตะกอนคงท ทาการตรวจวัดความเขมขนของชั นตะกอน โดยการใชขวดเกบตัวอยางน าหยอนลงในถัง Pulsator แลวกระตกฝาขวดใหปดท ระดับตางๆกันเพ อเกบตัวอยางน าตะกอน แตอกวธหน งใชสายยางท ถวงน าหนักอย ขางหน งแลวทากาลักน าเกบตัวอยางน าท ระดับตางๆกัน ทาการเกบตัวอยางตะกอนท ระดับความลก 50 เซนตเมตร, 1 เมตร และ 1.5 เมตร วัดจากระดับปากชองดักตะกอน (Concentrator) (ไมควรเกบตัวอยางน าท ระดับต นกวา 15 เซนตเมตร จากชั นขอบบนของตะกอน เกบตัวอยางน าตะกอนใสกระบอกตวงรปกรวย (Imhoff Cone) ขนาด 250 มลลลตร แลวจับเวลาโดยปลอยท งไว 10 นาท บันทกปรมาตรตะกอน



10

ภาพท 3 แสดง Imhoff Cone สาหรับดการตกตะกอนของชั นตะกอนในระดับตางๆของถัง Pulsator

ความเขมขนของตะกอน(Sludge Concentration) = ปรมาตรตะกอน (มลลลตร) x (100/250) หนวย %

11. การแปลผลทดสอบ

ความเปนเน อเดยวกันของชั นตะกอนเกดจากอัตราการยกตะกอน (Pulsation rate) ซ งมจดประสงคเพ อใหตะกอนเปนเน อเดยวกัน ถาอัตราการยกตะกอนชาเกนไป ชั นตะกอนกจะคอนขางแนนและความเขมขน

ของชั นตะกอนสวนลางกจะสงกวาของชั นตะกอนสวนบนมาก แตถาอัตราการยกตะกอนเรวเกนไป ชั นตะกอนกจะแตกตัวทาใหความเขมขนของตะกอนชั นบนสงกวาชั นลาง ในขณะเดยวกัน ฟลอคกจะหลดออกไปกับน าใสได เราไมควรดวนสรปผลเรวเกนไป แตควรจะทาการตรวจวัดผลหลายๆครั งท อัตราการไหลคงท ถาอัตราการไหลลดลงตะกอนกมักจะอัดตัวกันแนน ทาใหผลการวัดความเขมขนของตะกอนชั นลางสงข นได และอาจจะลอยไดเน องจากตะกอนอย นานเกนไป ในทางกลับกันถาอัตราการไหลเพ มข นตะกอนกจะขยายตัวและทาใหความเขมขนของตะกอนชั นลางจางลง โดยเหตผลน เราจงควรเช อถอผลการทดสอบหลังจากเร มเดนระบบไปแลว 3 ชั วโมง

12. ขั นตอนการควบคมระบบ

12.1 ผ ออกแบบจะทาการตั งระบบการข นลงของตัวสรางสภาพความป นปวนของน าใหผ ใชงานไวเปนท เรยบรอยแลว ดังนั นผ ใชงานไมตองไปปรับแตงระบบดังกลาวอกเพระจะทาใหระบบเสยสมดลยทาใหวงจรการสรางชั นตะกอนผดไปและไมเปนไปตาม design criteria ท ใชออกแบบ



11

12.2 ผ ควบคมเพยงสังเกตปรมาณตะกอนวามมากเกนไปหรอเปลาและการลอยของตะกอนข นมาเรวหรอเปลา (วธการแกไขดจากหัวขอ อาการ สาเหตและการแกไข)

12.3 ปจจบันผ ออกแบบไดตั งเวลาการระบายตะกอนไวท 2 ชั วโมงระบายตะกอนอัตโนมัต 10 วนาท (เปนคามาตรฐานระบบทั วๆไป) แตหากคณภาพน าแตละท ไมเหมอนกันดังนั นผ ควบคมสารถปรับแตงระยะเวลาดังกลาวตามความเหมาะสมไดภายหลัง ซ งข นอย กับปรมาณตะกอนท เกดข นและชั วโมงการเด นระบบวาเดนตลอด 24 ชั วโมง หรอเดนวันละไมก ชั วโมงแลวหยดระบบ

13. รายละเอยดการออกแบบถังตกตะกอน Pulsator Clarifier แบบ Pressure Type

- ปรมาณน าท เขาส ระบบการผลต ลกบาศกเมตร/วัน - จานวนถังตกตะกอน ใบ

- อัตราการผลตแตละชด ลกบาศกเมตร/วัน

- ขนาด เสนผานศนยกลาง เมตร สง เมตร- ปรมาตรถังตกตะกอน ลกบาศกเมตร - ระยะเวลากักเกบ นาท - พ นท ผวแตละใบ ตารางเมตร

- ภาระบรรทกน าลน (ความเรวในชั นน าใส) เมตร/ชั วโมง - ความเรวในชั นตะกอน เมตร/ชั วโมง

14. การเกบตัวอยางตะกอน

ถังตกตะกอนแตละใบจะมทอระบายตะกอนขนาดเสนผานศนยกลาง มลลเมตร ตดตั งวาลวอัตโนมัตจานวน ชด โดยระบายตะกอนออกจากชองรับตะกอนสวนเกนภายในถังตกตะกอน

การตรวจหาเปอรเซนตความเขมขนของตะกอนท ระบายจากถังตกตะกอนทาไดโดยใชกระบอกตวงขนาด 1000 มลลลตร เกบตัวอยางตะกอนจากทอระบายตะกอน วัดเปอรเซนตตะกอนโดยท งไว 30 นาท



12

ภาพท 4 แสดงจด Flow Diagram ระบบผลตน าประปาท ใชถังตกตะกอน Pulsator Clarifier ประเภท

Pressure Type

15. ปญหาการไหลลัดทางในถังตกตะกอน (มั นสน,2537)

ถังตกตะกอนแบบอดมคตตองมการไหลของน าเปนแบบปลักโฟลว (Plug Flow) กลาวคอน าจะใชระยะเวลาอย ในถังนานเทากับเวลากักน าตามทฤษฎพอด อยางไรกตาม ปจจัยหลายๆอยางทาใหน าบางสวนไหลออกจากถังกอนหรอหลังเวลากักน าอยางยากท จะหลกเล ยงได ปญหามักเกดข นเม อน าใชเวลาอย ในถังนอยเกนไปหรอท เรยกวาเกดการไหลลัดทางหรอไหลลัดวงจร (Short Circuiting) ผลท ตดตามการไหลลัดทางคอน า

มักพาตะกอนแขวนลอยหลดออกไปจากถังตกตะกอนดวย

15.1 สาเหตของการไหลลัดทาง ปจจัยสาคัญท ทาใหเกดการไหลลัดทางไดแก กระแสความหนาแนน (Density Current) ซ ง

หมายความถงการไหลในน าท มความหนาแนนแตกตางกัน กระแสความหนาแนนเกดข นเน องจากสาเหตใหญ 4 ประการคอ อณหภม, ความข น, สารละลาย, และกระแสลม



13

15.1.1 อทธพลของอณหภม น าท มอณหภมตางกันจะมความหนาแนนไมเทากัน น าเยนจะหนักกวาน ารอน เม อน าอ นไหล

เขามาในถังตกตะกอนท มน าเยนกวา น าท เขามาใหมจะไหลลัดทางตามผวน าและออกไปจากถังโดยใชเวลาเพยงเส ยวเดยวของเวลากักน า ทั งน เน องจากน าอ นมความหนาแนนนอยกวานั นเอง การท น าใชเวลานอยอย ในถังตกตะกอนจงเช อไดวาโอกาสท จะเกดการตกตะกอนไมมทางท จะเกดข นตามท ออกแบบไว สาหรับในประเทศไทย การไหลลัดทางท เกดจากความแตกตางของอณหภมของน าอาจเกดข นไดในชวงฤดรอน ความรอนจากแสงอาทตยอาจทาใหอณหภมของน าเพ มข นในอัตราสงกวา 1 องศาเซลเซยสตอชั วโมง ทาใหเกดกระแสความหนาแนนภายในถัง ซ งจะรนแรงในเวลาเท ยงหรอขณะท อณหภมสงสด

กรณน าเยนไหลเขาถังตกตะกอนท มน าอ นกวากอาจเกดปญหาเร องการไหลลัดทางท เกดจาก

กระแสความหนาแนนไดเชนเดยวกัน แตในกรณน น าท เขาใหม(น าเยน) จะไหลด งลงไปตามกนถังอยางรวดเรวเน องจากมน าหนักมากกวาและใชเวลานอยกวาเวลากักน าในการเคล อนท ออกจากถังตกตะกอน การไหลไปตามกนถังทาใหเกดการฟ งกระจายของ Sludge ท ตกตะกอนอย กอนแลว ถาถังมความลกนอยความข นท ฟ งกระจายอาจลอยข นผวน าและหนออกไปกับน าลนทาใหการตกตะกอนไมไดผล แสงอาทตยอาจทาใหน าในถังตกตะกอน(โดยเฉพาะถังโซลดซคอนแทคท) มอหภมสงกวาน าท เขาใหม ทาใหเกดกระแสความหนาแนนท มผลเสยตอถังตกตะกอน ถังตกตะกอนท ไมไดคดถงปญหาเหลาน และไมไดหาวธปองกันเอาไวกอนจะมประสทธภาพแปรปรวนตามแตอณหภมและปจจัยอ นๆท มอทธพลตอกระแสความหนาแนน

15.1.2 อทธพลของความข นหรอตะกอนแขวนลอย

ความข นทาใหมความหนาแนนแตกตางกัน การเพ มความข นของน าดบอยางกะทันหันกอใหเกดกระแสความหนาแนนในถังตกตะกอนและมการไหลลัดเกดข น น าท มความข นสงจะไหลจมลงกนถังเหมอนในกรณของน าเยน ทาใหมการฟ งกระจายของสลัดจและทาใหความข นหนออกไปจากถังได

15.1.3 อทธพลของความเคมหรอสารละลาย(TDS)

น าท มเกลอแรละลายอย มากจะมน าหนักมากกวาน าท มสารละลายนอย อทธพลของความเคมหรอสารละลายน าจงคลายกับอทธพลของความข นหรอตะกอนแขวนลอย

15.1.4 อทธพลของกระแสลม

ถังตกตะกอนท มพ นท หนาตัดกวางเกนไปจะอย ในอทธพลของกระแสลมทั งน เพราะกระแสลมทาใหเกดความป นปวนตอตอนบนของน าในถังและอาจทาใหน าไหลออกจากถังเรวเกนควร ดวยเหตน วศวกรจงมาควรออกแบบถังตกตะกอนใบเดยวมขนาดใหญมากๆ



14

15.1.5 วธการแกไขและปองกันการไหลลัดทาง การปดฝาถังตกตะกอนอาจชวยบรรเทาผลเสยหายท เกดจากการไหลลัดทาง แตไมใชวธท

เปนไปไดเสมอในทางปฎบัต วธท ยอมรับและนยมใชกันมากกวาม 4 วธดังน 15.1.5.1 ตดรางน าลนบนผวน าใหครอบคลมพ นท สวนใหญของถัง 15.1.5.2 ปรับปรงทางน าเขา

15.1.5.3 ใชทอตกตะกอนหรอแผนตกตะกอน

15.1.5.4 ใชถังแบบโซลดซคอนแทคท ในกรณท น าไหลลัดทางลงส กนถัง ความข นจะถกค ยใหกระจายข นส ผวน า ในบรเวณทางออก

ของถัง(ไมวาเปนถังกลมหรอผนผา) มักปรากฎวาผวน าในบรเวณตอนกลางของถังมักเปนเขตท มน าใสเพราะ

ความข นฟ งไปไมถงดังนั นวธแกไขปยหาการลัดทางลงส กนถัง จงกระทาไดโดยการตดตั งรายน าลนใหครอบคลมพ นท สวนใหญของถัง การปรับปรงทางน าเขา โดยใชแผนกั นน าเพ อบังคับน าใหไหลลงขางลางและกระจายใหสวนตางๆของถัง

การตดตั งทอตกตะกอนหรอแผนตกตะกอนสามารถชวยบรรเทาการไหลลัดทางทั งสองชนดไดทั งน ดวยเหตผล 2 ประการคอ ทาใหการไหลของน ามความฝดเพ มข นมากและทาใหการไหลถกบังคับใหมทสทางอยางแนนอน

วธปองกันผลเสยท เกดจากการไหลลัดทางท ไดผลดกวาวธอ นคอ การหมนเวยนน าตะกอน

(Slurry Recirculation) มาผสมกับน าเขาและตดรางน าลนใหครอบคลมใหทั วพ นผวน า การหมนเวยนน าตะกอนชวยทาใหน าเขามตะกอนแขวนลอยสงเสมอเปนการบังคับใหน าไหลลงขางลาง การสัมผัสระหวางความข นใหมและความข นเกาทาใหมการจับตัวเปนกอนใหญตกตะกอนไดด จนพลังานของกระแสความหนาแนนไมอาจทาใหเกดการฟ งกระจายของความข น ถังตกตะกอนแบบโซลดซคอนแทคท สามารถปองกันกระแสความหนาแนนไดดเน องจากการไหลของน าเขาถกบังคับใหมทสทางอยางแนนอน(ปจจัยน เปนขอหน งท ทาใหมการซ อถังสาเรจรปมาใชมากกวาท จะออกแบบถังโซลดซคอนแทคทมาใช) ไมวาจะมกระแสความหนาแนนเกดข นหรอไมกตาม นอกจากน การสรางชั นสลัดจหรอการหมนเวยนน าตะกอนท เกดข นในถังโซลดซคอนแทคทยังชวย

ทาลายพลังงานของกระแสความหนาแนนจนไมสามารถทาใหเกดการฟ งกระจายได การตดตั งทอตกตะกอนหรอหรอแผนตกตะกอนใหกับถังโซลดซคอนแทคทอาจเปนการปองกันผลเสยจากกระแสความหนาแนนเปนมาตรการสดทาย



15

16. เกณฑการออกแบบ

16.1 Kawamura (2000)

- Flocculation Time : approx 20 min

- Setting Time : 1 – 2 hr

- Surface Loading : 2 – 3 m/hr

- Weir Loading : 7.3 – 15 m3/m.hr

- Upflow Velocity : < 10 mm/min

16.2 AWWA & ASCE (1990)

- Surface Loading : 0.625 – 4.75 m/hr (average : 2.5 m/hr)

16.3 Culp & Wesner (1968)

- Surface Loading : 2.44 – 4.88 m/hr

16.4 EPB (2002)

- Flocculation Time : approx 20 min- Surface Loading : 2 – 3 m/hr

- Setting Time : 1 – 2 hr

- Weir Loading : 7 – 15 m3/m.hr

- Upflow Velocity : < 0.6 m/hr

16.5 Degremont (1991)

- Surface Loading : 2 – 4 m/hr (super pulsator : 4 – 8 m/hr)



16

References:

1. ค มอการควบคมระบบผล ตน าประปา โรงงานผลตน าประปาหนองจอก การประปานครหลวง

2. ค มอการควบคมระบบผล ตน าประปา โรงงานผลตน าประปามหาสวัสด การประปานครหลวง

3. ม ันสน ตัณฑลเวศม. พ.ศ. 2537. วศวกรรมการประปา เลม 1. สานักพมพจฬาลงกรณมหาวทยาลัย.

กรงเทพมหานคร. 305 หนา

4. American Society of Civil Engineers & American Water Works Association. 1990.

Water treatment Plant Design (second edition), United States of America. 598 p.

5. Culp & Wesner. 1986. Hand Book of Public Water Systems. New York United States of

America. 1113p.

6. Degremont. 1991. Water Treatment Handbook, France. 1459 p.

7. Environmental Protection Branch. 2002. A Guide to Waterworks Design, Regina SK.

47p.

8. Susumu Kawamura. 2000. Integrated Design and Operation of Water Treatment

Facilities second edition, New York United States of America. 691p.

pulsator_clarifier_pressure_type.pdf

Documents