Water supply_Kowit_72130359

การผลติ นำ้ จดื จากน้ำเคม็
การกำจัดเกลอื และแร<ธาตทุ ีอ่ ยใ<ู นน้ำดิบ หรือการผลติ น้ำจดื จากนำ้ ทะเล มีคำที่ใชเ7 รยี ก

กระบวนการนี้ อาทิ
• Desalting

• Demineralization

• Desalination

• Deionization

ชนดิ ของนำ้ เค็ม แบ<งออกตามความเขม7 ข7นของเกลือทล่ี ะลายอย<ู

มากกว<า 35,000 mg/l น้ำเกลอื เข7มข7น (Brine)
≈ 35,000 mg/l
นำ้ ทะเล (sea water)

1,000 - 35,000 mg/l นำ้ กรอ< ย (Brackish water)
นอ7 ยกวา< 1,000mg/l นำ้ จืด ( Fresh water )

การกำจัดเกลอื หรอื ประจุแร<ธาตุ ทีไ่ มต< อ7 งการ คอื การทำให7ตกตะกอนด7วยปฏกิ ิรยิ าทางเคมี
(Precipitation) แต<ประจุของ Na+ , K+ และ NO3- จะไมเ< กดิ ในรปู ตะกอน และประจขุ อง SO4=
กับ Cl- จะเกิดตะกอนกต็ <อเม่ือทำปฏกิ รยิ ากบั ธาตรุ าคาแพงเชน< Ag , Ba และ Pb

กระบวนการกำจัดประจุทีล่ ะลายน้ำ หรือกรรมวธิ ีการผลติ นำ้ จดื จากน้ำเค็มได7แก<
• การกลนั่ (Distillation Process)

• การอัดน้ำเคม็ ผ<านเย่ือบาง (Reverse osmosis)

• การแยกนำ้ เกลอื ดว7 ยกระแสไฟฟvา (Electrodialysis)

• การแลกเปล่ียนประจุ (Demineralization)

• การทำให7เป'นน้ำแข็ง

การกลั่น (Distillation Process)

เมอ่ื นำ้ ได7รับความรอ7 นจะระเหยออกมาเป'นไอน้ำ ซึ่งอาจมีสารระเหยอืน่ ๆ ปะปนอย<ูดว7 ย แต<
เกลอื จะยงั คงอยู< เมอ่ื ควบแน<นไอน้ำจะกลน่ั เป'นหยดน้ำซ่ึงปราศจากเกลอื และแร<ธาตุ เช<น
การกลัน่ หลายช้นั (Multi– stage distillation) มีหมอ7 กลั่น (Boiler) หลายตัวเรยี งแบบ

อนกุ รม ตัวหลังๆจะมคี วามดันและอุณหภมู นิ 7อยกวา< ตัวตน7 ๆ โดยไอน้ำจากตวั ต7น ๆ จะคายความ
รอ7 นให7ตวั ตอ< ถัดไปดังน้นั ความร7อนทีป่ vอนใหค7 ร้งั แรกจะถกู ใชต7 อ< เนื่องไปเรื่อย ๆ (รปู ที่ 5.17) ซึง่ บาง
กระบวนการอาจมีมากถงึ 10–20 ช้ัน

รูปท่ี 5.17 การกลัน่ แบบหลายชนั้ (Saadat et al., 2018)
การอดั นำ้ เคม็ ผาS นเย่ือบาง (Reverse Osmosis)

เยอ่ื บาง (membrane) ขวางก้นั ระหวา< งของเหลว 2 ชนิด เยือ่ บางปลอ< ยให7น้ำซมึ ผ<านได7
แต<สารละลายไม<อาจผา< นได7 นำ้ จะไหลซึมจากของเหลวท่มี คี วามเข7มข7นต่ำไปส<ทู ี่มคี วามเข7มข7นสงู
เรยี กกระบวนการ Osmosis การไหลซึมนี้จะหยุด (รูปที่ 5.18) ถา7 ความดนั ทางด7านเขม7 ข7นเพม่ิ ข้ึน
จนถงึ จดุ หนง่ึ ซงึ่ เรียกว<า osmotic pressure ถ7าความดันเพ่ิมสงู กวา< นี้ นำ้ จะไหลยอ7 นกลบั จากด7าน
เขม7 ขน7 ไปสู<ดา7 นเจือจางเรียกวา< Reverse Osmosis ส<วนสารละลายต<าง ๆ จะคงติดคา7 งอยก<ู บั เย่ือบาง
(รปู ที่ 5.19)

รูปท่ี 5.18 กระบวนการ Osmosis และ Reverse Osmosis (Togo et al., 2019)

ความดันทีใ่ ชป7 ระมาณ 28 - 40 bar สำหรับน้ำกรอ< ย
55 – 70 bar สำหรับนำ้ ทะเล

ขนาดความดนั ข้ึนอยูEกับคEา
• Osmotic pressure
• ชนดิ ของ membrane
• อตั ราการผลิตต<อตารางเมตร

ความดนั สว< นใหญใ< ชส7 ำหรับสก7ู บั แรงต7านชลศาสตรO (Hydraulic Resistance)

รปู ที่ 5.19 การอัดน้ำเค็มผา< นเยอื่ เมมเบรนแบบเสน7 ใยกลวง (Togo et al., 2019)

รปู ที่ 5.20 กระบวนการออสโมซิสผนั กลับแบบทอ< (Saadat et al., 2018)
(ท่มี า: http://dtnewa.com/index.php?m=content&c=index&a=lists&catid=56)

รูปท่ี 5.21 กระบวนการออสโมซิสผันกลับแบบมว7 น (Spiral Wound Module)

การแยกน้ำเกลอื ดYวยกระแสไฟฟåา (Electrodialysis)
ใชข7 ว้ั บวก (Anode) และขั้วลบ (Cathode) เมือ่ ผ<านกระแสไฟฟvาลงในนำ้ ดิบ ทำให7ประจุ

แตกตวั ออก แลว7 อาศยั แผ<นเยอื่ บางชนดิ พเิ ศษ ซึ่งจะปลอ< ยใหป7 ระจลุ บหรือบวกผา< นได7 (ถา7 เปน' เยอ่ื
ชนดิ ประจบุ วกกจ็ ะปล<อยใหป7 ระจบุ วกผา< น โดยกัน้ ประจลุ บไว7) (รปู ท่ี 5.22)

เม่อื ปล<อยกระแสไฟฟาv ผา< น electrode ประจุบวก (Na+, Ca++, Mg++) จะเคลื่อนไปส<ูข้วั ลบ
แต<จะถกู กักไวด7 7วย anion membrane ( เยอื่ ชนดิ ประจุลบ ) และประจุลบ ( Cl- , SO4=, HCO3-) จะ
เคลื่อนหาข้วั บวก แต<ก็จะถูกกกั ไวด7 ว7 ย Cation membrane

ผลจากการเคลือ่ นยา7 ยประจุ จะทำให7ช<องกลางไมม< ีประจเุ หลอื อยู< และชอ< งข7างๆจะมปี ระจุ
เพม่ิ ขนึ้ คุณภาพของนำ้ ขนึ้ อยกู< ับอัตราการไหล และขนาดของกระแสไฟฟvาทใ่ี ช7ชน้ั membrane อาจ
มีมากกวา< 100 แผ<น ความตา< งศักยไO ฟฟาv ทใ่ี ช7ประมาณ 1000 volts จงึ ตอ7 งระมดั ระวงั การรัว่ ไหล
ของนำ้ และไฟฟvา

นำ้ ทะเล + Anode

- Cathode

น้ำเกลือ นำ้ จืด

รูปท่ี 5.22 กระบวนการ Electrodialysis
(ที่มา: https://www.reapower.eu/project-scope/reverse-electrodyalisis-

technology.html)

การทำใหYเปนy นำ้ แขง็ (Freezing)
เม่อื ไดร7 บั ความเยน็ จัด เฉพาะโมเลกลุ ของน้ำจะจับตัวเปน' ผลกึ นำ้ แข็ง ส<วนโมเลกุลเกลอื จะคง

อย<ใู นรปู สารละลาย ในการผลติ จะลดอุณหภูมิน้ำทะเลจนเกดิ นำ้ แขง็ ขนึ้ เป'นบางส<วน จากนั้นจงึ
ระบายนำ้ เกลือออกแล7วละลายนำ้ แขง็ (รปู ท่ี 5.23)

รปู ท่ี 5.24 การทำใหเ7 ป'นน้ำแข็ง

การคายความรอ7 นจากนำ้ ทะเลอาจใช7

1.พน< กาZ ซ Butane ใหเ7 ปน' ฟองปะปนกับน้ำทะเลในถังทำน้ำแข็ง
2.ใหน7 ำ้ ทะเลระบายความร7อนไปกับผิวหน7าทอ< โลหะของขดความเย็น (Cooling Coil)
• การผลิตน้ำบริสทุ ธ์ิดวY ยวธิ แี ลกเปลย่ี นประจุ

ไมน< ยิ มใช7กระบวนการน้ีในการผลิตนำ้ จดื จากนำ้ ทะเล
R Na2 + MgCl2 R Mg + 2NaCl
R (OH- )2 + SO4= R SO4= + 2OH-
สารรเี จนเนอแรนทOเป'น NaOH
การกำจดั กล่ินและรสของนำ้
• Aeration (การเตมิ อากาศ) เพื่อกำจัดกZาซไขเ< น<า (H2S) สารอนิ ทรียOอนื่ ๆ

• วธิ ี Activated Carbon ซึง่ สามารถกำจัด Phenol พวก gasตา< ง ๆ เหล็ก แมงกานีส คลอรีน

โดยใชเ7 วลาเก็บกักประมาณ 10 – 60 นาที ใช7ชั้นตัวกลางลกึ ประมาณ 1.5 –3 เมตร

• การเติมคลอรีน

• วธิ ี Coagulation – Flocculation

• การควบคุมและกำจดั สาหร<ายที่มอี ยู<ในน้ำ

การควบคุมสาหรSาย (Algae control)
สาหรา< ยทเี่ กดิ ขนึ้ ในน้ำจะทำให7

• น้ำข<ุน มสี ี
• มีกลนิ่ เหมน็ คาว
• รสของน้ำเสยี ไป ทำให7ไมน< า< ด่ืมนา< ใช7
• ทำใหเ7 ครอื่ งกรองนำ้ เกดิ การอดุ ตนั ไดง7 า< ย
• สาหรา< ยบางชนดิ เปน' พษิ

วธิ ีควบคุมสาหรSายทเ่ี กิดขนึ้ ในแหลงS เกบ็ กักนำ้ (Reservoir)
1) กำจดั แหลง< ท่ีทำใหเ7 กดิ ภาวะมลพิษน้ำทอี่ ยโ<ู ดยรอบแหล<งน้ำให7หมดหรือลดลงมากท่ีสุดเท<าท่ี

จะทำได7
2) ทำความสะอาดพื้นที่บริเวณริมฝ≤งä ก<อนที่ระดับน้ำในแหลง< เก็บกักนำ้ จะมรี ะดบั สูงมากข้นึ
3) ทำความสะอาดก7น และ ดา7 นข7างๆของแหลง< เก็บกักนำ้
4) แหลง< เกบ็ กกั นำ้ บางชนิดเช<นถงั เกบ็ น้ำ ถา7 สามารถทำฝาปดÆ ไดก7 ็ควรทำ เพ่อื ปvองกนั แสงสว<าง

สอ< งผ<านลงไปได7 เพราะสาหรา< ยจะไม<เจริญ ถ7าขาดแสงสว<าง
5) ใช7 Copper sulfate ฆ<าสาหรา< ย นยิ มให7มีความเข7มข7น 0.6–1.2 มิลลกิ รมั ตอ< ลิตร ใช7ความ

เข7มขน7 สูงสุดทีไ่ ม<เกิน 3.0 มลิ ลกิ รมั ต<อลิตร ถา7 ใชม7 ากเกนิ ไป อาจเกิดอนั ตรายต<อผ7ูใชน7 ้ำได7
CuSO4 ทำอันตรายต<อปลาได7 เชน< ปลา trout ทน CuSO4 ได7เพยี ง 0.14 มลิ ลิกรัมตอ< ลติ ร
ปลา Black bass ทน CuSO4 ได7ถงึ 2.1 มิลลกิ รมั ต<อลติ ร
6) ใชค7 ลอรนี กำจัดสาหรา< ย
การกำจัดสาหรา< ยโดยใช7ผลกึ ของ CuSO4 หรอื ผงปูนคลอรนี ใส<กระสอบ ใส<ภาชนะมีรพู รุน
หรือภาชนะทท่ี ำด7วยตาข<ายม7งุ ลวด แลว7 ลากไปมาให7ทวั่ พ้นื น้ำ เพ่อื ใหส7 ารเคมีไดล7 ะลายกระจายไปใน
นำ้ โดยทว่ั ถงึ กนั หรอื อกี วธิ หี นึ่งคือการพ<นผง CuSO4 หรือผงปูนคลอรนี ลงบนผวิ นำ้ ใหท7 ั่วดว7 ยเคร่ือง
พ<น ซึ่งวธิ นี ส้ี ามารถใช7กับแหลง< น้ำทมี่ ลี กั ษณะเปน' คู คลอง หรอื สระนำ้
7) การควบคมุ สาหรา< ยในสระว<ายนำ้ มหี ลายวธิ ี เชน<
7.1) โดยเติมคลอรนี ใหม7 ี residual chlorine เหลอื อยู< 0.6– 2.0 ppm
7.2) ใช7 CuSO4 ขนาด 2 ppm
ถ7าวธิ ี 7.1 หรือ 7.2 ยังควบคุมไม<ได7ผล ก็ต7องใชว7 ิธรี ะบายน้ำออกใหห7 มด แลว7 ถตู ามด7านขา7 ง
และกน7 สระ โดยใช7สารละลายของ CuSO4 ชนิด 5 เปอรOเซ็นตO หรือใชพ7 <น (spray) และถดู 7วย

สารละลายของ Calcium Hypochlorite ชนิดทม่ี ีความเข7นขน7 5 เปอรOเซ็นตO ท้งิ ไว7ประมาณ15 นาที
แลว7 จงึ ล7างดว7 ยน้ำสะอาด
การควบคุมฟลูออไรดj

สารฟลอู อไรดO ( Fluoride ) ควรมอี ย<ใู นนำ้ ประปา ประมาณ 1 mg/l ถา7 มตี ำ่ กวา< นีก้ ็ควร
เติมฟลอู อไรดOเพิ่มลงไปในนำ้ ประปา อาจเลอื กใช7สารใดสารหน่งึ ดงั นี้

• Calcium fluoride (CaF2)
• Sodium silicofluoride (Na2 SiF6)
• Sodium fluoride (NaF)

การกำจดั สารฟลูออไรดทO มี่ มี ากเกนิ มาตรฐานของนำ้ ดืม่ กอ็ าจทำได7ด7วยวธิ ี
• เตมิ สารสม7 แล7วกรองพวกตะกอนสารสม7 ออก
• ใช7วิธี Activated Carbon ในการแยกสารฟลูออไรดOออกจากนำ้ ประปา

การควบคุมการผุกรSอน (Corrosion Control)
สาเหตุของการผุกร<อนของทอ< นำ้ โลหะในกิจการประปา

1. O2 ท่ีละลายอยใ<ู นนำ้ ทำปฏิริยากบั โลหะ
2. CO2ทำใหน7 ้ำเกดิ เป'นกรด

3. สารละลายของเกลอื แรบ< างชนิดออกฤทธ์เิ ปน' กรด ทำให7นำ้ มีค<า pHลดลง pH ≤ 2

4. อณุ หภมู ิสูง จะชว< ยเร<งอตั ราการผกุ รอ< นให7เรว็ ข้ึน
5. ถ7าเร<งอัตราการไหลของน้ำให7เร็วขน้ึ ก็ยง่ิ ทำให7 O2ละลายน้ำมากข้ึนและสารเคมตี า< ง ๆ ก็มี

โอกาสกระทำตอ< ผวิ สมั ผัสของทอ< โลหะไดม7 าก
6. พวกเกลือแร<ท่ีออกฤทธิ์เปน' ด<าง กจ็ ะเพ่ิมคา< pHของนำ้ ทำให7เกดิ การผกุ รอ< นไดเ7 ชน< เดียวกัน

pH ≥12.5

การควบคมุ การผกุ รอS น
1. ใชท7 <อท่ีทำด7วยวัสดุอโลหะ
2. ใช7ท<อที่มีความคงทนตอ< การเปน' สนิม
3. ใชว7 สั ดุทไี่ ม<เปน' สนิมเคลอื บหรอื ฉาบผวิ ของทอ< เหลก็
4. กำจดั gas ต<าง ๆ ทีล่ ะลายในนำ้
5. ปรับปรงุ น้ำไมใ< หม7 ีความเปน' ด<างสงู เกินไป เช<น กำจัด Ca(HCO3)2

การปรับปรุงคุณภาพนำ้ ดกตะกอน
การตกตะกอน

เปน' วิธีแยกอนภุ าคของแข็งออกจากของเหลวด7วยแรงดึงดูดของโลก ผลจากการตกตะกอน
ทำให7ไดส7 <วนประกอบ 2 สว< นคือ น้ำใส และตะกอนเหลวหรอื สลัดจO (sludge) ถ7าจุดมุ<งหมายของการ
ตกตะกอนเป'นไปเพ่ือให7ไดน7 ำ้ ใส การตกตะกอนจะเปน' แบบทีเ่ รียกว<า Clarification ถา7 จุดมุง< หมาย
เพ่ือใหไ7 ดส7 ลัดจOทีม่ ีความเขม7 ข7นมากท่ีสุด การตกตะกอนจะเป'นแบบทีเ่ รียกวา< Thickening
ประเภทของการตกตะกอน

การตกตะกอนจำแนกไดเ7 ป'น 4 ประเภท ตามระดบั ความเขม7 ข7น และลกั ษณะสมบตั ิของ
ของแขง็ ท่ีอยูใ< นน้ำ ดังน้ี

1. การตกตะกอนแบบโดด (Discrete settling)
2. การตกตะกอนแบบรวมกลมุ< (Flocculent settling)
3. การตกตะกอนแบบแบง< ชน้ั (Zone settling)
4. การตกตะกอนแบบอัดตัว (Compression settling)
1. การตกตะกอนของอนุภาคโดด
คอื การตกตะกอนอนภุ าคทีม่ ปี รมิ าณความเขม7 ข7นน7อย เกิดเป'นอิสระไมข< ึ้นตอ< กัน และไม<มี
การเปลีย่ นขนาด รปู ร<าง ความหนาแน<น ฯลฯ ในขณะทีต่ กตะกอน เช<น การตกตะกอนของกรวด
ทราย ฯลฯ ซงึ่ ความเรว็ ในการตกตะกอน หาได7จากสตู รตอ< ไปนีส้ ำหรบั การไหลแบบ turbulent flow
ค<าของตวั เลขเรยโO นลดO (Reynold’s No) อยร<ู ะหว<าง 5× 102 < R < 104
สำหรับการไหลแบบ turbulent flow คา< ของตวั เลขเรยโO นลดO (Reynold’s No) อยู<ระหว<าง
5× 102 < R < 104

Vs = /3.3 gd (s − 1)
สำหรับการไหลแบบลามนี ารO (Laminar flow) R ≤ 1.0
"#! (&!')
Vs = ')* ………………….. Stoke’s Law

Vs = ความเรว็ ของการจมตัว (settling velocity) cm/sec
R = Reynold’s Number
9 = ความหนดื แบบไคเนเมตคิ (Kinematic viscosity of the fluid) (9 = centistoke)

(1 centistoke = 0.01 cm2/ sec)
s = ความถ<วงจำเพาะของอนภุ าค
d = ขนาดเส7นผา< ศูนยกO ลางของอนุภาค

g = 981 cm/sec2

2. การจมตัวของกลมSุ ตะกอน
เป'นลักษณะของการตกตะกอนเบาซึ่งอาจจะเป'นสารแขวนลอยของอินทรียOวัตถุหรืออนินทรียO

วัตถุที่มีอยู<ในน้ำเสียจากบ7านเรือนหรือโรงงานอุตสาหกรรม และการตกตะกอนของฟลอคสารส7ม หรือ
ฟลอคที่เกิดจากสารสร7างตะกอนตัวอื่นในกิจการประปา การตกตะกอนชนิดนี้อนุภาคจะจับรวมตัวซ่ึง
กันและกัน ทำให7มีขนาดใหญ<ขึ้นเรื่อย ๆ ทำให7ความเร็วในการตกตะกอนเพิ่มขึ้น ข7อมูลที่แน<นอนเพื่อ
ใชใ7 นการออกแบบหาไดจ7 ากการทดลอง
3. การตกตะกอนแบบแบงS ช้นั

เป'นลักษณะการตกตะกอนของน้ำที่มีตะกอนแขวนลอยอยู<ในระดับปานกลางเช<นใน
activated sludge และ flocculated chemical suspensions ซึ่งมีความเข7มข7นมากกว<า 500
mg/l โดยจะเกิดแรงยดึ ระหวา< งอนภุ าค รวมเป'นช้ันแยกตกตะกอนออกจากสว< นน้ำใสเห็นไดช7 ัด

ในชั้นแรกอนุภาคจะตกตะกอนด7วยความเร็วคงที่เนื่องจากมีความเข7มข7นของsolidsคงที่ แต<
เมื่อตกตะกอนทับถมกันจนความเข7มข7นสูงขึ้นความเร็วในการตกตะกอนจะลดลงเรียกว<า transition
zone เนื่องจากการจมตัวของตะกอนจะไปแทนที่น้ำ ทำให7น้ำถูกดันขึ้นมาข7างบนจึงต7านทานการ
ตกตะกอนของอนุภาคให7มีความเร็วลดน7อยลง และเมื่อตะกอนจับรวมตัวแยกออกเป'นชั้น จะเกิดเป'น
interface ของสว< นทับถมของตะกอนและนำ้ ใส คณุ สมบตั ิของการตกตะกอนหาจากการทดลอง
4. การตกตะกอนแบบอัดตัว

เป'นลักษณะการตกตะกอนที่เมื่อน้ำมีตะกอนแขวนลอยมาก ทำให7ตะกอนส<วนบนทับถม
ตะกอนที่อยู<ส<วนล<าง เกิดการอัดตัวของตะกอนขึ้น ลักษณะการเกิดตะกอนแบบนี้จะเกิดขึ้นภายหลัง
จากการตกตะกอนแบบท้ังสามข7างตน7 เกดิ ขึ้นแล7ว
ลกั ษณะการทำงานของถังตกตะกอนแบงS ออกไดเY ปนy 4 สวS น

รปู ที่ 5.25 ลกั ษณะการทำงานของถงั ตกตะกอน

1. สวS นนำ้ ไหลเขาY (Inlet zone)
วัตถปุ ระสงคขO องส<วนน้เี พอ่ื ลดความเร็วของการไหลเข7าสถ<ู งั เพ่ือมิให7มคี วามปä≤นปวY นเกิดขึน้

ซึง่ อาจทำใหต7 ะกอนฟลอคแตกตวั และนำ้ ในถังไม<สงบนง่ิ ทำให7ตะกอนไมจ< ม โดยทว่ั ไปมกั ใช7แผน< กน้ั
(baffle) ขวางไว7เปน' ชว< ง ๆ
2. สSวนตกตะกอน (Settling zone)

คอื ปริมาตรสว< นใหญ<ของถัง นำ้ ในสว< นนจ้ี ะไหลช7า ตะกอนฟลอคจะค<อย ๆ จมลงส<เู บือ้ งล<าง
3. สSวนตะกอนทบั ถม (Sludge zone)

คือ บริเวณส<วนลา< งของถงั ซ่ึงตะกอนจะลงมาทับถมกันอยู< และถกู ระบายท้งิ ตอ< ไป
4. สวS นนำ้ ไหลออก (Outlet zone)

ออกแบบใหก7 ารไหลออกจากถังเปน' ไปอยา< งราบเรียบ ไมเ< รว็ เกนิ ไปจนอาจเป'นสาเหตใุ หเ7 กดิ
การดงึ ดูดเอาตะกอนบางส<วนตดิ ออกไป
ถงั ตกตะกอนแบบอุดมคติ (The Ideal Sedimentation Basin)
ลกั ษณะของการตกตะกอนในถังตกตะกอน ซึง่ กำหนดให7
1. นำ้ ในโซนจมตัว (settling zone) ไมถ< ูกกระทบกระเทือน (quiescent conditions)
2. นำ้ ไหลเปน' แบบสม่ำเสมอ (uniform flow) ตลอดโซนจมตวั
3. ความเข7มข7นของของแขง็ (solids) ทไี่ หลเข7าสม่ำเสมอ
4. ตะกอนท่ตี กอย<ูในโซนตะกอน (sludge zone) ไม<ลอยข้ึนมาอีก

รปู ที่ 5.26 ถังตกตะกอนแบบอดุ มคติ (The Ideal Sedimentation Basin)

จากรูปจะพบว<าอนุภาคใดกต็ ามทม่ี ีความเรว็ ในการจมตวั เท<ากับหรอื สูงกว<าความเร็วในการ
จมตัว Vo อนุภาคเหล<านนั้ จะตกตะกอนไดห7 มด 100 % ในถังตกตะกอน สำหรบั ความเร็วในการจมตวั
(Vs)ท่ีชา7 กว<าVo อนุภาคน้นั อาจถูกกำจัดออกไดใ7 นถงั ตกตะกอน ถ7าอนภุ าคเหล<าน้ันเข7าในถัง
ตกตะกอนท่ีจุด b ซ่งึ ต่ำกวา< ระดบั จุด a แตถ< 7าอนภุ าคเหลา< นน้ั เข7ามาในถงั ตกตะกอนที่จุด a ก็จะมี
ส<วนหนงึ่ ซ่ึงจะถูกพาออกไปไมส< ามารถตกตะกอนในถังตกตะกอนได7

จะเหน็ ไดว7 า< ความเรว็ ในการตกตะกอน Vo ข้ึนอยก<ู ับพ้ืนที่หนา7 ตัดอย<างเดยี ว ไมเ< ก่ียวกบั
ความลกึ ของถงั ดังนน้ั ถังตกตะกอนที่มีประสทิ ธภิ าพสูง จึงควรจะออกแบบใหม7 คี วามลกึ น7อยทีส่ ุด

รูปท่ี 5.27 ลกั ษณะการจมตวั ของตะกอน
ประเภทของถงั ตกตะกอน
ถังตกตะกอนแบ<งออกไดเ7 ปน' 3 ประเภทใหญ<ๆ โดยแบง< ออกตามลกั ษณะทิศทางการไหลของนำ้

1. ถังตกตะกอนแบบไหลในแนวนอน (Horizontal flow) โดยมากจะเป'นถงั ตกตะกอนรูป
สเ่ี หลีย่ มผืนผา7

2. ถังตกตะกอนแบบไหลในแนวดง่ิ (Vertical flow) โดยมากจะเป'นถังตกตะกอนรปู ส่เี หลีย่ ม
จตั ุรสั และรูปทรงกลม

3. ถังตกตะกอนแบบไหลข้นึ (Upward flow settling tank)
4. ถังตกตะกอนแบบไหลไปตามแผ<นหรือท<อ (Plate type หรอื Tube type) ซึง่ เป'นถงั ทมี่ ี
แผน< หรือท<อตดิ ตงั้ เอียงจ<มุ อย<ูในน้ำของถังตกตะกอน
1. ถงั ตกตะกอนแบบไหลในแนวนอน
เชน< ถงั ตกตะกอนแบบสเี่ หลีย่ มผนื ผา7 จะออกแบบใหน7 ้ำไหลเข7าทางปลายดา7 นหนง่ึ แลว7 ไหล
ตามแนวนอนไปตามความยาวถัง และล7นออกข7ามเวียรO (weir) ทป่ี ลายอกี ขา7 งหน่งึ ความเรว็ ของนำ้ ใน

ถังควรจะสม่ำเสมอเท<ากันตลอดความยาวของถงั แตเ< ปน' ไปได7ยากเนอื่ งจากมแี รงเสยี ดทานของผนงั
และพ้ืนถัง

รูปท่ี 5.28 ถงั ตกตะกอนแบบไหลในแนวนอนทรงผนื ผ7า
(ทมี่ า: http://www.jwrc-net.or.jp/aswin/en/newtap/report/NewTap_018.pdf)
2. ถังตกตะกอนแบบไหลในแนวด่ิง
เช<น ถังตกตะกอนแบบกลม น้ำดบิ ไหลเขา7 ตรงกลางถงั ซึ่งมีสว< นนำ้ เขา7 เปน' รูปทรงกระบอก
เจาะรพู รนุ ทำหนา7 ท่ีกระจายน้ำให7ไหลออกอย<างสม่ำเสมอรอบด7าน ความเร็วของนำ้ แรกเร่มิ ทจี่ ดุ
กลางถังจะเรว็ แลว7 คอ< ยๆลดลงจนมคี วามเรว็ ตำ่ สุดเมื่อไหลลน7 ผ<านเวียรOทเ่ี ส7นรอบขอบถงั

รูปที่ 5.28 ถังตกตะกอนทรงกลม
(ทีม่ า: https://www.segawater.com/17370831/ถงั ตกตะกอนน้ำเสียsedimentation-tank)

3. ถงั ตกตะกอนแบบไหลข้ึน (Upward flow settling tank)
เปน' ถงั ซึง่ รวมเอากระบวนการรวมตะกอนและการตกตะกอนไว7ด7วยกนั ตวั ถงั เปน' รปู กรวย

หงาย น้ำดิบผสมสารส7มจะไหลเขา7 ทางดา7 นล<างซ่งึ มพี ื้นท่ีหนา7 ตัดแคบ ดงั นนั้ จะไหลในอัตราเรว็ สงู แต<
เม่ือไหลสงู ขึ้นพื้นทห่ี นา7 ตดั ของการไหลจะเพ่ิมข้นึ ความเรว็ จะลดลง จนกระทั่งมี velocity gradient
ที่พอเหมาะกับการรวมตะกอน คือจากมากไปหานอ7 ย ตะกอนจะมขี นาดใหญ<เพิม่ ขึ้นตามลำดบั

จนเม่อื ไหลขึ้นไปไดร7 าว 2 ใน 3 ของความสงู ของถัง น้ำหนกั ทีเ่ พิ่มข้ึนของตะกอนจะพอดีกนั
กบั แรงยกท่เี กดิ จากความเร็วของน้ำทไี่ หลขึ้น ตะกอนจะไมไ< หลขึน้ หรือจมตัวลงแต<จะอย<คู งทแ่ี ละเกาะ
ตัวกันเป'นชนั้ ตะกอนเรยี กวา< ชน้ั สลัดจO (sludge blanket) ช้นั สลัดจOนจี้ ะทำหน7าทคี่ อยดูดซับตะกอนที่
ตามขึน้ มา น้ำท่ีไหลพ7นชั้นตะกอนจะใส และล7นออกผ<านเวียรทO ี่เสน7 รอบวงสว< นยอดของถงั

ช้ันสลัดจถO า7 มีตะกอนมากเกินไป อาจต7องระบายทิ้งออกแบบต<อเนือ่ ง โดยการเจาะรขู า7 งถงั
ตรงระดับทเ่ี กดิ ชัน้ ตะกอนแล7วตดิ ท<อระบายควบคมุ ดว7 ยประตูนำ้ หรือหยดุ เดินเคร่อื งสูบนำ้ ปลอ< ยให7
ชนั้ ตะกอนจมลงแล7วระบายออกทางก7นถัง

รูปที่ 5.29 ถงั ตกตะกอนแบบไหลข้นึ
(ทม่ี า: https://www.suezwatertechnologies.com/handbook/chapter-05-clarification)
4. ถังตกตะกอนแบบไหลไปตามแผนS หรือทอS (Plate–type หรือ Tube–type)

เช<น ชนิด Lamella ซ่งึ มกี ารไหลแบบจากบนลงลา< ง ภายในถงั จะมีแผน< รบั ตะกอนเรยี งกนั อย<ู
เป'นแถวทำมมุ ระหว<าง 30 ถงึ 45 องศา เมือ่ มีน้ำและตะกอนไหลลงมาจากดา7 นบน ตะกอนจะตกลง
บนแผน< รบั ตะกอนและไหลเลอ่ื นสะสมกันลงมารวมอยูท< ่ีก7นถัง ท<อรบั นำ้ สะอาดจะอยู<ตำ่ ในชว< งระดบั ที่
ตะกอนแยกตวั ออกจากนำ้ จนหมดแล7ว ทอ< นีจ้ ะนำน้ำสะอาดขนึ้ ไปถึงรางเปÆดรบั นำ้ สะอาดด7านบน

รปู ท่ี 5.30 ถังตกตะกอนแบบแผ<นลาดเอียง
(ทมี่ า: http://th.rdhbiomedia.com/tube-settler/lamella-plate-clarifier-for-

wastewater.html)

แต<ในทางปฏิบัติจะมีปäญหาเกี่ยวกับ การถ<ายเทตะกอน ทำให7ถังมีความลึกอย<างน7อย 2.5 –
3.0 เมตร ต<อมาได7มีผู7พัฒนาระบบการตกตะกอนให7มีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยใช7ท<อตกตะกอนหรือ
แผ<นเอียง (Tube settler หรือ incline plate) กั้นให7เป'นถังตกตะกอนลูกเล็ก ๆ โดยจะให7มีพื้นที่ผิว
มากขน้ึ สามารถลดเวลาทีใ่ ช7ตกตะกอนไดถ7 งึ 4–5 เทา<

ถ7าสอดพื้นราบเข7าไปในถังตกตะกอนโดยไม<เปลี่ยนแปลงความลึกของถัง อนุภาคที่มีอัตราเร็ว
ของการตกตะกอนต่ำกว<า Vo จะถูกกำจัดได7เพิ่มขึ้น เพราะไม<จำเป'นต7องตกตะกอนถึงพื้นกันถังท่ี
แท7จริง เป'นการลดความลึกของการตกตะกอนของอนุภาคต<าง ๆ ยิ่งมีการสอดพื้นที่มากเท<าใด ก็ย่ิง
เป'นผลดีตอ< การตกตะกอนของอนุภาค เพราะทำใหค7 วามลกึ ของการตกตะกอนลดลงไดม7 าก

องคjประกอบในการออกแบบถงั ตกตะกอน

รูปท่ี 5.31 ลกั ษณะการจมตวั ของตะกอน

การเคล่ือนทขี่ องตะกอนเปน' ไปในสองลกั ษณะคือเคล่อื นท่ีตามแนวนอนตามการไหลของนำ้
กบั เคล่ือนทีจ่ มตัวลงตามแรงดงึ ดดู ของโลก ดังนนั้ ทศิ ทางที่แท7จริงของการเคลื่อนทขี่ องตะกอน จะ
เป'นไปในทิศทางของความเรว็ รวมที่ไดจ7 ากรูปสามเหลี่ยมของความเร็วตามแนวตั้งและแนวนอน

ถา7 ถงั ตกตะกอนมีความลึก ho และใหร7 ะยะเวลาท่ีตะกอนจมตวั ลงตลอดความลึกนเ้ี ทา< กบั to
+"
∴ ความเร็วของตะกอนท่ีจมตัวลงส<กู น7 ถังพอดจี ะเป'น Vo ซง่ึ Vo = ,"

ถ7ามอี นุภาคโดด (discrete particle) ไหลเขา7 ส<ถู ังตกตะกอน โดยมีความเรว็ ของการจมตัว
Vo ตกลงส<กู 7นถงั เป'นระยะทาง h ใช7เวลาท้งั หมด t ทำให7ตะกอนตกลงส<ูก7นถัง Sludge zone ทีข่ อบ
ถงั อกี ด7านหนึง่ พอดจี ะได7

Vo = + -
, .
ปริมาตรถงั
แต< t = อัตราไหลตอ0 เวลา =

ดังนัน้ Vo = +×. = +.
- 0+
โดยที่ A = พืน้ ทหี่ นา7 ตดั ของถงั
.
จะได7 Vo = 0

= อัตรานำ้ ลน7 (surface overflow rate)
สำหรับถงั ตกตะกอนซึ่งมีพนื้ ทีผ่ วิ นำ้ เป'น A และอตั ราการไหลของนำ้ ในถงั เปน' Q
.
คา< ของ Vo = 0 เรยี กว<าคา< ภาระผิว (Surface loading)

หรือความเร็วนำ้ ล7น (Overflow velocity) ของถงั ตกตะกอน เน่ืองจากตะกอนทีไ่ หลปะปนมากบั นำ้ มี

ขนาดตา< งๆกนั ดงั นนั้ ความเรว็ ในการจมตัว Vs (Settling velocity) ของตะกอนแตล< ะชนิดจะแตกต<าง
กันไปดว7 ยตะกอนซ่ึงมคี วามเร็วในการจมตัวสงู คอื Vs ≥ Vo

จะสามารถจมลงส<ูก7นถงั ได7แตต< ะกอนขนาดเล็กหรือตะกอนเบาท่ีมี Vs ตำ่ กว<า Vo เมื่อไหล
ไปตามความยาวของถังจนหมดระยะเวลา toแลว7 จะยงั ไม<จมถึงก7นถัง และมโี อกาสทีจ่ ะไหลขน้ึ สูงผ<าน

ขา7 มเวยี รไO ปพรอ7 มกับน้ำใส ดังน้ันค<าของภาระผิวจงึ มีความสำคญั ในการออกแบบถังตกตะกอน
กลา< วคอื ถ7าทราบคา< การจมตวั Vs ของตะกอนสว< นใหญท< ่ีไหลเข7ามาในถงั ก็ออกแบบให7ถัง
ตกตะกอนน้ันมคี <าภาระพืน้ ผวิ ต่ำกวา< คา< Vs หรือตามเปอรเO ซ็นตOของปรมิ าตรตะกอนท่ตี อ7 งการกำจัด
.
Vo = 0 < Vs

อีกคา< หน่ึงซ่งึ มักนำมาพจิ ารณาในการออกแบบถังตกตะกอน คอื ระยะเวลาท่ีน้ำไหลผา< นถัง

หรือเวลากักพกั (detention time) หรอื to
-
t o= . เมอ่ื V เปน' ปรมิ าตรของถงั ตกตะกอน

Vo = . = +"
0 ,"
ปกตคิ <า to น้จี ะอย<รู ะหวา< ง 3 – 4 ชวั่ โมงสำหรับถังตกตะกอน ซงึ่ ใช7ในการกำจัดตะกอน
ฟลอ็ ก (floc) ทเี่ กดิ จากสารส7มหรือสารเคมี ซงึ่ ใช7ในการตกตะกอนและมถี ังกรองช<วยกรองต<ออกี ข้ัน

หน่งึ แต<ถ7าไมม< ถี ังกรองอาจต7องใชเ7 วลาตกตะกอนนานถึง 12 ชัว่ โมง
ขนาดและการใช7งานของถังตกตะกอนรปู กลม
ถังตกตะกอนรปู กลม เส7นผา< ศูนยกO ลางมกั ไมเ< กนิ 60 เมตร สว< นน้ำไหลเข7า ( inlet ) เปน' รูป

ทรงกระบอกอยูท< ีศ่ นู ยกO ลางถัง ลกึ จากผิวนำ้ ลงมา 0.5 – 1 เมตร มชี <องกระจายน้ำอย<ูโดยรอบ น้ำที่
ไหลเข7าบริเวณใจกลางของถังควรมคี วามเรว็ ของน้ำไหลไมเ< กนิ 1 เมตรตอ< วินาที ทางออกของถงั ทรง

กลมควรตดิ ต้ังฝาY ยน้ำล7นให7ห<างจากขอบถังประมาณ 0.20 เท<าของรศั มีถงั ฝายนำ้ ลน7 นมี้ ักสร7างเป'น
แผน< เหล็กรูปตัว V

ความลาดเอียงของกน7 ถัง ≈ 8 % (8 : 100) โดยลาดลงส<แู อง< ตะกอน (Sludge hopper)
กลางถัง ติดตั้งเคร่ืองกวาดตะกอนชนดิ มแี ขนกวาด (rake arms) ซึ่งจะหมุนกวาดใหต7 ะกอนมารวมอยู<
ในแอ<ง แล7วจึงระบายออก

ขนาดและการใช7งานของถังตกตะกอนรูปสเ่ี หล่ยี มผืนผ7า
โดยทั่วไปความกวา7 งของถงั อยู<ระหว<าง 2 ถึง 8 เมตร ส<วนความยาวนนั้ อาจเกนิ กว<า 30 เมตร

อัตราสว< นระหวา< งความยาวตอ< ความกว7างอย<ูระหว<าง 3 ต<อ 1 ถึง 5 ตอ< 1 และมคี วามลกึ ทเี่ หมาะสม
≈2 ถึง 4 เมตร

ทางเขา7 และทางออกของถังตกตะกอน มคี วามสำคัญมากต<อประสิทธภิ าพของถังตกตะกอน
ตอ7 งพยายามจัดให7ทางเขา7 และออกมีการกระจายของนำ้ ไหลเขา7 ออกสม่ำเสมอเท<า ๆ กัน เพ่อื ปvองกัน
ไม<ใหเ7 กิดการไหลลดั วงจรขึน้ ภายในถัง และพยายามออกแบบให7ความเร็วของน้ำไหลเข7าออกต่ำทสี่ ดุ
เท<าที่จะยอมให7ได7

ทางเข7าของถงั สเ่ี หลี่ยมผืนผ7าควรมกี ารแบง< หรอื กระจายใหน7 ้ำที่ไหลเข7าสถ<ู งั ตกตะกอนมอี ยา< ง
เท<า ๆ กนั โดยอาจตดิ ตัง้ แผ<นก้ันขวางท่ถี กู เจาะรกู ระจายท่วั ท่งั แผน<

∴ นำ้ ทีไ่ หลเขา7 ผา< นหน7าตัดของถงั จะมปี ริมาณและความเรว็ ท่ีเทา< ๆกัน และขนาดของชอ< งบน
แผน< กน้ั ขวางควรออกแบบให7ความเรว็ ของนำ้ ทไ่ี หลผา< นชอ< งดังกล<าวอย<ใู นชว< ง 0.08 ถึง 0.16 เมตรต<อ
วนิ าที แผ<นกนั้ ขวางดงั กล<าว ปกตจิ ะอย<หู า< งจากผนงั ดา7 นนำ้ ไหลเขา7 ≈ 5 – 10% ของความยาวถัง
และกนั้ ต่ำจากผิวน้ำลงมาถงึ ระยะ ≈ 1 เมตรจากกน7 ถงั ทางออกของถังส่เี หลีย่ มผืนผ7าจะมฝี ายน้ำลน7
สรา7 งเปน' แผ<นเหลก็ รปู ตวั V

การระบายตะกอนจากก7นถัง ตดิ ทอ< ระบายท่ีก7นถงั และระบายตะกอนออกโดยเปÆดประตนู ำ้
เป'นครั้งคราว ระบบประปาทที่ นั สมยั จะมเี ครอ่ื งกวาดรวมตะกอนแบบสายพานเคล่ือนท่กี วาดตะกอน
กน7 ถังอย<างชา7 ๆ ไปรวม ณ จุดต่ำสดุ ของกน7 ถงั แลว7 ระบายออก ความลาดเอียงของพื้นถงั
≈ 1 : 100

รปู ที่ 7.10 รายละเอยี ดของทางเขา7 แบบตา< ง ๆ ในถังตกตะกอน

รูปท่ี 5.32 รายละเอยี ดของทางเข7าแบบตา< ง ๆ ในถังตกตะกอน (ตอ< )

ความยาวของเวยี รทO ่เี หมาะตอ< การไหลของนำ้ เรียกว<าอตั ราภาระเวียรO (Weir loading rate)
.
อัตราภาระเวียรO (WLR) = 1#

Lw = ความยาวของ weir
ค<าสูงสุดของอตั ราภาระเวียรปO ระมาณ 300 m3 / วัน - m ของ weir สำหรับถังตกตะกอน

รูปกลมมักไม<มปี äญหา เนอื่ งจาก weir มีความยาวเทา< กับเสน7 รอบวงของถัง ซ่ึงยาวพอเพียงกบั อตั รา
ภาระเวยี รO

รูปที่ 5.33 ฝายน้ำลน7 (Weir) สำหรับถังตกตะกอนรปู กลม

ตัวอยSางการออกแบบถงั ตกตะกอน

แม7ว<าค<าภาระผิว (surface loading) หรือความเร็วน้ำล7น (overflow velocity) จะมี
ความสำคัญต<อประสิทธิภาพของการตกตะกอน แต<การออกแบบโดยการคำนวนหาพื้นที่ผิวน้ำจากค<า
นี้อาจได7ถังตกตะกอนที่มีความลึกไม<เหมาะสม และเนื่องจากความลึกมีส<วนกระทบถึงราคาค<าก<อสร7าง

ในกรณที ีถ่ ังตำ่ จากระดบั ดินมาก ๆ
∴ ในทางปฏบิ ตั จิ งึ มักออกแบบโดย

1.กำหนดระยะเวลาการตกตะกอน (detention time)
2. กำหนดความลกึ ของถงั ตกตะกอน

3.จากน้นั จงึ ตรวจสอบคา< ภาระผวิ ว<าอย<ูในเกณฑหO รือไม<
ในการออกแบบถังตกตะกอนโดยใช7ค<าภาระผิว (surface loading) หรือความเร็วน้ำล7น
(overflow velocity) ของถังตกตะกอน ก็คือค<า Vo = Q / A จะใช7ค<าภาระผิวเป'นหลัก สำหรับ

ตะกอนฟล็อกค<านี้อยู<ระหว<าง 50 ถึง 60 m3/วัน-m2 ของพื้นผิวถังตกตะกอน จะสามารถหาค<าพื้นท่ี
ผิว (As) ได7จาก
.
As = -"

และเมอ่ื กำหนดคา< detention time (to) หาค<าความลึก (ho) ของถังไดโ7 ดย
. . ,"
ho = 0$

ความเรว็ ตามแนวนอนของน้ำในถงั ตกตะกอนไมค< วรจะสูงเกนิ ไป เน่ืองจากอาจทำให7ตะกอน
ฟvุงกระจายข้ึนมาได7โดยทว่ั ไปมกั ออกแบบให7การไหลของนำ้ มคี วามเร็วอยร<ู ะหว<าง 0.2 ถงึ 1 ม. / นาที
แต<การไหลใหส7 มำ่ เสมอทำไดย7 าก

แม7วา< การออกแบบ inlet และ outlet จะดอี ยา< งไรกต็ าม ท้งั น้ีเนอ่ื งจากมีการไหลวน ซ่ึงเกดิ
จากความแตกต<างของความหนาแน<นของนำ้ (density current) และจากการหมนุ วนบริเวณขอบ
หรือมุม (Eddy current)

ทีป่ ลายด7านนำ้ ออกของถังส่เี หล่ยี มผนื ผา7 จะมลี กั ษณะเป'นเวียรใO หน7 ำ้ ลน7 ผ<านไป ถ7าหากมอี ยู<
เวยี รเO ดียวอาจส้ันเกินไป น้ำจะไหลขา7 ม weir ด7วยความเร็วสูงและส<งผลกระทบไปถงึ ส<วนตกตะกอน
โดยความเรว็ ของนำ้ จะชกั พาเอาตะกอนติดไปดว7 ย ดังนน้ั จงึ ต7องปรบั weir รับนำ้ ให7มคี วามยาวเพม่ิ ขึ้น
โดยสร7างเป'นรางรับนำ้ ยน่ื ล้ำเขา7 มาในถงั ตกตะกอน

รูปที่ 7.12 รายละเอียดของทางออกแบบตา< ง ๆ ในถงั ตกตะกอน

รปู ท่ี 5.34 รายละเอียดของทางออกแบบต<าง ๆ ในถงั ตกตะกอน (ต<อ)

ตารางที่ 5.1 เกณฑอO อกแบบถงั ตกตะกอนแบบท<อหรือแผ<นเอียง คาS
ออกแบบ
เกณฑอj อกแบบ 5 - 60
5
ความลาดของทอ< หรอื แผ<นเอียง , องศา 0.3 – 0.5
ขนาดทอ< เอยี ง , ซม. 0.5 – 0.75
ระยะหา< งระหวา< งทอ< เอียงกับทางน้ำเขา7 , เท<าของความยาวของถงั 0.6 – 1.20
พ้นื ทีข่ องท<อเอยี งคลุมพนื้ ทีถ่ งั , เทา< ของพ้นื ท่ถี งั
ระยะจ<มุ น้ำของปลายบนท<อเอียง , ม. 117 - 147
อัตรานำ้ ลน7 ของถัง , m3 / m2 – วนั
ถงั สี่เหลยี่ มจตั ุรสั หรือถังทรงกลม 117 - 176

ถังสเ่ี หล่ียมผืนผา7

ตารางที่ 5.2 เกณฑOออกแบบถังแบบ Reactor – Clarifier

เกณฑjออกแบบ คาS ออกแบบ
เวลาเกิดฟล็อก , นาที 20
เวลาตกตะกอน , ช่ัวโมง 1-2
อตั รานำ้ ลน7 ของถงั , m3 / m2 – วัน 50 - 75

อตั ราน้ำลน7 ฝาย , m3 / m – วัน 175 - 350
ความเร็วท่ีไหลข้ึน , มม. / นาที >50

ตารางท่ี 5.3 เกณฑOออกแบบถงั ตกตะกอนรูปส่เี หลย่ี มผืนผ7า คSาออกแบบ
1.50 – 7.50
เกณฑjออกแบบ 1:3-5
ความกวา7 งของถงั , ม. 30.00
ความกวา7 ง : ความยาว , ม. / ม. 75.00
ความยาวของถัง (ทั่วไป) , ม. 2.50
ความยาวของถัง (ยาวท่สี ุด) , ม. 3.00 – 5.50
ความลกึ ของน้ำในถัง (ตืน้ ที่สดุ ) , ม. 0.15
ความลึกของนำ้ ในถัง , ม 0.05 – 0.10
ความเรว็ ของน้ำไหลในแนวนอน (มากทส่ี ุด) , ม. / นาที 0.01
ระยะห<างระหวา< งแผ<นกนั้ นำ้ กบั ผวิ กำแพงถงั ทางเข7า , เทา< ของความยาวถัง
ความลาดของพ้นื ผิวก7นถงั , ม. / ม. 143 - 179
อัตราน้ำลน7 ฝาย , ลบ.ม. / (ม. วัน)
180 - 268
- มีปรมิ าณตะกอนสารส7มนอ7 ย (น้ำดิบมคี วามขุ<นน7อย)
269 - 322
- มตี ะกอนสารสม7 มาก (น้ำดบิ มคี วามขุ<นมาก)
14-22
- มีปรมิ าณตะกอนปนู ขาวมาก(กำจดั ความกระด7าง)
23 - 82
อตั ราน้ำลน7 ของถงั , ลบ.ม. / (ม2 .วัน)
- มีตะกอนฟล็อกจากสารสม7 หรือเหล็ก 2-4

- มตี ะกอนฟลอ็ กจากปนู ขาว 1-2

เวลาเกบ็ กักของถัง , ชวั่ โมง
- มตี ะกอนฟล็อกจากสารสม7 หรอื เหลก็

- มตี ะกอนฟลอ็ กจากปูนขาว

ตารางท่ี 5.4 เกณฑอO อกแบบถังตกตะกอนรปู สี่เหล่ยี มจัตรุ ัสหรือรูปทรงกลม

เกณฑอj อกแบบ คาS ออกแบบ
ขนาดกว7างหรอื เส7นผา< ศนู ยOกลางของถงั , ม. <45
ความลาดของพ้นื ก7นถงั แบบใช7เครอ่ื งกวาดตะกอน , ม. / ม. 0.06 – 0.16
ความลาดของพนื้ กน7 ถงั แบบไมใ< ช7เครอ่ื งกวาดตะกอน , องศา 45 - 65
อัตรานำ้ ลน7 ของถงั ขนาดไม<เกิน 0.35 m3 / นาที , m3 / m2 – วนั 12 - 24
อัตราน้ำลน7 ของถังขนาดเกนิ 0.35 m3 / นาที , m3 / m2 – วัน 30 - 45
ความลกึ ของนำ้ ในถงั , ม. 3-5
เวลาตกตะกอน, ชวั่ โมง. 1-3
อตั รานำ้ ล7นฝาย , m3 / m – วัน 170
รางนำ้ ล7นห<างจากขอบถงั , เท<าของขนาดรัศมถี งั 0.15 – 0.20

ตัวอยSางที่ 5.1 จงออกแบบถงั ตกตะกอนส่เี หลย่ี มผนื ผ7าสำหรบั อัตราการผลิตวันละ 1,800
ลบ.เมตร โดยมคี <า Detention time 3 ชั่วโมง และคา< ภาระผวิ ไม<เกนิ 50 ม3 / วนั – ม2
การคำนวณ
',)44
อตั ราการผลิต 1,800 m3 / วัน = 56 = 75 m3 / ชม.

ปรมิ าตรถังตกตะกอน = อัตราการผลิต ×ระยะเวลาตกตะกอน

= 75 × 3 = 225 m3
V = Q ×t
กำหนดความลึก 3.5เมตรโดยใหส7 ว< นตะกอนทบั ถมมคี วามสงู 0.50 เมตร

ดังนัน้ ความลึกของสว< นตกตะกอน = 3.50 – 0.50 เมตร
= 3.0 เมตร
จะไดพ7 ืน้ ที่ผิวนำ้ = ปริมาตรถัง / ความลึก ตร.ม.

= 225 / 3.0 = 75 ตร.ม.

ใช7อตั ราสว< นความกว7าง : ความยาว = 1 : 3
จะไดค7 วามกว7าง 5 เมตร และความยาว = 15 เมตร
ตรวจสอบคา< surface loading ( Q / A ) = 1800 / (15 × 5)

= 24 m3 / วนั – m2
ใช7ได7เพราะนอ7 ยกว<าค<ากำหนด 50 m3 / วัน – m2

Head หมายถงึ พลงั งานในรปู ความสงู ของของเหลว
Head loss คือ พลังงานของของเหลวทส่ี ูญเสยี ไป ในขณะทีข่ องเหลวไหลไปในทอ<

ตวั อยSางท่ี 5.2 จงออกแบบถังตกตะกอนรูปส่ีเหลีย่ มผนื ผา7 เมื่อน้ำมฟี ล็อกเกดิ จากสารส7ม
ดว7 ยอตั ราไหลเข7าเท<ากับ 3,800 m3 / วนั

วิธที ำ ใช7ข7อมูลเกณฑอO อกแบบถังตกตะกอนรูปส่เี หล่ียมผืนผา7

1.โดยกำหนดข7อมูลออกแบบดังน้ี

วธิ ที ำ อัตราน้ำล7นของถัง (OFR) = 20 m3/m2 - วนั

ความลกึ ของถัง (D) = 4.00 m

อตั รานำ้ ล7นฝาย (WLR) = 160 m3 / m – วัน
เวลาเกบ็ กกั (DT) = 3 ชวั่ โมง
2. ออกแบบขนาดถงั ตกตะกอน
. :)44
พื้นที่ผวิ ของถงั (A) = 789 = 54 = 190 m2

เลือกใชข7 นาดกว7างของถงั = 7.00 m
∴ ขนาดความยาวของถัง = 190 / 7 = 27.14 m (ใช7 30 m)

พื้นทผี่ ิวจริงของถัง = 7 × 30 = 210 m2

อตั ราน้ำล7นจริงของถัง (OFR) = 3800 / 210
= 18.1 m3 / m2 – วัน (ยอมรับได7)
ความลึกของถัง = 3.00 m

ปรมิ าตรความจขุ องถงั = 210 × 3 = 630 m3
;:4×56
เวลาเก็บกกั ของนำ้ ในถงั = :)44 = 3.9 ชม. (ยอมรับได7 )

3. ออกแบบฝาย ( Weir )

เลอื กใช7ฝายชนิดแผ<นเรียบธรรมดา ติดตั้งไวบ7 ริเวณทางออก ความยาวของฝายที่ต7องการ

= .
<19
:)44
= ';4 = 23.75 m

ทำการจดั วางฝายดังแสดงในภาพ

ความยาวของฝายท่อี อกแบบไว7
= 2+ 4.5 + 0.5 + 4.5 + 2 + 4.5 + 0.5 + 4.5 + 2
= 25.00 m

การปรับปรงุ คุณภาพน้ำดYวยวธิ ตี ามธรรมชาติ
การฟอกตวั เองของนำ้ ตามธรรมชาติ (Natural self purification of water)

เป'นปรากฏการณOทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นกับน้ำในแหล<งน้ำ โดยที่น้ำในแหล<งน้ำเกิดการ
เปลี่ยนแปลงสภาพจากเดิมซึ่งมีสิ่งเจือปนและความสกปรกปะปนอยู<จนมองเห็นได7อย<างชัดเจนว<าเป'นน้ำ
ที่มีคุณภาพไม<ดี แต<สภาพของน้ำในแหล<งน้ำนั้นได7ค<อย ๆ เกิดการเปลี่ยนแปลงทำให7น้ำมีความใสสะอาด
และมีคุณภาพดีขึ้นได7ในภายหลัง เช<น แหล<งน้ำท่ีได7รับสิ่งสกปรกที่ชุมชนปล<อยลง ถ7าไม<มีการเติมความ
สกปรกลงไปในน้ำจนมากเกินไป ปล<อยให7น้ำในแหล<งน้ำได7การปรับสภาพตัวเอง ในระยะเวลาที่
เหมาะสม โดยผา< นกระบวนการฟอกตวั เองตามธรรมชาติb (รูปที่ 3.1) ได7แก<

qa ส่งิ ปะปนบางสว< นจะตกตะกอน
qa อินทรียวัตถุจะถูกจุลินทรียOในน้ำย<อยสลายแปรสภาพไป ทำให7สามารถลดปริมาณความสกปรก

ท่ีมอี ยใู< นนำ้ ลงได7
qa ปริมาณของออกซิเจนในอากาศที่ค<อย ๆ ละลายลงในน้ำก็จะมีปริมาณสะสมมากขึ้นจนถึงจุด

อ่มิ ตวั หรอื ใกล7จุดอม่ิ ตวั ไดใ7 นท่สี ุด

รูปท่ี 5.35 กระบวนการฟอกตัวเองตามธรรมชาติ (กรมทรัพยากรน้ำบาดาล, 2562)
ในแหลง< นำ้ ตามธรรมชาติ เช<น แม<น้ำลำธาร การฟอกตวั เองของน้ำตามธรรมชาติ
อาจจะแบง< ตามสภาพของแม<น้ำลำธารไดเ7 ปน' อาณาเขต (Zone) ต<าง ๆ ได7 4 เขต (รปู ท่ี 5.36)
ดังนี้

รูปท่ี 5.36 การฟอกตัวเองของน้ำตามธรรมชาติ แบง< ตามอาณาเขต (Zone) (NOAA, 2018)

1. อาณาเขตทเี่ กิดการสลายตัว (Zone of decomposition)
- เป'นบริเวณที่แหล<งน้ำเริ่มได7รับสิ่งปะปนต<าง ๆ ทั้งอินทรียOและอนินทรียOวัตถุ ทั้งชนิดที่

ละลายน้ำได7 และไม<ละลายน้ำพวกดิน กรวด ทราย ตกตะกอนลงสู<ก7นลำธาร ถ7ากระแสน้ำไม<
แรงมากนักอินทรียOสารถูกจุลินทรียOย<อยสลายและแปรสภาพไปในการย<อยสลาย จุลินทรียOจะใช7
ออกซิเจนที่ละลายอยู<ในน้ำ จนทำให7ออกซิเจนละลายน้ำที่มีอยู<เดิมรวมทั้งที่ได7รับการละลาย
เพมิ่ เติมจากอากาศน้ันลดจำนวนลงอยา< งรวดเร็ว

2. อาณาเขตท่ีนำ้ ปราศจากออกซเิ จนละลายน้ำ (Septic Zone)
เป'นอาณาเขตที่ต<อจากอาณาเขตที่เกิดการสลายตัว ซึ่งในแหล<งน้ำธรรมชาติบางแห<ง

ได7รับสิ่งสกปรกเจือปนมีปริมาณมาก aerobic organisms ที่เข7าทำปฏิกริยาย<อยสลายก็จะใช7
ออกซเิ จนละลายให7หมดลงอย<างรวดเร็ว ทำให7นำ้ ในแหลง< นำ้ นน้ั ขาดออกซเิ จน พวกanaerobic
organisms จึงเข7าทำปฎิกริยาแทนและทำให7เกิดแกZส CH4 และ H2S โดยเฉพาะ H2S มีกล่ิน
เหมน็ และเป'นอนั ตราย

3. อาณาเขตที่น้ำคืนสภาพ (Zone of Recovery)
หมายถึง บริเวณของแหล<งน้ำที่น้ำเริ่มเปลี่ยนสภาพที่ไม<ดีต<าง ๆ กลับมาเป'นน้ำที่มี
สภาพที่ดีขึ้น โดยที่เมื่อการสลายตัวของสิ่งเจือปนอยู<ในน้ำถูกจุลินทรียOทำปฏิกิริยาย<อยสลาย
แปรสภาพไป ปริมาณของสิ่งเจือปนที่มีอยู<ในน้ำก็จะลดลง โอกาสที่ O2 จากอากาศจะละลาย
ลงในนำ้ ก็จะคอ< ยๆ เพม่ิ ปรมิ าณมากขึน้ ได7
4. อาณาเขตของน้ำใสสะอาด (Clean Zone)

เป'นอาณาบริเวณของแหล<งน้ำที่อยู<ถัดจากอาณาเขตที่น้ำคืนสภาพ ปริมาณของ O2
ละลายน้ำจะมีมากถึงจุดอิ่มตัวหรือใกล7เคียง น้ำในบริเวณดังกล<าวจะเป'นน้ำที่มีคุณภาพดี และ
มคี วามเหมาะสมทีจ่ ะใช7เป'นแหลง< นำ้ ดบิ ธรรมชาติ เช<น แหล<งน้ำดบิ เพ่ือกิจการประปา

4.1.1 Oxygen-Sag-Curveเป'นเส7นกราฟที่แสดงค<าของปริมาณออกซิเจนละลายน้ำของ
แหล<งน้ำ เช<น แม<น้ำ ลำธารต<าง ๆ โดยเกิดจากการละลายของออกซิเจนจากอากาศตามธรรมชาติซ่ึง
ถ7าทำการตรวจวัดปริมาณของออกซิเจนละลายน้ำ ณ จุดต<าง ๆตามความยาวของสายน้ำจากต7น
กระแสน้ำไปยังปลายกระแสน้ำในระยะเวลาต<าง ๆ กัน ก็จะได7ปริมาณของออกซิเจนละลายน้ำเป'น
กราฟเส7นโคง7 รูปทรงกระทะหงาย (Parabola)

Maximum deficit คือ ค<าสูงสุดของปริมาณออกซิเจนละลายน้ำที่แหล<งน้ำนั้นจะมี
ความสามารถรับการละลายของออกซเิ จนจากอากาศได7

Critical point คือ จุดวิกฤตของแหล<งน้ำหรือจุดที่แสดงค<าต่ำสุดของปริมาณออกซิเจน
ละลายนำ้ ทม่ี อี ยูใ< นแหลง< นำ้ นั้น

Point of recovery คือ จุดที่แสดงการกลับฟõúนคืนตัว เป'นจุดที่แสดงค<าของอัตราการ
ละลายของออกซิเจนจากอากาศเริ่มมีมากกว<าอัตราการใช7ออกซิเจนละลายน้ำให7หมดสิ้นไปโดย
ปฏกิ รยิ าของจุลินทรยี O

4.1.2 ประโยชนOจากการสำรวจหาค<า Oxygen-sag-curve ของแหลง< นำ้ ได7แก<
- ชว< ยในด7านการปอv งกนั และควบคุมภาวะมลพษิ นำ้
- ใช7ในการสำรวจแหลง< น้ำ เพอื่ ใหท7 ราบถึงสภาวะการฟอกตวั เองของแหล<งนำ้ นนั้
- การสำรวจหาอาณาเขตของนำ้ ใสสะอาด เพื่อนำไปใช7เป'นแหล<งน้ำดิบของการประปา

รปู ที่ 5.36 แสดงค<าของปริมาณออกซิเจนละลายนำ้ ของแหลง< น้ำ (NOAA, 2018)

การควบคุมคุณภาพนำ้ และมาตรการในการควบคมุ คุณภาพ
1. มีการเฝvาระวงั คณุ ภาพน้ำ

แหลง< --นำ้ เพ่ือตรวจวิเคราะหOแนวโน7มของการเปลยี่ นแปลงคณุ ภาพน้ำ
ระบบการ--ผลติ น้ำ ตลอดเวลาทำให7สามารถประเมนิ ผลในการปรบั ปรงุ แก7ไขได7

2. แหล<งน้ำเพื่อการอปุ โภค-บรโิ ภคทีม่ ีอยเู< ดมิ ทัง้ หมด ควรไดร7 ับการตรวจสอบสภาพทาง
สุขาภิบาล ส่ิงชำรดุ เสียหายหรือขอ7 บกพรอ< งเกย่ี วกับตำแหน<งทต่ี ง้ั และโครงสร7างของแหล<งน้ำ
การนำน้ำมาใชแ7 ละวิธกี ารแจกจ<ายนำ้

3. กฎหมาย มาตรการ และขอ7 บังคับตา< ง ๆ จะถกู ใชเ7 ปน' ตัวกำหนดมาตรฐานสำหรบั การยดึ ถือ
ปฏบิ ตั ิเพือ่ ให7การดำเนินการควบคุมคุณภาพนำ้ เป'นไปตามเปvาหมายที่ต้งั ไว7

4. มกี ารบำบัดน้ำเสยี กำจัดขยะมลู ฝอย และสิง่ ปฏิกูลทีถ่ กู หลกั สุขาภิบาลสง่ิ แวดลอ7 มจะเป'น
การลดปริมาณความสกปรกทจ่ี ะลงสูแ< หล<งนำ้ ไดเ7 ปน' อยา< งดี

5. การศึกษาวจิ ยั เกย่ี วกบั คุณภาพน้ำเพอ่ื หาวิธหี รือรูปแบบท่ีเหมาะสมทั้งคุณภาพและเทคนคิ ใน
การควบคุมคณุ ภาพนำ้

6. การให7การศกึ ษาและความเขา7 ใจแกป< ระชาชนทำใหป7 ระชาชนร7ูสาเหตแุ ละปäญหา ทำให7มี
ความรบั ผิดชอบต<อสังคมมากขึ้นและใหค7 วามร<วมมือในการแก7ปäญหาที่เกิดข้ึน

การปรบั ปรุงคณุ ภาพน้ำดYวยวิธกี ารกรอง
การกรองน้ำ (Filtration)

การกรองน้ำเป'นกระบวนการผลิตนำ้ ประปาที่สำคัญมาก จะทำหน7าท่ีกรองหรือแยกตะกอน
แขวนลอยออกจากนำ้ ทีไ่ หลลน7 มาจากถังตะกอน ซงึ่ ไดผ7 า< นกระบวนการ Coagulation-Flocculation
แล7ว นำ้ ทผ่ี า< นระบบกรองน้ำแลว7 จะมนี ำ้ ใสมากปราศจากตะกอนแขวนลอยต<าง ๆ มคี า< ความขน<ุ ต่ำ
โดยทัว่ ไประบบกรองนำ้ จะใช7ทรายเป'นหลกั ในการดักตะกอนแขวนลอยตา< ง ๆ

รูปท่ี 5.37 กลไกของการกรองนำ้ ในเครื่องกรองแบบทรายกรองเรว็ (ม่นั สนิ ตณั ฑุลเวศมO 2542)

รปู ท่ี 5.38 รปู แบบของการสญู เสียเฮดของเครอ่ื งกรองทม่ี ีการกรองแบบตดิ ผวิ (อัตรากรองคงที)่

กลไกของการกรองน้ำ
1. กลไกเคล่อื นย7ายสารแขวนลอยเขา7 หาสารกรอง(Transport Mechanism) สารแขวนลอย

เคลอื่ นท่ีเขา7 หาสารกรองได7 2 วธิ ี
1.1 เป'นการเคลอ่ื นทีต่ ามธรรมชาตขิ องสารทมี่ ขี นาดเล็กกวา< 1 µ เปน' การเคลือ่ นที่

ในระดบั โมเลกลุ ท่ีเกดิ จากการแพรก< ระจายแบบบราวเนียน (Brownian diffusion)
1.2 เป'นการเคลือ่ นทตี่ ามเสน7 ทางการไหลของนำ้ สารแขวนลอยท่ีมีขนาดใหญ<กว<า 1

µ จะวิ่งเบยี ดเข7าหาสารกรอง (Interception) ในขณะท่ีผ<านช<องว<างขนาดเลก็ นอกจากนส้ี าร
แขวนลอยขนาดใหญย< ังอาจตกตะกอนในทศิ ทางท่เี คลื่อนท่เี ขา7 หาสารกรองได7

2. กลไกจับสารแขวนลอย (Attachment Mechanism) กลไกดังกลา< ว คอื การดดู ตดิ ผวิ
(Adsorption) และทำลายประจุไฟฟvาของคอลลอยดใO หเ7 ปน' กลาง (Charge Neutralization) การดดู
ตดิ ผวิ เป'นกลไกสำคัญท่ที ำใหค7 อลลอยดสO ามารถเกาะจับอยบ<ู นสารกรอง หรือบนสิ่งอน่ื ทีจ่ ับบนสาร
กรองอย<กู <อนแลว7

รปู ท่ี 5.39 กลไกในการเคลือ่ นย7ายสารแขวนลอยในนำ้ เข7าหาสารกรอง

เน่ืองจากสารกรองและคอลลอยดมO ักมีประจุลบท้ังคู< การเตมิ สารส7มหรอื โพลีเมอรเO พอ่ื ช<วยใน
การกรองโดยตรง (Direct filtration) กเ็ ป'นการทำลายประจขุ องคอลลอยดแO ละ/หรอื เปล่ียนประจุลบ
ใหเ7 ป'นประจบุ วก เป'นการสง< เสริมการดูดติดผวิ ในบางคร้งั Colloid ตา< ง ๆ อาจรวมกันเป'น floc ทำ
ให7มีขนาดใหญจ< นสามารถตกตะกอนบนสารกรองหรอื ตดิ คา7 งอยใู< นระหว<างชอ< งวา< ง

สรปุ
• สารแขวนลอยขนาดใหญ< หรอื ฟลอ7 คท่แี ขง็ แรงสามารถตกตะกอนบนสารกรอง หรือติดค7าง

อยใู< นชอ< งว<าง ระหว<างสารกรองซงึ่ แยกออกจากน้ำได7
• ส<วนสารแขวนลอยขนาดเล็กตอ7 งอาศัยแรงทเ่ี กิดจากการแพรก< ระจาย (Diffusion Force)

และมีกลไกดดู ตดิ ผวิ ซ่ึงจะทำลายประจลุ บใหเ7 ปน' กลางและ/หรอื เปลี่ยนประจุลบใหเ7 ป'นบวก

ลักษณะของการกรองน้ำ
การกรองนำ้ เกดิ ข้นึ ได7 2 ลักษณะ คอื
1. การกรองแบบติดผิวช้ันกรอง (Surface filtration)
2. การกรองแบบติดคา7 งในชั้นกรอง (In – Depth Filtration)

การกรองแบบติดผวิ ชนั้ กรอง (Surface filtration)
เป'นแบบทต่ี ะกอนแขวนลอยหรอื ความขน<ุ ถูกดกั จบั และตดิ คา7 งอยบู< นผวิ ของสารกรอง เครอ่ื ง

กรองที่อาศยั หลกั การกรองแบบตดิ ผวิ แบง< ออกไดเ7 ป'น 3 ชนิดดังน้ี
ก. เคร่ืองกรองแบบใชแ7 ผ<นกรอง
แผ<นกรองอาจเปน' ผา7 หรอื แผน< โลหะ หรอื แผ<นใยสงั เคราะหOก็ได7 ตวั อยา< งของเครื่องกรองแบบนี้ ได7แก<

• Microscreen
• Filter Press
• Vacuum Filter
ข. เครอื่ งกรองแบบใชแ7 ท<งกรอง (Porous Media)

แทง< กรองมักเป'นแท<งวสั ดุทม่ี รี ูพรนุ ขนาดเลก็ เต็มไปหมด ซ่งึ ยอมให7นำ้ ผ<านเทา< นั้น ตะกอน
ความขุ<นตา< ง ๆ จะติดค7างอยบ<ู นผิวของแท<งกรอง ตัวอย<างของเครอื่ งกรองแบบนี้ ได7แก< เครอ่ื งกรอง
น้ำสำเรจ็ รปู ท่จี ำหน<าย เพ่ือให7ผ7ใู ช7นำไปติดทห่ี ัวกอZ กนำ้ ประปาในบ7าน หรอื ที่เรยี กวา< Cartridge type
Filter
ก. ข.

รปู ท่ี 5.40 ก. แท<งกรองชนิดตา< ง ๆ ข. ลักษณะโครงสร7างของแทง< กรอง
(ท่ีมา: https://techblog.ctgclean.com/2011/07/sorting-out-filtration-filter-type-and-

media-selection-for-increased-filter-life/)

รปู ที่ 5.41 เครื่องกรองตดิ ผวิ แบบ Microscreen
(ทมี่ า: https://www.disc-filter.com/)

รูปท่ี 5.42 เครอ่ื งกรองติดผิวแบบ Filter Press
(ทม่ี า: https://www.disc-filter.com/)

รปู ที่ 5.43 เคร่อื งกรองตดิ ผวิ แบบ Vacuum Filter
(ที่มา: https://www.disc-filter.com/)

ค. เคร่ืองกรองแบบที่มสี ารกรองช่วั คราว (Pre Coated Filter)
ใช7สารกรองชนิดท่เี ตรียมขึน้ มาจากสารบางอยา< ง เช<น Diatomaceous Earth ซ่ึงเม่อื ใชจ7 น

หมดประสทิ ธิภาพแล7วกจ็ ะทงิ้ สารกรองไปเลย ในเวลาที่ต7องการกรองนำ้ กจ็ ะเตรียมขึ้นมาใหมอ< กี
ตวั อย<างของเครอื่ งกรองแบบนไ้ี ดแ7 ก<

• Candle Filter หรอื Diatomaceous Earth Filter
• Frame Filter
• Tray Filter

สารกรองท่ีนยิ มใชก7 นั มากได7แก< Diatomaceous Earth และ Perlite เวลาจะใช7เคร่อื งกรอง
แบบน้ี จะต7องฉาบผิวเคร่อื งกรองดว7 ยสารดังกลา< ว ใหม7 ีความหนา 3–5 มม. ทำให7ได7รกู รองขนาด 1-
100 ไมโครมเิ ตอรO เม่ือกรองน้ำจนกระท่งั อุดตัน ตอ7 งขดู สารกรองทิง้ ใหห7 มด เพราะสารกรองและ
ตะกอนความขุน< ปะปนกนั จนแยกไม<ได7

รปู ที่ 5.44 เครอื่ งกรองตดิ ผิวแบบ Diatomaceous Earth
2. การกรองแบบตดิ คาY งในชนั้ กรอง

สารกรองทนี่ ยิ มใช7มากทส่ี ุดทราย เนือ่ งจากขนาดของสารกรองมักมีขนาดใหญก< วา< ของการ
กรองนำ้ แบบตดิ ผิว ตะกอนความขนุ< จงึ มีโอกาสเขา7 ไปภายในชั้นกรองได7 ตัวอย<างของเคร่ืองกรองแบบ
นี้ไดแ7 ก< เครื่องกรองทราย (แบบกรองชา7 และแบบกรองเรว็ ) เคร่อื งกรองถา< น ฯลฯ
เครอ่ื งกรองแบบกรองติดค7างในชั้นกรองมีหลายชนดิ ซง่ึ อาจจำแนกไดด7 งั น้ี

ก. แบง< ตามอัตรากรองน้ำได7 2 อยา< งคือ

1) เครอื่ งกรองทรายแบบกรองเรว็ (Rapid Sand Filter)
2) เครอ่ื งกรองทรายแบบกรองช7า (Slow Sand Filter)
ข. แบง< ตามชนิดของสารกรองทใ่ี ช7
1) เครื่องกรองทราย (Sand Filter)
2) เครอ่ื งกรองถา< น (Carbon Filter)
3) เครอ่ื งกรองแบบสองชัน้ กรอง (Dual Media Filter)
4) เครอื่ งกรองแบบสามชัน้ กรองหรอื มากกว<า (Mixed Media Filter)

รูปที่ 5.45 เคร่อื งกรองแบบไหลข้ึน (Upflow Filter) (Plyatsuk et al., 2018)

รปู ที่ 5.46 รูปตดั ภายในของเคร่อื งกรองแบบไหลสองทาง (Biflow Filter)
(ดดั แปลงจาก Kiemde et al., 2018)

น้ำเขา7 ถังกรองจากขา7 งบนและขา7 งล<าง ทางออกของน้ำกรองอยูบ< ริเวณตอนกลางซงึ่ ใกล7
รอยตอ< ของช้นั ทรายและชั้นถ<าน เครื่องกรองแบบน้อี าจใชท7 ราย เพยี งอยา< งเดยี วก็ได7

รูปที่ 5.47 เครอ่ื งกรองชา7 (Slow Sand Filters) (Kiemde et al., 2018)

รปู ท่ี 5.48 เครือ่ งกรองแบบใชค7 วามดนั
(ที่มา: https://pollutioncontrolconsultant.com/WaterTreatmentPlant.php)

Raw water

รูปที่ 5.49 ส<วนประกอบต<าง ๆ ของเคร่อื งกรองทรายแบบกรองช7า
(ท่มี า: https://fishtech.rmutsv.ac.th/fishtech/sites/default/FISHTECH%204.0.3-02(4).pdf)

ค. แบง< ตามทิศทางการไหลของนำ้ ทผี่ า< นสารกรอง
1) แบบไหลลง (Downflow Filter)
2) แบบไหลขน้ึ (Upflow Filter)
3) แบบไหลสองทาง ( Biflow Filter)

ง. แบ<งตามลักษณะการเรยี งตัวของขนาดของสารกรอง
1) แบบหยาบ – ละเอียด (Coarse-to-Fine Filter)
2) แบบละเอยี ด-หยาบ (Fine-to-Coarse Filter)

จ. แบง< ตามสภาพของน้ำท่ไี หลผ<านเคร่อื งกรอง
1) แบบความดนั (Pressure Filter)
2) แบบธรรมดา (Gravity Filter)

ประเภทของเครือ่ งกรองน้ำ
1. เคร่อื งกรองทรายแบบกรองชาY (Slow Sand Filter) ในกรณีที่น้ำมีความขุ<นต่ำ การ

กรองนำ้ ดว7 ยอตั ราตำ่ สามารถกำจัดความขุ<นได7โดยไมต< 7องใชส7 ารเคมชี ว< ยในการรวมตะกอนเพื่อให7
เปน' ฟลอ7 ค และไมต< อ7 งใชถ7 งั ตกตะกอนเพอื่ กำจดั ความขุน< และฟล7อค ลกั ษณะดังกล<าวทำใหส7 ามารถ
กรองนำ้ ไดโ7 ดยไม<ตอ7 งใชไ7 ฟฟาv

ถงั กรองชา7 อาจเรียกวา< Bio Filter หรอื ถงั กรองชีวะ เนอ่ื งจากเชอ่ื ว<าสาหรา< ยหรือจุลนิ ทรียO
อนื่ ซ่งึ อาศยั อยบู< นผวิ ชั้นกรองมสี <วนช<วยในการกรองด7วย โดยการผลติ สารอนิ ทรยี Oออกมาเป'น
Coagulant ชว< ยในการรวมตะกอน หรอื Flocculation การทำความสะอาดเครื่องกรองช7า ใช7วธิ ีขดู
เอาผวิ หนา7 ของชั้นทราย 2–3 น้ิวออกไปลา7 งขา7 งนอก เมื่อเสร็จแล7วจงึ นำกลบั มาใส<ในเครอื่ งกรองใหม<

เครอื่ งกรองชา7 สามารถกรองน้ำไดด7 ี กต็ อ< เมือ่ น้ำดิบมคี วามขนุ< ไมส< งู มาก อัตรากรองช7า
จำเป'นต7องสม่ำเสมอ ถ7าน้ำดบิ มีความขุ<นสงู กวา< เวลาปกติ อาจตอ7 งลดอัตรากรองเพอ่ื ให7ได7น้ำใส

2. เครอ่ื งกรองทรายแบบกรองเรว็ (Rapid Sand Filter) การทำความสะอาดเคร่อื งกรอง
เร็ว โดยใหน7 ้ำสะอาดไหลจากข7างลา< งขึน้ ข7างบน ชน้ั กรองจะขยายตวั ทำใหเ7 กิดมีช<องว<างเพิ่มขนึ้ ความ
ข<นุ ทีจ่ บั อยภ<ู ายในสามารถหลดุ ออกไปกบั น้ำสะอาด ถ7ามกี ารช<วยให7เมด็ ทรายเสียดสกี ัน เพ่อื ขจดั เอา
ความสกปรกท่จี ับอย<ูบนผวิ ทรายให7หลุดออกไปจะได7ผลดีข้นึ

วิธกี ารกรองเร็วมี 2 ลักษณะ คอื
2.1 การกรองโดยตรง (Direct Filtration) ไม<ตอ7 งมกี ารกำจัดความขนุ< ออกกอ< นด7วย
กระบวนการ Coagulation และตกตะกอน แต<อาจมีการเตมิ สารเคมใี ห7กบั น้ำก<อนเข7าเครื่องกรอง
หรือไมก< ไ็ ด7
2.2 การกรองน้ำที่ผ<านกระบวนการ Coagulation และตกตะกอนมาแล7ว

รปู ท่ี 5.50 ส<วนประกอบตา< ง ๆ ของเครื่องกรองทรายแบบกรองเรว็ (Rapid Sand Filter)
(ทมี่ า:https://www.hitachi.com/businesses/infrastructure/product_site/water_environm

ent/rapid_sand_filter/index.html)

รปู ที่ 5.51 การยกทางน้ำออก (Effluent Weir) ใหส7 ูงกวา< ผิวบนของชั้นกรอง ทำให7มีนำ้ ท<วมช้ันกรอง
เสมอ และยงั ทำให7 Negative Headloss ไมเ< กิดข้นึ

(ทมี่ า: https://www.westech-inc.com/blog-municipal-water/4-types-of-operational-
control-systems-for-gravity-filtration-pros-and-cons)

การกรองโดยตรงทีไ่ มใS ชYสารเคมี
การกรองแบบน้ี คณุ ภาพของน้ำตอ7 งไม<แปรปรวนและต7องไม<ขุ<นจนเกนิ ไป

การกรองโดยตรงทีใ่ ชYสารเคมี
การใสส< ารเคมใี หก7 ับนำ้ ก<อนเขา7 เคร่อื งกรอง ตอ7 งให7แนใ< จว<าเกิดการกวนเรว็ (Rapid Mixing)

กอ< นมีการกรองเกิดขน้ึ ท้งั นเ้ี พราะ การเตมิ สารเคมีก็เพ่อื ทำลายความคงตวั ของความขุ<น เป'นผลให7
การดดู ตดิ ผวิ ระหวา< งความขนุ< กบั สารกรอง หรือความขุน< กบั ความขน<ุ เกดิ ขึ้นไดแ7 นน< อน

3. เครื่องกรองน้ำแบบหลายชนั้ กรอง
สารกรองชนิดตา< ง ๆ ทใ่ี ช7กนั อย<ใู นปจä จบุ นั มีเพยี ง 3 ชนดิ คือ
- ทราย (Silica Sand) มีความถว< งจำเพาะประมาณ 2.65 ขนาดที่ใชป7 ระมาณ 0.5 มลิ ลเิ มตร
- ถา< นแอนทราไซทO (Anthracite Coal) มีความถว< งจำเพาะประมาณ 1.5 ขนาดทีใ่ ช7
ประมาณ 1 มลิ ลิเมตร
- ทรายกาเน็ท (garnet Sand) มคี วามถ<วงจำเพาะประมาณ 3.8 ขนาดทใี่ ช7ประมาณ 0.3
มิลลเิ มตร นอกจากนอ้ี าจใชแ7 ร<อิลมไี นตO (Ilmenite) ซึง่ มีความถว< งจำเพาะ 4.5 ขนาดท่ีใช7เลก็ กว<า 0.3
มิลลิเมตร

การกรองน้ำ (Filtration)
ขนาดและความสมำ่ เสมอของเม็ดทรายนัน้ วดั ได7ในรูปของขนาดประสทิ ธผิ ล (Effective

Size) และสัมประสิทธ์ิความสม่ำเสมอ (Uniformity coefficient u.c) ซง่ึ หาไดจ7 ากการทดสอบร<อน
ด7วยตะแกรง (sieve analysis) โดยเอาตวั อยา< งทรายจำนวนหน่งึ มาร<อนดว7 ยตะแกรงขนาดตา< ง ๆ
แล7วชั่งน้ำหนักทรายทค่ี า7 งอยใู< นตะแกรงแต<ละชัน้ จากนั้นจึงคำนวณหาน้ำหนักสะสมของทรายท่ี
สามารถหลุดผา< นพน7 ตะแกรงแต<ละชนั้ ไปได7

ขนาดประสิทธิผล (Effective size) คอื ค<าขนาดชอ< งเปÆดของตะแกรงเป'นมลิ ลเิ มตรที่เม็ด
ทราย 10 เปอรOเซน็ ตO โดยนำ้ หนักผา< นลอดไปได7 การทเี่ มด็ ทรายขนาดนม้ี คี วามสำคญั ตอ< การกรอง
เน่อื งจากจำนวนเมด็ ของทรายขนาดนจ้ี ะมอี ยูร< าว 30 เปอรOเซน็ ตO ของจำนวนเมด็ ทรายท้ังหมด ทราย
ขนาดเล็กเหล<าน้จี ะแทรกอยตู< ามช<องว<างระหวา< งเม็ดใหญ< จงึ เป'นตวั การทีค่ วบคมุ การไหลของน้ำ

สมั ประสทิ ธคิ์ วามสม่ำเสมอ (Uniformity coefficient) คือค<าทจ่ี ะบอกใหท7 ราบถึงความ
แตกต<างของขนาดเม็ดทราย ทรายกรองที่ไมส< มำ่ เสมอคอื ขนาดเลก็ ใหญ<แตกตา< งกันมากจะมี
ประสิทธภิ าพในการกรองต่ำ

คา< ความสมำ่ เสมอหาไดจ7 ากอัตราส<วนระหวา< งขนาดของตะแกรงทเี่ ม็ดทรายหลุดผา< นไปได7
เปน' จำนวน 60 เปอรOเซ็นตO โดยน้ำหนกั ต<อคา< ขนาดของ Effective size

การเตรยี มทรายกรอง
โดยปกตทิ รายท่ีมขี นาดใหญเ< กนิ ไปสามารถแยกออกไปโดยใช7ตะแกรงร<อน ส<วนทรายท่ี

ละเอียดเกินไปต7องคดั ออกดว7 ยวิธลี า7 งน้ำ
ถ7าการกำหนดขนาดของทราย กระทำในเทอมของขนาดสมั ฤทธิ์ (E) และสัมประสิทธ์ิของ

ความสม่ำเสมอ (U) และมกี ารหากราฟของการเรียงขนาดของชน้ั ทราย
ปริมาณของทรายหยาบและละเอียดท่ีต7องคัดออกไปจะเป'นสดั ส<วนกบั P10 และP60 ซ่งี เปน' %

ของทรายทม่ี ขี นาดเทา< กบั หรือเลก็ กวา< ขนาดสมั ฤทธ์ิ (D10) และ D60 ตามลำดับ
ถา7 ให7 Pusable = % ทรายดบิ ที่สามารถนำมาใชเ7 ป'นทรายกรองได7

Ptoo fine = % ทรายดิบท่มี ขี นาดเลก็ กว<า Dtoo fine
Ptoo coarse = % ทรายดิบที่มีขนาดใหญก< ว<า Dtoo coarse

ตวั อยา< งการหาขนาดและความสมำ่ เสมอของเมด็ ทราย
ตารางที่ 5.1 ผลที่ได7จากการทดสอบร<อนด7วยตะแกรง มีดงั นี้

ขนาดชSองเปãดของตะแกรง (มม.) นำ้ หนกั สะสมเปyนเปอรjเซ็นตทj ผ่ี าS นพYนไดY

0.3 0.10
0.4 1.80
0.5 10.00
0.7 48.00
0.75 60.00
1.0 90.00
1.3 99.00

ค<า Effective Size (ท1ี่ 0%) = 0. 5 มม.
คา< Uniformity Coefficient = ขนาดที่ 60 % ผา< น

ขนาดที่ 10 % ผ<าน
= 0.75/0.5
= 1.5

รปู ท่ี 5.52 การกระจายขนาดของสารกรอง

ปรมิ าณของทรายดิบ (Stock Sand) ทสี่ ามารถใช7เปน' ทรายกรองได7คอื Pusable สว< นทรายดบิ
ทต่ี 7องคัดทิง้ ไดแ7 ก< ทรายท่ีมีขนาดเล็กกว<า Dtoo fine และใหญ<กวา< Dtoo coarse

การคำนวณเกีย่ วกบั ปริมาณและขนาดของทรายดิบท่ีสามารถใชเ7 ปน' ทรายกรองได7 มสี ตู รดงั น้ี
Pusable = 2 (PD60 - PD10)
Ptoo fine = PD10 – 0.1 Pusable

= PD10 - 0.2 (PD60 - PD10 )
Ptoo coarse = Pusable + Ptoo fine
= PD10 +1.8 (PD60 - PD10)

ตัวอยาS ง 5.1 ถา7 มี Stock sand ทมี่ ีการเรียงขนาดดังแสดงอยู<ในภาพที่ 9.18 ตอ7 งการคัด
แยกเอาเฉพาะทรายกรองท่มี ขี นาดสมั ฤทธเิ์ ทา< กับ 0.5 มิลลมิ ตร และสัมประสิทธคO วามไม<สม่ำเสมอ
เท<ากับ 1.5 อยากทราบวา<

1. ตอ7 งคัดทรายทผ่ี ดิ ขนาดท้ิงก่ีเปอรOเซน็ ตO
2. ขนาดของทรายทต่ี อ7 งคดั ทิ้ง
สมมตุ วิ <าน้ำมีอุณหภูมิ 20°C และ µ = 1.01× 10-2 Poise

รปู ท่ี 5.53 ปรมิ าณและขนาดของทรายดบิ (Stock Sand)

1. จากรูปเมือ่ D10% = 0.5 mm. PD10 = 30%
D60% = 0.5 × 1.5 = 0.75mm.

PD60 = 53.5%
Pusable = 2 (53.5 - 30) = 47%
ดังนัน้ ต7องคัดทรายผิดขนาดท้ิงไป = 100 – 47 = 53%

2. Ptoo fine = PD10 – 0.2 (PD60-PD10)
= 30 – 0.2 (53.5 - 30)
= 30 – 0.2 (23.5) =25.3%

รูปท่ี 5.54 ขนาดของทรายดบิ (Stock sand) ทีม่ ี 25.3 เปอรOเซน็ ตO คอื 0.44 มลิ ลเิ มตร

Ptoo coarse = PD10 + 1.8 (PD60 – PD10)
= 30 +1.8 (53.5 - 30)

= 30 + 1.8 (23.5)
= 72.3 เปอรOเซ็นตO
Dtoo coarse = 1.1 มลิ ลิเมตร

ดังนั้นจะตอ7 งคัดทรายทีม่ ีขนาดเล็กกวา< 0.44 มิลลเิ มตร และใหญก< วา< 1.1 มลิ ลเิ มตรออก

รูปท่ี 5.55 (ก) ถังลา7 งทราย และ (ข) ถังแยกทราย

การคดั ทรายท่มี ีขนาดเลก็ เกินไปออกโดยใชถ7 ังล7างทรายหลกั การทำงาน เปน' ถงั ตกตะกอน
แบบไหลข้ึนบน ความเร็วของน้ำที่ไหลขนึ้ ข7างบนจะต7องสงู เทา< กบั ความเร็วของการตกตะกอนของ
ทรายขนาดเล็กทีส่ ุดที่ต7องการคัดออก เครอ่ื งมือนสี้ ามารถแยกทรายออกไดใ7 นอตั ราประมาณ 1 m3 /
ชม. – ft2 พน้ื ทห่ี น7าตดั ของถงั ทรายท่ีต7องการเกบ็ ไวใ7 ชจ7 ะถกู นำ้ พาออกจากก7นถงั และจะถูกส<งไปยงั
ถังแยกทราย

นอกจากวิธีดงั กลา< วข7างบนแลว7 การคดั เอาทรายท่มี ขี นาดเลก็ เกนิ ไปออก อาจกระทำโดยการ
ล7างย7อน (Back Wash) เพื่อให7มกี ารเรียงชนั้ ตามขนาดของเมด็ ทราย ทรายทอ่ี ยู<ผวิ บนจะเป'นทรายทีม่ ี
ขนาดเล็กทีส่ ดุ ทำใหส7 ามารถขดู ทรายละเอยี ดออกได7ตามต7องการ

ตวั อยา< งทรายทน่ี ำมาทดสอบจะตอ7 งผสมใหเ7 ขา7 กนั ควรพรมนำ้ ให7ทรายชื้น เพือ่ ลดการ
แยกตัวและลดการสญู เสียฝนุY ทปี่ ลวิ ออกไปดว7 ย แบง< ทรายท่ตี อ7 งการทดสอบจากท่ีเกบ็ มาประมาณ
500 กรัม โดยวิธีการแบง< สี่ (Quartering Method)

1. กอ< นนำไปรอ< น จะตอ7 งอบทรายจนไดน7 ำ้ หนกั คงทท่ี ี่อุณหภูมิ 100-110 ° C นานประมาณ 1-2
ชวั่ โมง ปลอ< ยใหเ7 ยน็

2. นำตะแกรงเปล<า แต<ละตะแกรงและถาดรองมาวางซอ7 นกนั เป'นชดุ โดยตะแกรงขนาดใหญ<อย<ู
ขา7 งบนสดุ วางเรียงกนั ลงตามลำดับ

3. เททรายลงบนตะแกรงซึ่งอย<ูขา7 งบนสดุ ปÆดฝาให7แนน< นำเข7าเคร่อื งรอ< น
4. เปÆดสวิชทเO คร่อื งรอ< นจะทำการร<อนทราย ใช7เวลาประมาณ 10 นาที แลว7 ปÆดสวชิ ทO
การคำนวณ
1. ชั่งนำ้ หนักของทรายทคี่ 7างบนตะแกรงแตล< ะเบอรO รวมท้ังนำ้ หนักทรายบนถาดรองด7วย เททราย
ลงกระดาษก<อนทจี่ ะนำไปช่งั
2. ทำความสะอาดตะแกรงแต<ละอันด7วยแปรงโดยความระมดั ระวงั
3. นำผลจากข7อ1. มาหาเป'นเปอรเO ซน็ ตคO า7 ง โดยคิดเทียบน้ำหนกั ทรายตัวอยา< งท่ใี ชท7 ดสอบทัง้ หมด
(500 กรมั ) เปน' 100 เปอรOเซน็ ตO
4. นำผลจากขอ7 3. มาหาเป'นเปอรเO ซน็ ตOคา7 งสะสม โดยบวกสะสมกันลงมา สำหรบั ตัวเลขในบรรทัด
แรกใหใ7 ช7ตัวเลขของบรรทัดแรกในข7อ3. มาใส<ได7เลย
5. นำผลจากข7อ4. มาหาเปน' เปอรเO ซ็นตOผา< น โดยนำคา< เปอรเO ซ็นตOค7างสะสมของแตล< ะบรรทดั ลบจาก
100
6. นำคา< ขนาดของตะแกรงและเปอรOเซน็ ตผO า< นไปเขยี นกราฟ (ซ่ึงเปน' กราฟ Semi-log)
หรือกราฟ Log-Probability
ตาราง แสดงตัวอย<างผลการหาขนาดคละของทราย

SIEVE NO PERCENT RETAINED CUMULATIVE PERCENT PERCENT PASSING
(ขนาดตะแกรง) (เปอรเO ซ็นตOทค่ี 7าง) RETAINED (เปอรOเซ็นตOผา< น)
(เปอรOเซน็ ตOคา7 งสะสม)
4 1 1 99
8 18 19 81
16 20 39 61
30 19 58 42
50 18 76 24
100 16 92 8
PAN (ถาด) 8 -

รปู ท่ี 5.56 ค<าขนาดของตะแกรงและเปอรเO ซ็นตOผ<าน

ตัวอยSาง ระบบทรายกรองเรว็ แหง< หน่ึงใชส7 ำหรับอัตราการผลิต 180 ม 3 /ชม. ด7วยอัตราการ
กรอง 5 ม 3 /ชม.-ม2 โดยมเี ง่อื นไขวา< ในขณะทถ่ี งั กรองใบหนึง่ กำลังถูกล7างกลับอยูน< ้ันอัตราการกรอง
ของถังใบอน่ื จะตอ7 งไมส< งู กวา< 6.25 ม.3 /ชม.-ม2 ใหห7 าจำนวนถังกรองและขนาดของแตล< ะใบ ถ7าถัง
ทกุ ใบใช7เวลาในการลา7 งกลับ 5 นาที ทุก ๆ 24ชม. ในอตั ราความเรว็ 10 มม. /วินาที การลา7 งนีแ้ ต<ละ
ใบต7องเสยี เวลาท้ังสน้ิ 30 นาที ใหห7 าปริมาณน้ำลา7 งเป'น% ของการผลิต
วธิ ที ำ สมมตุ ใิ หม7 ีถงั กรอง nใบ แต<ละใบมพี ืน้ ท่ี A ม2

n×A×5 = 180 ……….(1)
ระหวา< งท่ีถงั ใบหนึ่งปÆดเพ่ือลา7 ง อัตราการผลิต
ยงั ตอ7 งคงเดิมคือ 180 ม3 /ชม. โดยเรง< อัตรากรองเปน' 6.25 ม3/ชม.-m2

(n – 1 )×A×6.25 = 180 ………..(2)
5 n =6.25 n – 6.25
จำนวนถังกรอง n = 6.25 / 1.25 = 5 ใบ
พืน้ ทีแ่ ตล< ะใบ A = 180/5×5 = 7.2 m2
แตล< ะใบใชน7 ำ้ ล7างกลับ = 10×10-3× 60 (m/min) × 7.2 (m2)

= 4.32 m3 /min
แต<ละใบใช7นำ้ ลา7 งกลบั วันละ = 5 (min)×4.32 m3 /min

= 21.6 m3
ทั้ง 5 ใบ ใช7นำ้ ล7างกลับ = 21.6 × 5 = 108 m3

แต<ละใบผลติ น้ำวันละ = 23.5 ชม.
ปรมิ าณการผลติ = (2.5×6.25×7.2×4) + (21.5×5×7.2×5)

= 450+3,870
= 4,320 m3
ปรมิ าณน้ำลา7 งกลบั = 108×100/4320

= 2.5 % ของน้ำทีผ่ ลติ ได7
ตัวอยาS ง จงออกแบบระบบกรองน้ำโดยมีอัตราไหลเข7า (Q) ของน้ำเทา< กบั 0.25 m3/sec
วธิ ีทำ 1. คำนวณหาพื้นท่ขี องระบบกรองน้ำ (A) เมอ่ื ใช7อตั รากรองนำ้ เท<ากบั 200 ลิตร /

m2-min สำหรับเครอ่ื งกรองน้ำทกุ เครื่องทำงาน

อตั รากรองนำ้ = QA = 0.2s5emc×3m×6in0×sAec

22 00 l×m3 = 0.25m3×60 sec
m -min×1,000 l sec×min×A

A = 0.25m3 × 60 ×1,000 m2
3
A = 75 m2200 m

2. ถา7 เครื่องกรอง 1 ชุดหยดุ กรองน้ำ เพอ่ื ทำการล7างสารกรองในช้นั กรอง ดังนัน้ จะใชอ7 ตั รากรอง
เทา< กับ 250 ลติ ร/m2.min
A = 0.25×60×1,000 = 60 m2
250

3. คำนวณหาจำนวนเคร่อื งกรองน้ำ
พน้ื ทห่ี น7าตัดของแต<ละเคร่อื งกรองน้ำ = 75 – 60 = 15 m2
จำนวนเคร่ืองกรองนำ้ ท่ตี อ7 งการใช7 = 75 = 5 เครอ่ื ง
4. ออกแบบระบบล7างสารกรองในช้ันกรอง 15
กำหนดให7ลา7 งสารกรอง 5 นาทใี นหน่งึ วัน โดยใชอ7 ตั ราล7างสารกรองเท<ากบั 60 m3/m2. hr
ปรมิ าณน้ำท่ตี อ7 งการในการลา7 งสารกรอง

= 60 m3×15m2×5 min×1 hr
m2.hr × เครื่องกรอง×60 min×วนั

= 75 m3 /วัน- เครอื่ งกรอง

การทำงานของระบบกรองนำ้
จะประกอบดว7 ย 2 สว< นสำคัญ คือ
1. การกรองน้ำ (Filtration)
2. การล7างสารกรองในช้นั กรอง (Backwashing)
การกรองน้ำคอื การทน่ี ้ำไดไ7 หลผา< นชน้ั กรอง พวกตะกอนในน้ำไดถ7 กู กำจัดหรือดักไว7ทีช่ ัน้

กรอง โดยปลอ< ยให7นำ้ ใสไหลออกจากระบบกรองน้ำ
หลงั จากเสร็จสิน้ กระบวนการกรองน้ำแล7ว คือเมื่อมคี า< head loss (คา< สญู เสยี ความดนั ) ใน

ชน้ั กรองมากเกนิ ไปทำใหป7 ระสทิ ธภิ าพในการกรองนำ้ ตำ่ ลง ต7องทำการล7างสารกรองในชนั้ กรอง เพื่อ
ไล<ตะกอนออกจากระบบกรองน้ำให7หมด โดยให7น้ำลา7 งสารกรองไหลผ<านชนั้ กรอง ซ่งึ มีทิศทางตรง
ข7ามกบั ทิศทางของน้ำไหลเข7าที่ตอ7 งการกรอง

โดยทว่ั ไป คา< head loss ในช้นั กรองที่สะอาดจะอยูใ< นช<วงประมาณ 0.4 ถึง 0.8 เมตร และ
ถา7 คา< head loss สงู ขึ้นถงึ 2.4-3.0 เมตร สำหรับชั้นกรองทสี่ กปรก (มีตะกอนมากมายสะสมอยู<ในช้นั
กรอง) ควรทำการลา7 งสารกรองในชน้ั กรอง เพ่ือให7ค<า head loss ลดลง

• Head หมายถึง พลงั งานในรูปความสงู ของของเหลว
• Head loss คอื พลังงานของของเหลวทีส่ ญู เสียไปขณะทขี่ องเหลวไหลไปในท<อ

รปู ที่ 5.57 แสดงการเปลย่ี นแปลงคา< head loss กับคุณภาพของนำ้ ในระยะเวลากรองน้ำ

รปู ท่ี 5.58 การเปล่ยี นแปลงของค<า head loss (h) และจำนวนตะกอนทสี่ ะสมอยู<ภายในชนั้ กรอง (q)

รปู ท่ี 5.59 ความดันทร่ี ะดับลกึ ต<าง ๆ (เมตรของนำ้ )
ระบบการลาY งสารกรองในชั้นกรอง (Filter backwashing)

1) ระบบใชน7 ้ำลา7 งอย<างเดียว
ทำใหส7 ารกรองในชน้ั กรองลอยกระจัดกระจายขึน้ มา เพื่อใหต7 ะกอนท่สี ะสมอยู<ในชนั้ กรอง
หลดุ ลอยออกมาได7 โดยออกแบบให7ไดค7 า< ความพรุน (Porosity) ของชน้ั กรองขณะท่กี ำลังลอยกระจดั
กระจายขึ้นมามปี ระมาณ 0.68-0.71
2) ระบบใช7น้ำล7างสารกรองพรอ7 มทง้ั มรี ะบบชะล7างสารกรองบริเวณผวิ บนของช้ันกรอง