การจ่ายสารเคมีและปริมาณการใช้ต่อวันของระบบ RO

หน้าแรก » แหล่งข้อมูล » การจ่ายสารเคมี

ปริมาณการใช้สารเคมีเป็นตัวเลขแรก ๆ ที่ถูกถามเมื่อกำลังตั้งงบประมาณโรง RO และเป็นตัวเลขท้าย ๆ ที่ได้รับคำตอบอย่างถูกต้อง มันเป็นเลขคณิตตรงไปตรงมา เมื่อตกลงสองเรื่องนี้ได้แล้ว: ค่า อัตราการจ่ายสาร ของสารเคมีแต่ละตัว และ สายน้ำที่จ่ายสารนั้นลงไป หากเข้าใจข้อที่สองผิด — ไปคำนวณสารเคมีปรับสภาพน้ำก่อนระบบจากอัตราการไหลของน้ำผลิต แทนที่จะเป็นอัตราการไหลของน้ำดิบ — คำตอบจะคลาดเคลื่อนไปสองเท่าหรือมากกว่านั้น

อัตราการจ่ายสารโดยทั่วไป

ช่วงค่าด้านล่างเป็นจุดตั้งต้นสำหรับการประเมินทางวิศวกรรมและการตั้งงบประมาณ อัตราการจ่ายที่ใช้จริงตอนเริ่มเดินระบบมาจากผลวิเคราะห์น้ำดิบของคุณ และการคำนวณคาดการณ์ความอิ่มตัวของผู้จำหน่ายสารป้องกันตะกรัน — ไม่มีค่าที่ถูกต้องสากล เพราะเกลือที่เป็นตัวจำกัดต่างกันไปในน้ำแต่ละแหล่ง

สารเคมี	วัตถุประสงค์	อัตราการจ่ายโดยทั่วไป	คำนวณจากสายน้ำ
สารป้องกันตะกรัน	ยับยั้งตะกรัน CaCO₃, CaSO₄, BaSO₄, SrSO₄ และซิลิกา ที่ปลายท้ายของชุด	2–5 mg/L ตามที่จัดส่ง (SWRO โดยทั่วไป 3 mg/L)	น้ำดิบ
โซเดียมเมตาไบซัลไฟต์ (SMBS)	การกำจัดคลอรีน — ปกป้องโพลีเอไมด์จากการถูกออกซิไดซ์	~3 mg/L ต่อคลอรีนอิสระ 1 mg/L	น้ำดิบ
เฟอร์ริกคลอไรด์ (สารสร้างตะกอน)	กำจัดคอลลอยด์ก่อนถึงถังกรองตัวกลางหรืออัลตราฟิลเตรชัน	0.5–5 mg/L ในรูป Fe³⁺ (ที่พบบ่อยคือ 1–3 mg/L)	จุดรับน้ำดิบ
กรดซัลฟิวริก	ควบคุมความเป็นด่างและค่า LSI — ใช้กับ BWRO เป็นหลัก	10–50 mg/L (แทบไม่จำเป็นสำหรับ SWRO)	น้ำดิบ
โซเดียมไฮดรอกไซด์	ยก pH เพื่อเพิ่มอัตราการกำจัดโบรอนในขั้นที่สอง	ปรับถึง pH 9.5–10.5 ที่น้ำป้อนของขั้นที่ 2	น้ำผลิตจากขั้นที่ 1
ปูนขาว / CO₂ (การเติมแร่ธาตุกลับ)	ทำให้น้ำผลิตเสถียรสำหรับการจ่ายเป็นน้ำดื่ม	เป้าหมาย 40–80 mg/L ในรูป CaCO₃	น้ำผลิต
คลอรีน (ฆ่าเชื้อขั้นปลาย)	สารตกค้างในระบบจ่ายน้ำ	สารตกค้าง 0.5–1.0 mg/L	น้ำผลิต
กรดซิตริก (CIP)	การล้างด้วย pH ต่ำ — ตะกรันคาร์บอเนตและโลหะไฮดรอกไซด์	ราว 2% w/w แบบผสมเป็นแบตช์ ที่ pH 2–3	เป็นแบตช์ ไม่ใช่การจ่ายต่อเนื่อง
โซเดียมไฮดรอกไซด์ร่วมกับ EDTA (CIP)	การล้างด้วย pH สูง — สารอินทรีย์และไบโอฟิล์ม	ผสมเป็นแบตช์ให้ได้ pH 11–12	เป็นแบตช์ ไม่ใช่การจ่ายต่อเนื่อง

การคำนวณปริมาณการใช้

สำหรับสารเคมีที่จ่ายอย่างต่อเนื่องทุกชนิด:

หน่วยลงตัวเพราะ 1 mg/L เท่ากับ 1 g/m³ สิ่งเดียวที่ต้องใช้วิจารณญาณคือจะใช้อัตราการไหลค่าใด และอัตราการจ่ายนั้นระบุเป็นตัวผลิตภัณฑ์ตามที่จัดส่ง หรือเป็นสารออกฤทธิ์ — สารป้องกันตะกรันและสารสร้างตะกอนมักถูกอ้างอิงทั้งสองแบบ และการสับสนระหว่างสองแบบนี้คือความผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดในงบประมาณสารเคมี

ตัวอย่างการคำนวณ: โรง SWRO ขนาด 4,000 m³/วัน

สมมติฐาน: ผลิต น้ำผลิต 4,000 m³/วัน ที่อัตราการนำกลับ 40% ใช้จุดรับน้ำทะเลแบบเปิดที่มีการเติมคลอรีนที่จุดรับน้ำ และมีคลอรีนอิสระ 1 mg/L มาถึงจุดกำจัดคลอรีน

อัตราการไหลของน้ำดิบ = 4,000 ÷ 0.40 = 10,000 m³/วัน ส่วนน้ำเข้มข้น = 6,000 m³/วัน

สารเคมี	อัตราการจ่าย	อัตราการไหลที่ใช้คำนวณ	kg/วัน	ตัน/ปี
สารป้องกันตะกรัน	3 mg/L	น้ำดิบ 10,000 m³/วัน	30	~11.0
SMBS	3 mg/L	น้ำดิบ 10,000 m³/วัน	30	~11.0
เฟอร์ริกคลอไรด์	2 mg/L	น้ำที่จุดรับน้ำ 10,000 m³/วัน	20	~7.3
คลอรีน (ขั้นปลาย)	0.8 mg/L	น้ำผลิต 4,000 m³/วัน	3.2	~1.2
ปูนขาว (การเติมแร่ธาตุกลับ)	~50 mg/L ในรูป CaCO₃	น้ำผลิต 4,000 m³/วัน	~200	~73

หากตัวเลข 4,000 m³/วัน ของคุณคืออัตราการไหลของน้ำดิบ ไม่ใช่ของน้ำผลิต ให้หารปริมาณสารเคมีปรับสภาพน้ำก่อนระบบข้างต้นด้วย 2.5 — สารป้องกันตะกรัน 12 kg/วัน SMBS 12 kg/วัน สารสร้างตะกอน 8 kg/วัน — และโรงจะผลิตน้ำผลิตได้ราว 1,600 m³/วัน ควรยืนยันให้ชัดว่าสเปกหมายถึงฐานใด ก่อนจะตั้งราคาสารเคมีจากตัวเลขนั้น

สารเคมี CIP อยู่นอกตารางนี้เพราะถูกใช้เป็นแบตช์ ให้ตั้งงบประมาณราว 1.5 เท่าของปริมาตรค้าง ในถังความดันและลูป CIP ต่อการล้างหนึ่งครั้ง ที่ 2–4 ครั้งต่อปีสำหรับจุดรับน้ำแบบเปิด

สารป้องกันตะกรัน

สารป้องกันตะกรันทำหน้าที่ทางเคมีที่สำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียวในโรง RO: มันตรึงเกลือที่ละลายน้ำได้น้อยให้อยู่ในสารละลายต่อไปแม้เลยจุดอิ่มตัวแล้ว ที่ปลายท้ายของชุด ซึ่งความเข้มข้นสูงที่สุด การจ่ายมากเกินไปเป็นการเสียเงินเปล่า และตัวมันเองอาจทำให้เมมเบรนอุดตันหรือกลายเป็นอาหารของการเติบโตทางชีวภาพ ส่วนการจ่ายน้อยเกินไปทำให้เกิดตะกรันที่เอลิเมนต์ท้าย ซึ่งแสดงออกมาเป็นความดันตกคร่อมและการผ่านของเกลือที่สูงขึ้น

เนื่องจากเกลือที่เป็นตัวจำกัดขึ้นกับผลวิเคราะห์น้ำดิบทั้งหมด อัตราการจ่ายจึงควรมาจากการคำนวณคาดการณ์ความอิ่มตัวบนน้ำของคุณที่อัตราการนำกลับที่ตั้งใจไว้ ไม่ใช่จากตาราง ให้ใช้ช่วงค่าในหน้านี้เพื่อตั้งงบประมาณ แล้วยืนยันก่อนเริ่มเดินระบบ ดูเพิ่มเติมได้ที่ คู่มือการออกแบบระบบ SWRO สำหรับวิธีการคำนวณคาดการณ์ และ คู่มือพารามิเตอร์คุณภาพน้ำ สำหรับผลวิเคราะห์ที่การคำนวณคาดการณ์ต้องใช้

การกำจัดคลอรีน

คลอรีนทำลายโพลีเอไมด์ชนิดคอมโพสิตฟิล์มบาง และความเสียหายเป็นแบบสะสมและย้อนกลับไม่ได้ — แม้การเบี่ยงเบนช่วงสั้น ๆ ก็สะสมรวมกัน จุดรับน้ำแบบเปิดมักเติมคลอรีนเพื่อควบคุมการเติบโตทางชีวภาพในจุดรับน้ำและระบบปรับสภาพน้ำก่อนระบบ แล้วจึงกำจัดคลอรีนออกทันทีก่อนถึงเมมเบรนด้วย SMBS ที่ราว 3 mg/L ต่อคลอรีนอิสระ 1 mg/L

ให้ถือว่า ORP ไม่ใช่ผลการคำนวณอัตราการจ่าย เป็นค่าวัดที่ใช้ควบคุม: คุมค่า ORP ของน้ำดิบให้ต่ำกว่าราว +200 mV และอินเตอร์ล็อกปั๊มแรงดันสูงไว้ เพื่อให้ความล้มเหลวของการกำจัดคลอรีนหยุดโรง แทนที่จะทำลายชุดเมมเบรนทั้งชุด ถ่านกัมมันต์ชนิดเกล็ดก็กำจัดคลอรีนได้เช่นกัน แต่ในโรงขนาดนี้มันจะกลายเป็นแหล่งเติบโตทางชีวภาพ และโดยทั่วไปเป็นทางเลือกที่ผิด

สารสร้างตะกอน

สารสร้างตะกอนจ่ายที่จุดรับน้ำดิบก่อนถึงถังกรองตัวกลางหรืออัลตราฟิลเตรชัน เพื่อรวมคอลลอยด์เข้าด้วยกันเป็นฟล็อกที่กรองได้ และกดค่า SDI ลง อัตราการจ่ายกำหนดจากการทดสอบจาร์เทียบกับเป้าหมายความขุ่นและ SDI โดยทั่วไป 1–3 mg/L ในรูป Fe³⁺ สำหรับจุดรับน้ำแบบเปิดที่สภาพพอใช้ได้ การจ่ายมากเกินไปทำให้พอลิอิเล็กโทรไลต์หรือเหล็กหลุดไปถึงเมมเบรน ซึ่งตัวมันเองก็เป็นกลไกการอุดตัน — สารสร้างตะกอนที่มากขึ้นไม่ได้ปลอดภัยกว่า

บ่อน้ำชายหาดและจุดรับน้ำใต้ผิวดินแบบอื่น ให้น้ำที่ผ่านการกรองโดยพื้นทะเลมาแล้ว และมักมีค่า SDI ต่ำพอจนไม่ต้องใช้สารสร้างตะกอนเลย การตัดสินใจเรื่องจุดรับน้ำเพียงเรื่องเดียวนี้ คือหนึ่งในสิ่งที่ทำให้ค่าใช้จ่ายสารเคมี เหวี่ยงมากที่สุดระหว่างโรงสองแห่งที่เหมือนกันทุกอย่างอื่น

เคมีของการล้าง (CIP)

การล้างถูกกระตุ้นด้วยสมรรถนะ ไม่ใช่ด้วยปฏิทิน: อัตราการไหลน้ำผลิตที่ปรับค่าแล้วลดลง 10–15% ความดันตกคร่อมต่อสเตจสูงขึ้น 15% หรือการผ่านของเกลือที่ปรับค่าแล้วสูงขึ้น 5–15% ควรล้างก่อนที่จะถึงเกณฑ์สองในสามข้อ เพราะสิ่งอุดตันหลุดออกง่ายกว่ามากเมื่อจับได้แต่เนิ่น ๆ

• ขั้นตอน pH ต่ำ — กรดซิตริกราว 2% w/w หรือ HCl ที่ผสมสารยับยั้งการกัดกร่อน ที่ pH 2–3 สำหรับตะกรันคาร์บอเนตและโลหะไฮดรอกไซด์
• ขั้นตอน pH สูง — NaOH ปรับถึง pH 11–12 ร่วมกับ EDTA หรือสารลดแรงตึงผิว สำหรับสารอินทรีย์และไบโอฟิล์ม
• ลำดับขั้นตอน — ล้างด้วยกรดก่อนเมื่อต้องใช้ทั้งสองอย่าง เพราะการล้างด้วยด่างอาจทำให้ความกระด้างตกตะกอนลงบนเอลิเมนต์
• สภาวะการล้าง — หมุนเวียนที่ 30–35 °C เป็นเวลา 30–60 นาที แช่ทิ้งไว้ 1–4 ชั่วโมง หมุนเวียนอีกครั้ง แล้วล้างออก

ขั้นตอนแบบเต็ม การแก้ปัญหา และเคมีของการถนอมรักษา อยู่ใน คู่มือการดูแลเมมเบรน.

สารเคมีอยู่ตรงไหนในต้นทุนการเดินระบบ

สารเคมีโดยทั่วไปคิดเป็น 3–8% ของต้นทุนการเดินระบบ SWRO โดยพลังงานเป็นตัวครองสัดส่วนหลัก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมอุปกรณ์นำพลังงานกลับมาใช้จึงเปลี่ยนความคุ้มค่าได้มากกว่า การปรับแต่งสารเคมีใด ๆ อย่างเทียบกันไม่ได้ — อุปกรณ์แลกเปลี่ยนแรงดัน PX หรือ เทอร์โบชาร์จเจอร์ FEDCO ลดกำลังไฟของ SWRO ลงราวครึ่งหนึ่ง การใช้จ่ายด้านสารเคมียังคงคุ้มค่าที่จะทำให้ถูกต้อง เพราะการจ่ายมากเกินไปมองไม่เห็นบนหน้าจอ และค่อย ๆ สะสมเงียบ ๆ ตลอดทั้งปี

คำถามที่พบบ่อย

โรง RO ใช้สารป้องกันตะกรันมากเท่าไร?

สารป้องกันตะกรันจ่ายลงในสายน้ำดิบที่ 2-5 mg/L ของตัวผลิตภัณฑ์ตามที่จัดส่ง โดย 3 mg/L เป็นจุดตั้งต้นที่พบบ่อยสำหรับ RO น้ำทะเลที่ใช้จุดรับน้ำแบบเปิด อัตราการจ่ายที่แน่นอนไม่ใช่ค่าประมาณจากประสบการณ์ แต่มาจากการคำนวณคาดการณ์ความอิ่มตัวของผู้จำหน่ายสำหรับผลวิเคราะห์น้ำดิบและอัตราการนำกลับของคุณโดยเฉพาะ เพราะเกลือที่เป็นตัวจำกัดอาจเป็น CaCO3, CaSO4, BaSO4, SrSO4 หรือซิลิกา ขึ้นกับน้ำนั้น สำหรับโรงที่ผลิตน้ำผลิต 4,000 m3/วัน ที่อัตราการนำกลับ 40% อัตราการไหลของน้ำดิบคือ 10,000 m3/วัน ดังนั้น 3 mg/L จึงคิดเป็น 30 kg/วัน หรือราว 11 ตันต่อปี

คำนวณปริมาณการใช้สารเคมีต่อวันของโรง RO น้ำทะเลขนาด 4,000 m3/วัน อย่างไร?

ให้คำนวณจากอัตราการไหลของน้ำดิบ ไม่ใช่ของน้ำผลิต สำหรับสารเคมีทุกตัวที่จ่ายก่อนถึงเมมเบรน ที่อัตราการนำกลับ 40% โรงที่ผลิตน้ำผลิต 4,000 m3/วัน จะดึงน้ำดิบ 10,000 m3/วัน ปริมาณการใช้ต่อวันเป็น kg/วัน เท่ากับอัตราการไหลของน้ำดิบเป็น m3/วัน คูณด้วยอัตราการจ่ายเป็น mg/L หารด้วย 1,000 ที่อัตราการจ่ายโดยทั่วไป จะได้สารป้องกันตะกรันราว 30 kg/วัน ที่ 3 mg/L โซเดียมเมตาไบซัลไฟต์ 30 kg/วัน ที่ 3 mg/L และเฟอร์ริกคลอไรด์ 20 kg/วัน ที่ 2 mg/L ส่วนสารเคมีขั้นบำบัดปลายคำนวณจากอัตราการไหลของน้ำผลิตแทน ดังนั้นคลอรีนตกค้าง 0.8 mg/L บนน้ำ 4,000 m3/วัน จึงเท่ากับคลอรีนที่ใช้ได้ราว 3.2 kg/วัน

ต้องใช้โซเดียมเมตาไบซัลไฟต์เท่าไรในการกำจัดคลอรีน?

จ่าย SMBS ราว 3 mg/L ต่อคลอรีนอิสระ 1 mg/L ในน้ำดิบ ปริมาณตามหลักปริมาณสัมพันธ์ต่ำกว่านั้น อยู่ใกล้ 1.5 mg/L ต่อ mg/L แต่อัตราที่ใช้จริงเผื่อส่วนเกินไว้เพื่อรักษาสภาวะรีดิวซ์และชดเชยความหน่วงของเครื่องวิเคราะห์ ให้ตรวจสอบด้วย ORP มากกว่าจะอาศัยการคำนวณเพียงอย่างเดียว: คุมน้ำดิบให้ต่ำกว่าราว +200 mV ก่อนถึงเมมเบรน และอินเตอร์ล็อกปั๊มแรงดันสูงเข้ากับ ORP เพื่อไม่ให้ความล้มเหลวของการกำจัดคลอรีนไปออกซิไดซ์ชั้นโพลีเอไมด์ได้ ความเสียหายจากคลอรีนต่อเมมเบรนคอมโพสิตฟิล์มบางเป็นแบบสะสมและย้อนกลับไม่ได้

RO น้ำทะเลจำเป็นต้องจ่ายกรดหรือไม่?

โดยปกติไม่จำเป็น สารป้องกันตะกรันสมัยใหม่ควบคุมตะกรันคาร์บอเนตได้ตลอดช่วง pH ปกติของน้ำทะเล โรง SWRO ส่วนใหญ่จึงเดินระบบโดยไม่ใช้กรด ซึ่งเลี่ยงทั้งสารเคมีอันตราย และ CO2 ที่กรดปลดปล่อยเข้าไปในน้ำผลิต การจ่ายกรดพบบ่อยกว่ามากใน RO น้ำกร่อย ซึ่งความเป็นด่างสูงและอัตราการนำกลับสูง ผลักให้ค่าดัชนีความอิ่มตัวแลงเจลิเยร์เป็นบวก เมื่อใช้กรดซัลฟิวริกกับ BWRO อัตราการจ่ายโดยทั่วไปคือ 10-50 mg/L กำหนดจากความเป็นด่างที่ต้องทำลายเพื่อให้ค่า LSI ของน้ำเข้มข้นติดลบเล็กน้อย

เมมเบรน RO ต้องล้างบ่อยแค่ไหน และใช้สารเคมี CIP เท่าไร?

ล้างเมื่ออัตราการไหลน้ำผลิตที่ปรับค่าแล้วลดลง 10-15% ความดันตกคร่อมสูงขึ้น 15% หรือการผ่านของเกลือสูงขึ้น 5-15% — โดยทั่วไปทุก 3-6 เดือนสำหรับ RO น้ำทะเลที่ใช้จุดรับน้ำแบบเปิด การล้างหนึ่งครั้งใช้สารเคมีแบบแบตช์ ไม่ใช่การจ่ายต่อเนื่อง: ให้ผสมราว 1.5 เท่าของปริมาตรค้างในถังความดันและลูป CIP ที่ความเข้มข้นราว 2% w/w ของกรดซิตริกสำหรับขั้นตอน pH ต่ำ และโซเดียมไฮดรอกไซด์ปรับถึง pH 11-12 สำหรับขั้นตอน pH สูง หมุนเวียนที่ 30-35 C เป็นเวลา 30-60 นาที พร้อมแช่ทิ้งไว้ 1-4 ชั่วโมง ให้ทำขั้นตอนกรดก่อนเมื่อต้องใช้ทั้งสองอย่าง เพราะการล้างด้วยด่างอาจทำให้ความกระด้างตกตะกอน

ค่าสารเคมีรายปีของโรง RO น้ำทะเลเป็นเท่าไร?

สารเคมีโดยทั่วไปอยู่ที่ 3-8% ของต้นทุนการเดินระบบ SWRO ซึ่งตามหลังพลังงานอยู่มาก สำหรับโรงขนาด 4,000 m3/วัน ที่อัตราการจ่ายข้างต้น ให้คาดหมายสารป้องกันตะกรันราว 11 ตัน/ปี SMBS ราว 11 ตัน/ปี ในกรณีที่จุดรับน้ำมีการเติมคลอรีน และสารสร้างตะกอนราว 7 ตัน/ปี สำหรับจุดรับน้ำแบบเปิด ส่วนจุดรับน้ำแบบปิดอย่างบ่อน้ำชายหาด มักไม่ต้องใช้สารสร้างตะกอนเลย และแทบไม่ต้องกำจัดคลอรีน ซึ่งเป็นหนึ่งในสิ่งที่ทำให้ค่าใช้จ่ายสารเคมีเหวี่ยงมากที่สุด ระหว่างโรงสองแห่งที่เหมือนกันทุกอย่างอื่น