บทความวิชาการ Chem's talk ไตรมาส 2

สวัสดคี รบั ทา่ นผ้อู า่ นบทความวารสาร Chem’s talk ฉบับไตรมาสที่ 2 ประจำปี 2022 ทุกทา่ น กลบั มาเจอกนั อีกแลว้ นะครบั ในรอบ 3 เดอื นในวารสาร นอกจากนีเ้ ราก็ใกลท้ ี่จะไดเ้ จอ ตวั จรงิ กนั แลว้ ด้วยในการ Hybrid Working อีกทัง้ วารสารเลม่ น้ี จะชว่ ย Update บทความและความรู้ดี ๆ ไวใ้ หอ้ า่ นคลายเครียด และเพ่มิ เติมความรเู้ ช่นเคยนะครบั สำหรบั วารสารฉบบั นเี้ รามาทำความรจู้ ักกับเชื้อโรคท่ี พวกเราคนุ้ เคยกันเปน็ อยา่ งดี ภายใตห้ ัวข้อ “หลากหลายแง่มุม กบั Legionella pneumophila ในปี 2022” ซงึ่ ช่วยเพม่ิ ความ เขา้ ใจเก่ียวกับโรค Legionnaire มากขนึ้ ทง้ั น้ีเรายังมบี ทความ เก่ยี วกบั ถ่านกมั มนั ต์ ซึง่ ผมหวังว่าจะเปน็ ประโยชนใ์ ห้กบั ทกุ คนได้ กับหัวข้อ “Activated Carbon” นอกจากนเี้ รายังมบี ทความ สำหรบั นกั เคมีโรงไฟฟ้า ถงึ 2 หวั ข้อด้วยกนั น่นั กค็ ือ “การควบคมุ คณุ ภาพน้ำระบบ Boiler ดว้ ยสารเคมกี ลมุ่ Neutralizing Amine” และ “การดแู ลบำรงุ รกั ษาระบบ MF Unit เพ่ือยดื อายุ การใชง้ าน” ซึ่งเปน็ หัวข้อทน่ี ่าสนใจมาก โดยผมคาดว่าน่าจะมี ประโยชนก์ บั ทุกท่านในการประยกุ ตใ์ ชใ้ นงานเคมีโรงไฟฟา้ ของตน สุดท้ายน้ี ในสถานการณ์การระบาดของ เช้ือไวรสั COVID-19 ซึ่งยงั คงมีการระบาดเสมือนรอบน้ี เปน็ รอบเก็บตก และแม้วา่ เราจะได้รบั วคั ซีนโควดิ 19 แล้ว แต่เราก็ยงั ตอ้ งปอ้ งกนั ตนเองอยูเ่ สมอ ด้วยการสวม หนา้ กากอนามยั ลา้ งมือบ่อยครงั้ กนิ ร้อน ชอ้ นกลาง สิ่ง เหล่านี้ยังคงเป็นวิธที เ่ี ราทกุ คนร่วมกนั ปฏบิ ตั ไิ ด้และจะ หา่ งไกลจากโรค แลว้ พบกนั ใหมอ่ กี ครั้งในฉบบั หนา้ ครับ ณฏั ฐ์คเณศ วฒุ กิ ุลกรนันท์ บรรณาธิการ

-Contents- April-June 2022 01 หลากหลายแงม่ มุ กับ Legionella pneumophila ในปี 2022 06 การควบคุมคณุ ภาพนำ้ ระบบ Boiler ด้วย สารเคมกี ล่มุ Neutralizing Amine 15 Activated Carbon 22 การดูแลบำรงุ รักษาระบบ MF Unit เพ่อื ยืดอายกุ ารใช้งาน

1 หลากหลายแงม่ ุมกับ Legionella pneumophila ในปี 2022 โดย วท.วชั รศิ ถนอมทรพั ย์ นักวิทยาศาสตร์ระดับ 7 หมผ-ธ., กคว-ธ., อคม. Legionella pneumophila เป็น ถ้าเปน็ มากอาจพบท่ปี อดท้ังสองข้างทาํ ให้ระบบ แบคทีเรยี ที่ทำใหเ้ กดิ โรค Legionnaire ซงึ่ เป็นโรค การหายใจล้มเหลว และถึงเสยี ชีวติ ได้ ซง่ึ อัตราการ ที่สง่ ผลกระทบกับปอดของผตู้ ิดเชอ้ื เป็นโรคท่ี ตายของโรค Legionnaire ในผปู้ ว่ ยที่รักษาตวั ใน ตดิ ตอ่ ไดโ้ ดยการสูดหายใจเอาเช้ือทีป่ นเปอ้ื นอย่ใู น โรงพยาบาลอาจสงู ถงึ รอ้ ยละ 39 ซง่ึ อตั ราป่วย ละอองฝอยน้ำเข้าไป เชน่ น้ำจากหอผง่ึ เยน็ ความ ตายจะสูงขนึ้ ในผู้ทม่ี ภี ูมิคุ้มกนั ไมด่ ี ร้อนของระบบปรับอากาศ, ฝกั บัวอาบนำ้ , อา่ ง น้ำวน, นำ้ พุ หรือจากเคร่ืองมือช่วยหายใจ จากท่ีกลา่ วมาขา้ งตน้ จะเห็นว่าโรค Legionnaire เป็นโรคทคี่ ่อนข้างร้ายแรง ผู้ตดิ เชือ้ จะมีลักษณะอาการเริ่มตน้ ดว้ ย การศึกษาและการป้องกันแหลง่ ก่อกำเนิดโรคจงึ การเบ่ืออาหาร อ่อนเพลยี ปวดกลา้ มเนื้อ ปวด เป็นเรอื่ งท่ีควรใหค้ วามสำคัญ โดยหนง่ึ ในหลกั ของ ศรี ษะ ภายใน 1 วนั จะมีไขส้ ูงหนาวส่ัน อุณหภมู ิ การป้องกนั การตดิ เช้ือแบคทเี รยี ดงั กล่าวไดด้ ี ก็คอื สูงถึง 39-40 องศาเซลเซยี ส และมีอาการไอไม่มี การตรวจสอบคุณภาพนำ้ เป็นประจำ ไมว่ ่าจะเป็น เสมหะ รวมถึงบางรายอาจปวดทอ้ ง จากแหลง่ สระน้ำ ระบบประปา หรอื หอหลอ่ เย็นก็ ตาม ผปู้ ่วยโรค Legionnaire มกั พบว่าภาพ เอ็กซเรยป์ อดมีการอักเสบเป็นปนื้ หรือจุดขาว

2 แมว้ ่าแบคทีเรยี Legionella จะพบได้ใน โดยต้งั แตป่ ี 2022 เปน็ ต้นไป ระบบน้ำ ทะเลสาบ ลำธารท่ัวไป หรอื หอหลอ่ เย็น แต่ก็พบ หลอ่ เย็นที่อยู่ในเมืองแวนคูเวอร์จะต้องไดร้ บั การ ไดใ้ นจุดท่ีเปน็ แหล่งสาธารณปู โภคตา่ ง ๆ เช่นกัน ทดสอบเพ่อื หาเช้ือ Legionella ในทุกเดอื น โดย เชน่ แหล่งนำ้ ภายในอาคาร ซึ่งสภาวะดังกล่าว ไม่ใช่แค่หอหล่อเย็นเท่านน้ั แต่รวมถงึ น้ำในระบบ มักจะเป็นสถานท่ีที่แบคทเี รยี ชนิดนี้ สามารถ ประปาตา่ ง ๆ แหล่งน้ำทวั่ ไป หรือแม้กระทั่งระบบ เจรญิ เตบิ โตไดเ้ ปน็ อยา่ งดีอีกด้วย เพราะมีอุณหภูมิ ประปาที่ไม่ได้เปิดใชใ้ นเวลาสักพักหนงึ่ ก่อนจะ และแหลง่ อาหารที่เพยี งพอ ดังนัน้ การตรวจสอบ กลบั มาเปิดใช้อีกคร้ัง ก็จำเป็นทจี่ ะต้องได้รบั การ คุณภาพนำ้ ว่ามีเชอ้ื แบคทเี รีย Legionella หรอื ไม่ ทดสอบก่อน เพ่ือเป็นการยนื ยนั ความสมบูรณ์ของ จึงเปน็ ส่ิงทจี่ ำเปน็ ในการปอ้ งกันการระบาดในพืน้ ที่ ระบบ รวมถึงเพอื่ ระวังสุขภาพของประชาชนใน ได้ดีนั่นเอง เมอื งอีกด้วย ซง่ึ การทดสอบน้ันจะต้องกระทำโดย ห้องปฏิบตั กิ ารทสี่ ามารถดำเนินการตามข้อกำหนด ระบบน้ำหลอ่ เย็นทไี่ ม่ได้รับการตดิ ตาม ทีถ่ กู ต้อง มีการใช้วิธีการเพาะเลยี้ งเพอ่ื ระบุ คณุ ภาพน้ำเป็นอีกหน่งึ ระบบสำคญั ทที่ ำให้เกดิ การ Serogroup ของ Legionella และเปน็ ไปตาม ระบาดของโรค Legionnaire ในประเทศแคนาดา ISO11731 และไดร้ ับการรับรอง ISO17025 ซง่ึ ในปี 2018 มผี ู้ปว่ ยถึง 14 ราย ทำให้เมืองแวนคู เวอร์ตอ้ งออกข้อกำหนดในการทดสอบคุณภาพน้ำ หลอ่ เยน็ ให้เข้มขน้ ย่ิงขนึ้

3 การศึกษาวจิ ยั กเ็ ปน็ อีกหนง่ึ แง่มุมทีย่ งั มี แตกตา่ งกันไปอีกเช่นกัน จงึ ต้องมีการเฝา้ ระวงั การทำอยูอ่ ย่างต่อเนื่อง มีงานวจิ ัยจากประเทศจนี อยา่ งทันท่วงทแี ละแม่นยำ ท่ีพบวา่ อัตราการความรุนแรงของโรค Legionnaire จากแบคทีเรีย Legionella นนั้ อาจ นอกจากนัน้ ยังมีงานวจิ ยั ท่ีตีพิมพใ์ น ขึน้ กับหลายปัจจัย เชน่ สภาพทางอุตนุ ิยมวทิ ยา MDPI (หนว่ ยงานสำนักพิมพ์ดจิ ติ อล ทจี่ ะตีพมิ พ์ ซึ่งทมี วจิ ัยได้ทำการวจิ ยั โดยคัดกรองสายพนั ธ์ุ บทความทางวทิ ยาศาสตร์) ได้กล่าวถึงการศกึ ษา Legionella pneumophila ท้ังหมด 156 สาย ปัจจัยในเร่ือง ผลกระทบของอายุของน้ำท่ีอยู่ใน พนั ธ์ุ ทแี่ ยกได้จากการเก็บตัวอย่างนำ้ หล่อเย็นใน ระบบ ทส่ี ง่ ผลใหป้ ริมาณของเชื้อ Legionella ใน ภูมภิ าคต่าง ๆ ของประเทศจีน มาทดลองเพ่ือระบุ ระบบการสง่ นำ้ ในระบบการประปา และ หอหล่อ สายพันธุ์ท่อี าจทำใหก้ ่อเกดิ ความรนุ แรงของโรค, เยน็ สงู ขนึ้ โดยในงานวิจยั กลา่ ววา่ การจดั การน้ำใน ความเป็นพิษ และ อัตราในการแพร่ระบาดที่ ระบบของอาคารต่าง ๆ นน้ั สง่ ผลต่อการ แตกต่างกนั เจรญิ เตบิ โตของเช้ือ Legionella อยา่ งมาก ยกตัวอยา่ งเชน่ การใช้นำ้ ไมบ่ ่อยมากพอ ในงานวจิ ัยกลา่ ววา่ มแี นวโนม้ ที่ หลายสาย (ระยะเวลาของน้ำทถ่ี ูกขังอยู่ในระบบก็จะมากขึ้น) พันธุ์ทีส่ ำคัญของเชื้อที่ทำใหเ้ กิดโรค Legionnaire กอ็ าจทำใหค้ ุณภาพนำ้ แยล่ ง หรอื แม้กระทั่งการ อาจไมเ่ ป็นท่ีรจู้ กั ในหลายประเทศ และเนื่องจาก ออกแบบระบบราง ระบบประปาภายในอาคารเอง การทีแ่ บคทีเรยี Legionella pneumophila อยู่ กอ็ าจจะเปน็ ปจั จัยท่ีทำใหเ้ ช้ือ Legionella เตบิ โต ในนำ้ ไดใ้ นทุกแหล่งน้ำ ทงั้ แหลง่ น้ำธรรมชาติ หรือ ไดด้ ีมากขึ้นเชน่ กนั แหลง่ นำ้ ท่ีมนุษยส์ รา้ งขึ้น การขาดการป้องกันทดี่ ี จงึ อาจเป็นภัยคกุ คามท่ีร้ายแรงตอ่ สขุ ภาพมนษุ ย์ นอกจากการออกแบบระบบน้ำของ ดงั นั้นการเฝา้ ติดตามจึงเป็นเรื่องทสี่ ำคัญมาก อาคารแล้ว ยงั พบว่าคณุ ภาพนำ้ ในอาคารที่อยู่ห่าง จากระบบบำบัดมากทส่ี ุด ก็เปน็ จดุ ท่พี บเชื้อ การทำความเข้าใจเกย่ี วกับความรนุ แรง Legionella มากทส่ี ุด เพราะอาจอย่หู ่างจากสาร ของเชื้อ Legionella ในสภาวะแวดล้อมทแ่ี ตกตา่ ง ฆา่ เชือ้ ต่าง ๆ ที่มกั ถูกใส่ในระบบบำบัดน้ำ ซ่งึ การ กนั ไมเ่ พยี งแต่ชว่ ยให้เราคาดการณ์ความเสยี่ งของ ออกแบบระบบท่อประปาทแ่ี ย่นน้ั นอกจากจะมี การระบาดทีอ่ าจเกดิ ขนึ้ ไดล้ ่วงหนา้ แต่ยังช่วยให้ ความเสยี่ งทที่ ำให้การเจริญเติบโตของ การรักษาทางการแพทย์ รวมถึงทำให้ขอ้ มลู ทาง Legionella Serogroup(L.) pneumophila มาก ระบาดวทิ ยา มีมากขนึ้ เพราะยังมอี ีกหลากหลาย ข้ึนแล้ว ยงั มีโอกาสท่ีจะทำให้สายพันธอ์ุ นื่ ๆเชน่ L. ปจั จยั ใหค้ อยค้นพบ เชน่ จากการศกึ ษาพบวา่ micdadei, L. bozemanii, L. longbeachae สภาพภมู ิศาสตร์ของแหลง่ นำ้ ทีแ่ ตกตา่ งกนั ก็มี และ L. anisa เพม่ิ มากข้นึ เชน่ กนั ซ่งึ ถือเป็นสาย อทิ ธิพลต่อความรนุ แรงของเช้ือ Legionella พันธุท์ ่กี ่อใหเ้ กิดโรคได้เชน่ เดยี วกนั กบั pneumophila

4 ในปี 2009 เช้อื แบคทีเรีย Legionella ซ่ึงเม่อื ระบบในหอหล่อเย็นสามารถทนต่อสารเคมี pneumophila ได้ถกู USEPA (สำนกั งานปกปอ้ ง ไดม้ ากขนึ้ ก็จะสามารถใช้งานได้นานมากข้ึน ลด ส่งิ แวดลอ้ มแหง่ สหรฐั อเมริกา) ระบุใหเ้ ป็นหน่ึงใน ตน้ ทนุ และลดเวลาทตี่ ้อง ซ่อมแซมลงไป สารปนเปอื้ นท่มี ีความอนั ตราย ทจ่ี ะต้องมีข้อบังคบั ในการตรวจสอบคุณภาพอย่อู ย่างสม่ำเสมอ ซึ่งจะ ช่วยทำให้สามารถลดอตั ราการเจบ็ ปว่ ยและ เสียชีวิตจากโรค Legionnaire ไดด้ ยี งิ่ ขึน้ ในปัจจุบนั จึงมหี ลากหลายบริษทั ออก จากทัง้ หมดจะเห็นไดว้ า่ แม้ว่าโรค ผลติ ภัณฑ์ท่ที ำให้อุตสาหรรมขนาดใหญส่ ามารถใช้ Legionnaire จะไม่ใชโ่ รคระบาดระดับ งานหอหลอ่ เยน็ ได้อย่างสบายใจในเร่อื งการจัดการ Pandemic และยังไม่พบประวัติการติดตอ่ จากคน กบั เช้ือ Legionella ยกตวั อย่างเช่น ระบบหอหลอ่ สูค่ น แตก่ ็มีการศึกษา พฒั นา วิจยั ในหลากหลาย เยน็ ทที่ ำจากเรซนิ HDPE ต้านจลุ ชพี เพอ่ื ให้ แงม่ มุ อย่างต่อเน่ือง ท้ังในแงข่ องเชงิ กฎหมายเพื่อ สามารถยับยัง้ การเจริญเตบิ โตของแบคทเี รยี ความปลอดภัยของประชาชน, เชิงมาตรฐานการ รวมถงึ การออกแบบโครงสรา้ งก็มกี ารคำนึงถึงการ ทำงานของห้องปฏิบตั ิการ, เชิงการแพทย์ และ ระบบการลา้ งแอง่ น้ำ เพื่อมุ่งหวงั ให้สามารถลด ระบาดวทิ ยา, เชงิ โครงสร้างและระบบการทำงาน ความเสยี่ งของการเจริญเติบโตของแบคทเี รยี ได้ ของระบบประปา และหอหลอ่ เย็น รวมถึงด้านวัสดุ นอกจากน้นั ยงั พฒั นาให้หอหล่อเย็นสามารถทน อปุ กรณ์ สง่ิ กอ่ สรา้ งทอ่ี ำนวยความสะดวกในการ ตอ่ การบำบดั ดว้ ยสารเคมีท่ีมีความรุนแรงท่ีมากขึ้น ดแู ลงานดา้ น Legionella ทดี่ ีมากยง่ิ ข้นึ ซงึ่ ทงั้ หมดนัน้ ทำไปดว้ ยเหตผุ ลเดียว คือ เพื่อลดอตั รา ความเสี่ยงในการติดเชอ้ื และใหไ้ มต่ ้องมีคนทต่ี ้อง เจ็บปว่ ย หรือเสียชีวติ จากเชอื้ แบคทเี รยี Legionella pneumophila อีกต่อไป

5 เอกสารอา้ งอิง 2. Legionella pneumophila Risk from Cooling Tower Systems in China 1. Water Age Effects on the (2022), Tian Qin, Dahui Zhao Occurrence and Concentration of Legionella Species in the 3. 2022 Is the Year of Legionella Distribution System, Premise Testing in Water (2021), Caro News Plumbing, and the Cooling Towers, Analytical Services MDPI (2021), Alshae R. Logan- Jackson and Joan B. Rose 4. The Smart Way to Minimize Legionella Risk, The Delta Cooling ผู้เขยี นบทความ : นายวัชรศิ ถนอมทรัพย์ นักวทิ ยาศาสตร์ระดับ 7 แผนกตรวจวเิ คราะหม์ ลสารการเผาไหมแ้ ละนำ้ ทิ้งโรงไฟฟา้ กองเคมวี ิเคราะห์ ฝ่ายเคมี

6 การควบคุมคุณภาพนำ้ ระบบ Boiler ด้วยสารเคมกี ลุ่ม Neutralizing Amine โดย วท.เกศนิ ี มะโนแกว้ นักวิทยาศาสตรร์ ะดับ 7 หพค-ธ., กคภ-ธ., อคม. ระบบ Boiler ในโรงไฟฟ้ามีหน้าที่ถ่ายเท 1. ทำให้อุปกรณ์ต่างๆ ชำรุดเสียหาย ความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไปสู่น้ำที่อยู่ การบำรุงรักษาต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ เช่น ท่อ ภายในอุปกรณ์ของระบบ เกิดเป็นไอน้ำที่มีอุณหภูมิ วาลว์ และกบั ดกั ไอน้ำ (Steam Trap) บอ่ ย ๆ และแรงดันสูง ซึ่งถูกลำเลียงไปตามอุปกรณ์เพื่อใช้ ในการขับเคลื่อนกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดย 2. ผลจากการกัดกร่อน ได้แก่ กากหรือ อปุ กรณข์ องระบบ Boiler จะถกู ผลิตข้นึ จากวัสดุที่มี ตะกอนที่เกิดจากการกัดกร่อนหลายรูปแบบ คุณสมบัติทนทานต่ออุณหภูมิ แรงดัน และการกัด จะถูกน้ำคอนเดนเสตพัดพากลับคืนสู่หม้อไอ กร่อนในอัตราสูง น้ำ ก่อให้เกิดปัญหาตะกรันเกาะจับและการ กัดกร่อนในหม้อไอนำ้ ตอ่ ไป ปัญหาที่พบในระบบ Boiler แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ การเกิดตะกรันเกาะจับใน Boiler รูปที่ 1 แสดง Diagram ระบบ Boiler ใน และ การกัดกร่อน โดยทั่วไปแล้วปัญหาการกัด โรงไฟฟ้าแบบพลังงานความร้อนร่วม กร่อนใน Boiler มักถูกจัดลำดับความสำคัญเป็น (combined cycle หรอื HRSG) อันดับแรก เนื่องจากเป็นปัญหาที่พบบ่อย มีสาเหตุ การกัดกร่อนในระบบ Boiler ส่วนใหญ่เกิดจาก หลักมาจากผิวของโลหะสูญเสียอิเล็กตรอนไปสู่ ก๊าซที่ละลายในน้ำคอนเดนเสตกลับคืนสู่ Boiler เชน่ สิ่งแวดล้อม ซึ่งโดยปกติ คือ น้ำและออกซิเจน ผล ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซออกซิเจน และก๊าซ ของการกัดกร่อน คือ ออกไซด์ของโลหะ ซึ่งถ้าเป็น แอมโมเนีย ส่งผลให้น้ำใน Boiler มีความเป็นด่างไบ เหล็กก็คือสนิมเหล็ก ออกไซด์ มักไม่ละลายน้ำและ คาร์บอเนตและดา่ งคารบ์ อเนตอยเู่ สมอ เกิดเป็นชั้นปกคลุมผิวของโลหะ ทำหน้าที่ป้องกัน การกัดกร่อนได้ แต่หากออกไซด์ของโลหะนั้นหลุด จากการเกาะติดทผ่ี ิวของโลหะ ก็จะส่งผลให้ผวิ โลหะ เกิดการกัดกรอ่ นอยา่ งตอ่ เน่อื ง การกัดกร่อนในระบบ Boiler นั้นเกิดกับ อุปกรณ์ที่มีการแลกเปลีย่ นความร้อนและอุปกรณ์ท่ี สัมผัสไอน้ำ ได้แก่ กังหันไอน้ำของเครื่องกำเนิด ไฟฟ้าและท่อส่งไอน้ำ ซึ่งส่งผลให้เกิดการชำรุด ดงั ตอ่ ไปนี้

เมอื่ นำ้ ได้รบั ความร้อน ด่างเหลา่ น้จี ะสลายตัวให้ 7 ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ดังสมการ ลักษณะเป็นหลุมลึกเฉพาะบริเวณเท่านั้น และยัง สามารถกดั กร่อนต่อเนอื่ ง ส่งผลให้เกดิ ท่อทะลุได้ รูปที่ 2 ปฏิกิริยาการสลายตัวของด่างไบ รูปที่ 4 การกัดกร่อนของเหล็กแปรผันตาม คารบ์ อเนตและคารบ์ อเนต ความเข้มข้นของออกซิเจน สมการด้านล่างแสดงปฏิกิริยาท่ี ก๊าซ ในบางอุตสาหกรรมมีการใช้สารเคมี คาร์บอนไดออกไซด์รวมตัวกับน้ำเกิดเป็นกรด แอมโมเนียเพื่อปรับค่า pH ของน้ำคอนเดน คารบ์ อนกิ ซงึ่ เปน็ กรดออ่ น เสต หรือใช้สารเคมีบางชนิดที่สามารถ เกิดปฏิกิริยาสลายตัวเป็นสารเคมีแอมโมเนีย รูปท่ี 3 ปฏิกิริยาการเกิดกรดคาร์บอนกิ ได้ อย่างไรก็ตามสารเคมีแอมโมเนียนั้นไม่ เหมาะสมสำหรับการนำมาใช้งานกับระบบ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายอยู่ใน Boiler ที่อุปกรณ์ทำจากโลหะทองแดงผสม น้ำนั้น จะเร่งปฏิกิริยาการกัดกร่อนให้เร็วขึ้น เชน่ เน่อื งจากจะทำให้เกดิ การกดั กร่อนได้ การเกิดกรดคาร์บอนิกจะส่งผลให้น้ำคอนเดนเสต มีค่า pH ตำ่ ลง ซึ่งทำใหเ้ กิดการกดั กร่อน สารเคมีแอมโมเนียจะทำปฏิกิริยากัด กร่อนเชน่ กัน ดังสมการ หากไม่มีก๊าซออกซิเจนละลายอยู่ในน้ำ อัตราการกัดกร่อนของโลหะในน้ำจะมีน้อยจน CuO + 4NH4OH → Cu(NH3)4(OH)2 + เกอื บเปน็ ศนู ย์ 3H2O ในทางตรงกันข้าม น้ำที่มีก๊าซออกซเิ จนละลายอยู่ ก๊าซออกซิเจนในระบบหม้อน้ำ ก็สามารถ อาจมีอัตราการกัดกร่อนอุปกรณ์สูงถึง 18 เกิดปฏิกิริยากัดกร่อนทองแดงได้เช่นกัน โดย มลิ ลเิ มตรตอ่ ปี (1 มิลลเิ มตร = 0.001 เมตร) ก๊าซออ กซ ิเ จน จ ะ ท ำปฏ ิ กิ ริ ยา ก ั บ ช้ั น คิวปรัสออกไซด์ของทองแดงที่อยู่บนผิว น้ำที่มีก๊าซออกซิเจนเมื่อทำปฏิกิริยากับ โลหะทองแดง ดงั สมการ ผิวของเหล็ก จะเกิดเป็นเหล็กออกไซด์ที่มีสีแดง หรือ เฮมาไตท์ (Hematite) ซึ่งไม่ป้องกันการกัด 2Cu2O + O2 → 4CuO กร่อน ดังนั้น การกัดกร่อนของก๊าซออกซิเจนจะมี

จากสมการทั้งสองจะเห็นได้ว่าสารเคมี 8 แอมโมเนียจะไม่กัดกร่อนทองแดง หากไม่มี ออกซิเจนอยู่ในระบบ ดังนั้นวิธีที่เหมาะสมในการ ได้หมด วธิ กี ารเพม่ิ ประสิทธภิ าพในการกำจัด ป้องกันการกัดกร่อนทองแดงอันเนื่องมาจาก ก๊าซออกซิเจนจึงต้องใช้สารเคมีร่วมด้วย สารเคมีแอมโมเนีย ทำได้โดยการกำจัดก๊าซ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดและประหยัด ออกซิเจนให้หมดไปหรือคงเหลือในปริมาณน้อย ที่สุด สารเคมีที่นิยมใช้ขจัดก๊าซออกซิเจนใน ทีส่ ดุ น้ำระบบ Boiler ได้แก่ โซเดียมซัลไฟต์ (Sodium Sulfite – Na2SO3) และไฮดราซีน หลักการควบคุมและป้องกันไม่ให้เกิด (Hydrazine – N2H4) การกัดกร่อนในระบบ Boiler โดยทั่วไปคือ การ กำจัดก๊าซออกซิเจน และ ก๊าซคาร์บอนได เมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ละลาย ออกไซด์ ในนำ้ โดยวธิ ที างกลและทางเคมีรวมถึง ในน้ำคอนเดนเสต จะทำปฏิกิริยาเกิดเป็น การควบคุมสภาพน้ำป้อนระบบ Boiler มิให้เกิด กรดคาร์บอนิก (ดังรูปที่ 3) ซึ่งสามารถ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ดังน้ันควรให้ สลายตัวให้ไฮโดรเจนอิออน ดังสมการ ความสำคัญกับการควบคุมคุณภาพน้ำ Boiler ด้านล่าง จะสง่ ผลให้ pH ลดลง ให้เป็นไปตามทม่ี าตรฐานกำหนด 2HCO3- → H2O + CO2 + CO3-2 การกำจัดก๊าซออกซิเจนและก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์โดยวิธีทางกล เรียกว่า H2CO3 → H+ + HCO3- Deaeration or Degasification เป็นวิธีไล่ก๊าซ ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำให้แยกตัวออกจาก สาเหตุของปัญหาการกัดกร่อน ท่ีเกิด น้ำ จากการสลายตัวของคาร์บอเนตและไบ คารบ์ อเนต เกิดเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ รปู ท่ี 5 ดีแอเรเตอร์แบบหนึ่ง (CO2) ที่ทำปฏิกิริยารวมตัวกับน้ำเกิดกรด การขจัดก๊าซออกซิเจนด้วยดีแอเร คาร์บอนิก (H2CO3) ซึ่งเป็นกรดอ่อน มีค่า pH ต่ำ สามารถกัดกร่อนเหล็กและทองแดง เตอร์นนั้ อย่างไรกต็ ามไมส่ ามารถขจัดออกไป ในท่อสง่ ไอนำ้ ได้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ที่ เกิดขึ้นในท่อส่งไอน้ำและท่อน้ำคอนเดนเสต สามารถขจัดออกได้โดยหลักการทำให้เป็น ก ล า ง ด ้ ว ย ส า ร ป ร ะ ก อ บ Neutralizing Amine ยกตัวอย่างปัญหาการกัดกร่อนอัน เนื่องมาจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในน้ำ Boiler ด้วยการใช้สารเคมี 2 วิธี คือ การใช้ สารเคมีเพื่อปรับค่า pH ของน้ำในระบบ และ

9 การใชส้ ารเคมีในการเคลือบผวิ โลหะ (Filming ตารางที่ 7 ยกตัวอย่างสารเคมีที่จัดอยู่ใน Amine) ในโอกาสน้ีขอกล่าวเฉพาะเคมีภัณฑ์ กล่มุ Neutralizing Amine จำนวน 4 ตวั อยา่ ง ทางเลอื กกลมุ่ Neutralizing Amine Amine Abbrevia Chemical Molecular Structure เอมีน (Amines) คือ อนุพันธ์อินทรีย์ Morpholine tion Formula Weight (Organic derivative) ของแอมโมเนีย (NH3) (g/mol) โดยมีหมู่ alkyl หรอื aryl เขา้ มาแทนท่ี (ดังรูป Morph C4H9NO 87.1 ที่ 6) สารเคมีที่ใช้สะเทินกรดคาร์บอนิก (หรือ ทำให้มีความเป็นกลาง) เช่น Neutralizing Diethylamino DEAE C6H15NO 117.2 Amine หรือ Volatile Amine ส่วนใหญ่จะ ethanol 99.2 เป็นสารประกอบจำพวกเอมีน ซึ่งมีคุณสมบัติ 17.0 ป้องกันการกดั กร่อนท่ีจะเกดิ ขนึ้ ในระบบท่อไอ Cyclohexyla CYC C6H11NH2 น้ำ (Steam Lines) และ ท่อน้ำควบแน่น mine (Condensate) Ammonia - NH3 รูปที่ 6 โครงสร้างโดยทั่วไปของ เอมีน (Amines) ปัจจุบันมีสารจำพวกเอมีนอยู่หลาย ชนิดทมี่ ีคุณสมบัติในการสะเทนิ กรดคาร์บอนิก Neutralizing Amine จะทำปฏิกิริยา ได้ หลักการเลือกชนิดของเอมีน ขึ้นอยู่กับ แตกตัวในน้ำ เกิดเป็นไฮดรอกไซด์อิออน ดัง คุณสมบัติการสะเทินกรดคาร์บอนิก และ สมการ อัตราส่วนการกระจาย (Distribution Ratio or DR) โดยคุณสมบัติเหล่านี้ได้มาจากการ R-NH2 + H2O → R-NH3+ + OH- ทดสอบในห้องปฏิบัติการ โดยอาศัยหลักการ กระจายของตัวถูกละลายในตัวทำละลายท้ัง และเมื่อทำปฏิกิริยากับกรดคาร์บอ สองชนิด ที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน และมีลักษณะ นิก เกดิ เปน็ เอมนี และไบคารบ์ อเนต ดงั สมการ แบ่งแยกกันอย่างเห็นได้ชัด เช่น น้ำกับไอน้ำ เป็นต้น เมื่อตัวถูกละลายนั้นกลั่นตัว และเกิด R-NH2 + H2CO3 → R-NH3+ + การละลายในตัวทำละลายทั้งสองจนถึงจุด HCO3- สมดุล อตั ราสว่ นความเข้มขน้ ของตัวถกู ละลาย ในตัวทำละลายทั้งสองจะมีค่าคงที่ ซึ่งเรียกว่า สัมประสิทธิ์ของการกระจาย หรือ อัตราส่วน การกระจาย (Distribution Ratio or DR) DR = ปรมิ าณเอมนี ที่อยู่ในไอน้ำ ปรมิ าณเอมนี ทอี่ ย่ใู นน้ำคอนเดนเสต

ดังนน้ั เอมนี ท่มี ีค่า DR มากกว่า 1 จะ 10 มีปริมาณเอมีนในไอน้ำมากกว่าในคอนเดนเสต ส่วนเอมีนที่มี DR น้อยกว่า 1 จะอยู่ในน้ำคอน Cyclohexylamine มีค่า DR สูงกว่า เดนเสตมากกวา่ ในไอนำ้ Morpholine จะมีแนวโนม้ ระเหยและละลายใน ไอน้ำได้มากกว่าในน้ำคอนเดนเสต จึงมี ตารางท่ี 8 คา่ DR ของเอมีนชนิดตา่ งๆ ประสิทธิภาพป้องกันการกัดกร่อนระยะไกลได้ ดกี วา่ Amines Vapor/Liqu Vapor/Liqu id id ดังนั้น การเลือกใช้ Neutralizing Morpholine Amine ให้เหมาะสมกับการใช้งาน ไม่ว่าใช้เพียง Diethylamino Distributio Distributio ชนิดเดียวหรือสองชนิดขึ้นไป มีวัตถุประสงค์ ethanol n Ration n Ration ป้องกันการกัดกร่อนในระบบ ซึ่งนอกจาก DR Cyclohexylami (at 0 psig) (at 600 แล้ว ยังมีคุณสมบัติอ่ืนๆ เพื่อการพิจารณา ดัง ne ตารางท่ี 9 และ 10 ดงั นี้ Ammonia 0.4/1.0 psig) 1.7/1.0 ตารางที่ 9 คุณสมบัติของ Neutralizing 1.3/1.0 Amine 4.0/1.0 3.8/1.0 10.0/1.0 6.6/1.0 4.2/1.0 สาร เสถียรภาพกับความ ความสามารถ ยกตวั อยา่ ง Neutralizing Amine ชนดิ ร้อน ในการสะเทิน ที่นิยมนำมาใช้ในอุตสาหกรรมปัจจุบัน เช่น Morpholine แ ล ะ Cyclohexylamine ซ่ึ ง กรด หลายโรงไฟฟ้าได้พิจารณาเลือกใช้ทั้งสองชนิด เพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำในระบบ Boiler และ Morpholine เริ่มสลายตัวที่ 340 84 เพื่อป้องกันปัญหาการกัดกร่อน โดยคุณ ลักษณะเฉพาะของ Morpholine ทม่ี ีค่า DR ต่ำ องศาเซลเซียส แต่ กว่า Cyclohexylamine ทำให้มีแนวโน้มในการ กลั่นตัวและละลายอยู่ใน phase น้ำคอนเดน เกิดอย่างช้าๆ จนถึง เสต และ Morpholine จะทำปฏิกิริยาสะเทิน กรดคาร์บอนิกที่เกิดจากก๊าซคาร์บอนได 1200 องศาเซลเซยี ส ออกไซด์ทล่ี ะลายอยใู่ นนำ้ Diethylamino ส ล า ย ต ั ว อ ย ่ า ง 71 ethanol รวดเร็วที่ 425 องศา เซลเซยี ส Cyclohexylamine เริ่มสลายตัวที่ 330 64 อ ง ศ า เ ซ ล เ ซ ี ย ส แ ต่ เกิดอย่างช้าๆ จนถึง 1200 องศาเซลเซียส Ammonia ไม่สลายตัว 14

11 ตารางท่ี 10 ปรมิ าณที่ต้องใช้สำหรับการปรับคา่ pH (2) อุณหภูมิใช้งานของ Deaerating Heater ซึ่งมีผลกระทบต่อค่าใช้จ่ายของการ ปรมิ าณสารเคมีทต่ี ้องใชใ้ นการ Morpholine Cyclo- Ammonia ใช้ Neutralizing Amine เพราะเมื่ออุณหภูมิ ปรบั ค่า pH hexylamine สูงขึ้นเอมีนที่มีจุดเดือดต่ำจะระเหยออกไป 4.0 0.2-0.5 ทางช่องระบายอากาศ (Vent) โดยเฉพาะอยา่ งยง่ิ ปริมาณสารเคมีที่ต้องใช้ในการ 1.6 2.0 การผสมเอมีนตั้งแต่สองชนิดเป็นต้นไป ปรบั คา่ pH ของน้ำบรสิ ทุ ธ์ิเปน็ 9.0 1.6 1.4-5.0 จะเกิดปรากฏการณ์ท่ีเรียกว่า Azeotrope ส่ง (พีพเี อ็มในนำ้ ) 1.93 4.8 ผลให้สารผสมนั้นมี จุดเดือด ลดลงเสมอ ปริมาณสารเคมีที่ต้องใช้ในการ เช่น สารผสมระหว่าง Cyclohexylamine และ ปรับคา่ pH ของนำ้ บรสิ ทุ ธ์เิ ปน็ 9.0 1.8 Ethyl aminoethanol เมื่อสัมผัสกับน้ำ สารผสม (พพี ีเอม็ ในนำ้ ) จะมีจุดเดือดลดลงต่ำกว่าองค์ประกอบตัวที่มีจุด ปริมาณที่ต้องใช้ในการปรับค่า pH 2.0 เดือดตำ่ ท่สี ดุ ซ่งึ ในกรณีน้คี ือน้ำ ของคอนเดนเสตเป็น 7.0 (พพี ีเอม็ ต่อพพี เี อม็ ของ CO2) ตารางที่ 11 จุดเดือดของเอมีนและ ปริมาณที่ต้องใช้ในการปรับค่า pH Azeotrope ของคอนเดนเสตเปน็ 7.4 (พีพเี อ็มตอ่ พพี เี อม็ ของ CO2) น อ ก จ า ก ค ุ ณ ส ม บ ั ติ เ บ ื ้ อ ง ต ้ น ของ Amines จดุ เดอื ด จุดเดือด Neutralizing Amine ในการพิจารณาเลือกใช้ (องศา ของสาร สารเคมนี ัน้ ยังมีปจั จยั อืน่ ๆ ดงั น้ี Morpholine เซลเซียส) ผสมอะซี Diethylamino (1) ความซับซ้อนของระบบ After ethanol โอโทรบ Boiler เช่น มกี ารเดินท่อในระบบมากมายและใช้ Cyclohexylamine (องศา งานที่แรงดันต่างกัน ซึ่งทำให้เกิดปัญหาในการ เซลเซียส) กระจายตัวไปในท่อต่าง ๆ ถ้ามีการใช้เอมีนหลาย 127.8 - ชนิดผสมกัน เอมีนชนิดที่มีค่า DR ต่ำสุดนั้นจะ 163 98.9 ล ะ ล า ย อ ยู่ ใ น น ้ ำ ค อ น เ ด น เ ส ต ท ี ่ เ ก ิ ด จ า ก ไ อ น้ำกลั่นตัว เอมีนที่มีค่า DR สูงที่สุดจะระเหย 134.5 96.4 ไ ด ้ ด ี ใ น ไ อ น้ ำ จ น ก ร ะ ท ั ่ ง ไ อ น ้ ำ ก ล ั ่ น ต ั ว เ ป็ น คอนเดนเสตจึงละลายอยู่ในน้ำคอนเดนเสตอยู่ ที่ปลายทาง ยกตัวอย่างเช่น Morpholine ซึ่งมี DR = 0.40 จะละลายในน้ำคอนเดนเสตช่วงต้นๆ ก่อน Cyclohexylamine ซง่ึ มี DR = 4.0

(3) ป ร ิ ม า ณ ก า ร ร ะ บ า ย น ้ ำ ทิ้ ง 12 (Blowdown) ซึ่งจะมีผลกระทบต่อค่าใช้จ่าย ในการใช้สารเคมี เพราะจากตารางที่ 11 จะ (6) เป็นสารต้องห้ามในการใช้งาน เห็นได้ว่าสารที่มีจุดเดือดสูง เมื่อรวมกับน้ำ หรือไม่ สารจำพวกเอมีนบางตัวนั้น สำนักงาน แล้วเกิดเป็นอะซีโอโทรปที่มีจุดเดือดลดลง อาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA) ประกาศ ซึ่งสารเหล่านี้มีโอกาสที่จะอยู่ใน phase น้ำ ห้ามใช้ในอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น การผลติ มากกว่า จึงสูญเสียส่วนหนึ่งไปกับการระบายน้ำ อาหาร ผลิตภัณฑ์เกี่ยวกับนม และอนุญาตใช้ ทิ้ง เช่น Morpholine และ2-amino-2-methyl- แอมโมเนียเพื่อเพิ่ม pH และทำปฏิกิริยา 1-propanol ใ น ก า ร ใ ช ้ ง า น ต ้ อ ง เ ต ิ ม แ บ บ กับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในอุตสาหกรรม Overdose เพื่อชดเชยส่วนที่สูญเสียไปกับการ ดงั กลา่ ว Blowdown โดยแอมโมเนียที่นำมาใช้จะอยู่ในรูปของ (4) วัสดุที่ใช้งาน ยกตัวอย่างเช่น ใน แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ หรือแอมโมเนียซัลเฟต สภาวะที่มีกา๊ ซออกซเิ จนละลายอยู่ในคอนเดนเสต โดยเติมที่ระบบน้ำเลี้ยง ซึ่งจะไปแตกตัวให้ก๊าซ และท่อหรืออุปกรณ์ทำมาจากโลหะทองแดงหรือ แอมโมเนยี ในหม้อนำ้ และตดิ ไปกบั ไอนำ้ โลหะผสมของทองแดง ต้องหลีกเลี่ยงการใช้ แอมโมเนยี เพ่ือป้องกันการกัดกร่อน นอกจากน้ี แอมโมเนียมีค่า DR = 10 ดังนั้นส่วนใหญ่จะระเหยไปกับไอน้ำแทนที่จะ หากในคอนเดนเสตไม่มีก๊าซออกซิเจน ละลายในนำ้ คอนเดนเสต ซ่งึ ทำใหน้ ้ำคอนเดนเสต ละลายอยู่ และมีปริมาณแอมโมเนียทค่ี วามเข้มข้น มีค่า pH ต่ำและเกิดการกัดกร่อน เมื่อเกิดปัญหา น้อยกว่า 0.5 พีพีเอ็ม จะไม่เกิดการกัดกร่อน การกัดกร่อนทองแดงจะทำให้โลหะทองแดงที่ถูก ทองแดง หรือโลหะผสมทองแดง ทั้งนี้เพราะถ้ามี กัดกร่อนนั้นไหลตามคอนเดนเสตเข้าสู่หม้อน้ำใน แอมโมเนียโดยปราศก๊าซจากออกซิเจน ออกไซด์ รูปของการผสมน้ำเล้ียง ซึ่งทำให้เกิดปัญหา ที่เกิดบนผิวทองแดงจะเป็นคิวปรัสออกไซด์ ตะกรนั เกาะจับภายในหม้อนำ้ ตอ่ ไป (Cu2O) ซึ่งแอมโมเนียสามารถกัดกร่อนฟิล์ม Cu2O ได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่หากมีก๊าซ ถา้ อุปกรณท์ ่ีมีอยู่ทำมาจากโลหะทองแดง ออกซิเจนละลายอยู่ในคอนเดนเสต จะเกิดฟิล์ม หรือโลหะผสมทองแดง สามารถหลีกเลี่ยงการกัด คิวปริกออกไซด์ (CuO) แทน ซึ่งแอมโมเนีย กร่อนอันเนื่องมาจากการใช้แอมโมเนีย สามารถ สามารถกัดกรอ่ นได้ เลือกใช้เอมีนชนิดอื่นได้ เช่น Morpholine และ Cyclohexylamine ปฏิกิริยาของ Morpholine (5) เสถยี รภาพตอ่ ความร้อน สารจำพวก กับกรดคารบ์ อนิกเปน็ ดงั สมการ เอมีนจะสลายตัวได้ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้น การ เลือกชนิดของเอมีนต้องคำนึงถึงอุณหภูมิและ OC4H9N + H2CO3 → OC4H9N.H2CO3 แรงดันในการใช้งานด้วย รายละเอียดแสดงใน ตารางที่ 9 เนื่องจากเอมีนทั้งสองชนิดดังกล่าวมี คุณสมบัติในการปรับค่า pH ของน้ำคอนเดนเสต ไม่เท่ากัน ดังนั้น การกำหนดปริมาณสารเคมีที่ใช้ ขึ้นอยู่กับค่า pH ที่ต้องการ ดังตารางที่ 10 แสดง

13 ปริมาณ Morpholine และ Cyclohexylamine การป้องกันการกัดกร่อนได้ทั้งในช่วงระยะใกล้ ในการใช้ปรบั ค่า pH ของนำ้ คอนเดนเสต และชว่ งระยะไกล ที่ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่างๆ ตัวอย่าง ของการผสม Neutralizing นอกจากต้องคำนึงถึงปริมาณก๊าซคาร์บอนได Amine สองชนิดเช่น Cyclohexylamine และ ออกไซด์ในระบบแล้วยังขึ้นอยู่กับความต้องการ Morpholine ในอัตราส่วน 3:1 ถึง 1:7 สำหรับ ป้องกันการกัดกร่อนมากน้อยเพียงใด โดยปกติถา้ ป้องกันการกัดกร่อนในท่อส่งน้ำทั้งระยะใกล้และ pH ของน้ำคอนเดนเสตมากกว่า 8.3 แล้ว แสดง ไกล ว่ากรดคาร์บอนิกในระบบถูกสะเทินหมด บาง ตำราแนะนำว่าควรควบคุมให้น้ำคอนเดนเสตมี Amines รอ้ ยละ pH มากกว่า 9.2 มิฉะนั้นจะมีทองแดงปนมากับ Cyclohexylamine 15 น้ำคอนเดนเสตมาก เพราะเกิดจากการกัดกร่อน Morpholine 5 ดังนั้นวิธีตรวจสอบประสิทธิภาพจากการใช้งาน น้ำ 80 Neutralizing Amine ทำโดยการตรวจวัดปริมาณ เหล็กหรือทองแดงในน้ำเล้ียงว่าลดลงกว่าเดิม ตัวอย่างการผสม Neutralizing Amine หรือไม่ หากเลือกชนิดของ Neutralizing Amine ม า ก ก ว ่ า ส อ ง ช น ิ ด ก ร ณ ี น ี ้ ม ี ก า ร เ พิ่ ม ให้เหมาะสม ส่งผลให้ปัญหาการกัดกร่อนจะ Ethylenediamine (69%) ลงไปในสารผสม เกิดขึ้นน้อยลง ซึ่งจะมีผลให้ปริมาณเหล็กในน้ำ เลี้ยงลดลงด้วย Amines ร้อยละ Cyclohexylamine 6 เนื่องจาก Morpholine มีค่า DR ต่ำกว่า Morpholine 12 Cyclohexylamine จึงมีแนวโน้มที่จะกลั่นตัว Ethylenediamine (69%) 2 ละลายอยู่ในน้ำคอนเดนเสต และสะเทินกรดคาร์ น้ำ 80 บอนิกที่เกิดจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ละลาย อยู่ ส่วน Cyclohexylamine ที่มีค่า DR สูงกว่า การใช้สารผสม Neutralizing Amine ควรมี จะสามารถระเหยติดไปกับไอน้ำได้มากกว่าที่จะ การควบคุม pH ของน้ำคอนเดนเสตให้อยู่ในช่วง 7.5 - ละลายอยู่ในน้ำคอนเดนเสต จึงมีประสิทธิภาพใน 8.5 และวัดปริมาณเหล็กในน้ำคอนเดนเสตท่ี การป้องกันการกัดกร่อนในช่วงระยะไกลของ กลับคืนมา โดยการใช้แผ่นตรวจสอบการกัดกร่อน ระบบน้ำคอนเดนเสตได้ดีกว่า ดังนั้น การเลือก (Corrosion Coupon) โดยจ่มุ Corrosion Coupon ใน Neutralizing Amine ใ ห้ เ ห ม า ะ ส ม กั บ น้ำคอนเดนเสต ระยะเวลาหนึ่งและตรวจสอบความ ว ั ต ถ ุ ป ร ะ ส ง ค์ ก า ร ใ ช ้ ง า น ห ร ื อ เ พ ื ่ อ เ พ่ิ ม เปล่ียนแปลงทีเ่ กดิ ข้นึ ประสิทธิภาพในการใช้งานแนะนำให้ใช้เอมีนผสม ตั้งแต่สองชนิดเป็นต้น เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพ

14 ข้อดีของการใช้ Neutralizing Amine กับ จำนวน อัตราการกดั กร่อน มิล (mils) ต่อปี ระบบ Boiler คือ ปริมาณการเติมสารเคมีจำพวก Neutralizing Amine นั้นไม่มาก ทำให้ไม่สิ้นเปลือง วนั ที่ ไม่ใช้ ใช้ Neutralizing ใช้ สองชนิด เน่ืองจากส่วนใหญ่จะละลายอยู่ในน้ำคอนเดนเสตซ่ึงถูก หมุนเวียนนำกลับมาใช้ในระบบ ส่วนที่สูญเสียเพราะ ทดสอบ สารเคมี Amine ชนดิ เดียว ผสมกัน ติดไปกบั ไอน้ำท่ปี ลอ่ ยส่บู รรยากาศ 30 26.4 6.9 1.3 ข้อจำกัดของการใช้ Neutralizing Amine กับ ระบบ Boiler ยกตัวอย่าง เช่น การเติม Neutralizing 30 25.7 7.2 0.9 Amine เพื่อป้องกันการกัดกร่อนอันเนื่องมาจากน้ำ คอนเดนเสตมีค่า pH ต่ำ แต่จะไม่สามารถป้องกันการ 30 28.2 6.7 1.7 กัดกร่อนโดยก๊าซออกซิเจนได้ และถ้าหากมีก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำคอนเดนเสตมาก ต้อง 60 27.6 5.8 1.1 ใช้ปริมาณเอมีนมากขึ้น ซึ่งจะก่อให้เกิดปัญหาตะกรัน สะสมเกาะจับในระยะยาว เช่น Ammonium 60 29.8 5.2 1.6 carbonate, Cyclohexylamine carbonate แ ล ะ Morpholine carbonate 60 25.3 6.6 1.2 ตารางที่ 12 แสดงอัตราการกัดกร่อนของผิวโลหะ เอกสารอ้างองิ หลังจากการใช้ Neutralizing Amine เพื่อป้องกันการ กัดกรอ่ น 1. สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญ่ีปุ่น), 2552 การปรบั สภาพน้ำสำหรับอุตสาหกรรม, ณรงค์ วุท เสถยี ร. 2. EPRI, Filming and Neutralizing Amine Application for Continuous Service in Fossil Plants and Heat Recovery Steam Generators, Sep 23, 2014. 3. Albetta Public Works, Supply & Service Property Management, Corrosion Protection of Condensate System, G.F. Yuzwa, P Eng., April 15th, 1998. ผเู้ ขียนบทความ : น.ส.เกศินี มะโนแกว้ นักวิทยาศาสตร์ระดบั 7 แผนกพัฒนาเคมีภัณฑ์ กองเคมภี ัณฑ์ ฝ่ายเคมี

15 Activated Carbon โดย วศ.ณฏั ฐค์ เณศ วุฒิกลุ กรนนั ท์ วิศวกรระดับ 4 หคท-ธ., กคค-ธ., อคม. การปรับปรงุ คุณภาพนำ้ (Water treatment) ใน (Physical treatment) เป็นการกำจดั สาร โรงงานอุตสาหกรรมมีกระบวนการอยหู่ ลาย แขวนลอยหรืออนภุ าคต่าง ๆ ออกไปจากนำ้ โดยมี กระบวนการ แตล่ ะกระบวนการมีวัตถปุ ระสงค์ หลักการ คือการให้น้ำไหลผ่านไปตามชอ่ งวา่ งของ หลักการและ อุปกรณ์ทใี่ ช้ในแตล่ ะกระบวนการ ตัวกลางทำให้เกดิ กลไกการดักจบั สารแขวนลอย แตกต่างกันออกไป โดยบทความฉบบั นี้จะกลา่ วถงึ โดยมกี ลไกที่สำคญั คอื การดกั (Screening) การ กระบวนการกรอง และ กระบวนการดดู ซบั ตกตะกอน (Sedimentation) การรวมกลุ่มฟล็อค (Flocculation) การตดิ คา้ ง (Interception) และ กระบวนการกรองนำ้ (Water Filtration) การกระแทก (Impaction) เปน็ กระบวนการปรับปรุงคุณภาพนำ้ ทางกายภาพ (a) (b) (c) (d) (e) รปู ท่ี 1 กลไกการกรองของน้ำ (a) Screening (b) Sedimentation (c) Flocculation (d) interception (e) Impaction

กระบวนการดูดซบั (Adsorption) เป็น 16 กระบวนการปรับปรุงคุณภาพนำ้ ทางกายภาพ-เคมี (Physicochemical treatment) โดย การกำจัด ขนั้ ตอนนปี้ ระกอบไปด้วย 2 ขั้นตอน สารละลายอินทรยี ์ซึ่งเปน็ สาเหตุของกลิ่น สี ทัง้ ยงั ยอ่ ย คือ การแพร่ผ่านชน้ั ฟิลม์ ของนำ้ กำจดั คลอรีน ยาฆา่ แมลงและยากำจดั ศัตรูพชื (film diffusion) และการแพรส่ ู่ จำพวกสารไฮโดรคาร์บอน รวมทั้งช่วยกำจดั ช่องว่าง (pore diffusion) สารประกอบอินทรยี บ์ างชนิดซ่ึงหากไดร้ ับในระยะ 3. การดดู ซับ (adsorption) เป็นการ ยาวอาจมคี วามเสีย่ งต่อการเกิดโรคมะเร็ง เช่น เกาะยดึ ตดิ กันระหว่างสารถูกดดู ซับ Trihalomethane เปน็ ต้น และสารดดู ซับ ซ่ึงลักษณะการดดู ซับ ทเี่ กิดขึน้ อาจอาศัยทัง้ แรงทาง หลกั การของกระบวนการดูดซบั คือการ กายภาพและแรงทางเคมี เคลื่อนย้ายมวลสาร (mass transfer) ซ่งึ เกิดจาก วสั ดุท่สี ำคญั ของกระบวนการน้คี อื สารดูด การท่สี สารทอี่ ยูภ่ ายในของเหลวถูกดดู ซับมาสะสม ซับ (adsorbent) โดยการดดู ซับจะเกิดข้นึ อย่างมี ท่พี ้นื ผวิ ของของแข็ง ทำให้สามารถกำจัดสสารนั้น ประสิทธภิ าพ เม่ือสารดูดซับมีพ้ืนท่ีผิวเปน็ จำนวน ออกไปจากของเหลวได้ โมเลกุลของสสารตา่ ง ๆ มาก ส่งผลใหส้ ามารถรบั ปริมาณสารถูกดูดซบั ได้ ซ่งึ มาสะสมอยบู่ นพืน้ ทผ่ี วิ ถูกเรียกว่า สารถกู ดดู ซบั จำนวนมาก สารดดู ซบั ในปจั จุบนั มีหลายชนิด แตท่ ่ี (adsorbate) และเรยี กของแข็งท่ที ำการดดู ซับว่า นิยมใชก้ ันอยา่ งแพร่หลาย ในการปรับปรงุ คุณภาพ สารดดู ซับ (adsorbent) โดยข้ันตอนของการดูด น้ำคอื ถ่านกัมมนั ต์ ซับมีด้วยกัน 3 ขนั้ ตอน ได้แก่ รูปที่ 2 รพู รุนของถา่ นกมั มนั ต์ 1. การเคล่ือนย้ายเชิงมหาภาค (macrotransport) เปน็ การ เคลือ่ นยา้ ยของสารถกู ดูดซับผา่ นนำ้ เข้าสพู่ ื้นที่ของสารดดู ซับ 2. การเคล่ือนย้ายเชิงจลุ ภาค (microtransport) เป็นการ แพร่กระจายของสารถูกดดู ซับเขา้ หา ช่องวา่ งภายในของพืน้ ท่ผี ิวสารดดู ซบั

17 ถ่านกัมมนั ต์ (Activated carbon) มี 1. กระตุ้นด้วยความร้อน โดยการทำ ความสำคญั มากในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยถูก ความรอ้ นในอณุ หภมู ิทสี่ งู มาก โดย นำไปใช้ในการกรองเอาสารประกอบอนิ ทรยี ์ตา่ ง ๆ ปกตอิ ยู่ในชว่ งอณุ หภูมิ 600-1200 ทไี่ มต่ ้องการออกจากของเหลวหรือกา๊ ซ เช่น ใน องศาเซลเซยี ส ในขณะที่มีกา๊ ซ การเตรยี มนำ้ ดื่มบรสิ ทุ ธ์ิ อุตสาหกรรมต่าง ๆ ที่ คารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2) หรอื ไอน้ำ ตอ้ งใชน้ ้ำบรสิ ทุ ธ์ิ การบำบัดน้ำเสยี และ ใชก้ รอง กลิน่ และก๊าซท่ีไม่ต้องการ ในหน้ากากกรอง 2. กระตุ้นด้วยสารเคมี เช่น กรด สารพิษ และเครอ่ื งฟอกอากาศ ฟอสฟอรสั โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ หรือ สงั กะสีคลอไรด์ และสมั ผัสกับ รปู ท่ี 3 พ้นื ทีด่ ูดซับของถ่านกัมมนั ต์ อุณหภูมิท่ีอยู่ในชว่ ง 450-900 องศา ถา่ นกัมมันต์เป็นถ่านท่ีสงั เคราะห์ข้ึนมา เซลเซียส เชื่อกนั วา่ การกระตุ้นความ เปน็ พิเศษ เพ่ือใหม้ ีพน้ื ทีผ่ วิ มากที่สดุ ซง่ึ ทำไดโ้ ดย ร้อนและการกระตุน้ ทางเคมีจะ การทำให้มีรูพรุน หรือโพรงภายในให้มากที่สดุ ดำเนินไปพรอ้ มกนั การกระตุ้นดว้ ย เท่าทจี่ ะทำได้ การสงั เคราะห์คารบ์ อนชนิดนี้ เคมีเปน็ ที่ต้องการเน่ืองจากช่วยให้ กระทำไดโ้ ดยไล่ความช้นื ออก จากวตั ถุดบิ ก่อน กระตนุ้ ด้วยความรอ้ นท่ีอณุ หภมู ทิ ตี่ ำ่ จากนนั้ จึงเผาวัตถดุ บิ ที่แห้งให้เปน็ ถ่าน ทอ่ี ุณหภูมิ ลงและเวลาที่ใช้ในการกระตุ้นวัสดุท่ี ประมาณ 400-600 องศาเซลเซยี ส หลงั จากนั้นเรา สั้นลงแต่บางครั้งถา่ นกัมมันต์ทไี่ ดจ้ าก สามารถกระต้นุ ให้ถ่านกลายเปน็ ถา่ นกัมมันต์ได้ การผลิตวิธนี ้อี าจมปี ญั หาเรื่องสาร ด้วย 2 วิธี คอื ตกคา้ ง ซึ่งเป็นโลหะหนักและเม่ือ โลหะหนักเขา้ สู่ร่างกายเป็นปริมาณ มาก จะทำให้เกิดการสะสมบริเวณ ตบั และอาจให้โครโมโซมผิดปกติ สง่ ผลให้เส่ียงตอ่ การเปน็ โรคมะเร็ง วัตถดุ บิ ท่ใี ช้สังเคราะห์ถ่านกมั มนั ต์มีหลาย ชนดิ เช่น กระดกู สัตว์, ถ่านหินบางชนดิ , กะลา, มะพรา้ ว, เมลด็ ในของผลไม้บางชนดิ ฯลฯ เทคโนโลยี ปจั จบุ นั สามารถทำให้ถา่ นกัมมันต์ หนัก 1 กรัม มีพืน้ ทผี่ ิว ประมาณ 600-1000 ตร.ม.

ด้วยความก้าวหนา้ ทางเทคโนโลยใี น 18 ปัจจุบัน จึงสามารถผลิตถา่ นกัมมันตอ์ อกมาได้ หลายรปู แบบ โดยมีวธิ กี ารแบ่งประเภทตาม เส้นผา่ นศูนยก์ ลางต้ังแต่ 0.8-45 ลักษณะทางกายภาพของถา่ นกัมมนั ต์ได้ ดังน้ี มลิ ลิเมตร เหมาะสำหรับดูดซับกา๊ ซ หรือฟอกอากาศ และใช้ในอปุ กรณ์ 1. ถา่ นกมั มันตแ์ บบผง (powdered ควบคุมการระเหยของน้ำมันรถยนต์ activated carbon, PAC) เป็น ซ่ึงตอ้ งการปรมิ าตรความจุของการ ถา่ นกัมมนั ตร์ ูปแบบด้ังเดิมท่ยี ังนิยม ดดู ซับสงู แรงดนั ต้านทานตำ่ และมี ใชอ้ ยูใ่ นทุกวันนี้ โดยทว่ั ไปผงถ่านจะ ความทนทานได้ยาวนานเท่าอายุการ มเี ส้นผา่ นศูนย์กลางอย่รู ะหวา่ ง 0.15- ใชง้ านของรถยนต์ 0.25 มลิ ลิเมตร ถ่านในรูปผงมีจุดเด่น 4. ถา่ นกมั มันต์เคลือบอนภุ าค ตรงตวั ถา่ นมสี ดั ส่วนพนื้ ทผ่ี ิวด้านนอก (impregnated carbon) เป็น ต่อปรมิ าตรสูง เหมาะสำหรบั เตมิ ลง ถ่านกัมมนั ต์ชนดิ พิเศษท่ีได้เติม ในภาชนะทีม่ ีของเหลวโดยตรง โมเลกลุ สาร อนนิ ทรีย์ลงไปใน มากกวา่ การบรรจุในท่อ เนอ่ื งจาก โครงสรา้ ง เช่น โลหะเงิน ไอโอดนี ถ่านกัมมนั ต์แบบผงจะสญู เสยี ไดง้ า่ ย ไอออนบวกจำพวก อะลูมิเนยี ม (Al) ดว้ ยการไหลผ่านของกระแสน้ำ แมงกานสี (Mn) สังกะสี (Zn) เหลก็ (Fe) ลิเทียม (Li) ทำใหส้ ามารถฆ่า 2. ถา่ นกมั มนั ตแ์ บบเมด็ (granular เช้อื โรคได้ นอกเหนอื จากสมบตั กิ าร activated carbon, GAC) หรือ กรองสาร จึงมีการนำถ่านกัมมันต์ ถ่านกมั มนั ต์ชนดิ เกรด็ มีขนาด ชนดิ นี้มาใชใ้ นระบบกรองน้ำของ หลากหลายแตกตา่ งกนั ต้ังแต่ 0.2-5 เครอ่ื งกรองน้ำ มลิ ลิเมตร ถ่านกัมมันต์แบบเม็ดมี 5. ถ่านกมั มันตเ์ คลือบโพลิเมอร์ จุดเดน่ ทส่ี ามารถกรองแก๊สได้ดว้ ย (polymer-coated carbon) เป็น และสามาถนำกลบั มาฟน้ื ฟสู ภาพ ถ่านกัมมันต์ที่ถกู เคลือบด้วย เพื่อนำกลับมาใช้ซ้ำไดห้ ลายคร้ัง พอลิเมอรท์ ีเ่ ขา้ กันได้ทางชวี ภาพ เพ่ือใหผ้ วิ เรยี บและดูดซึมไดโ้ ดยไมป่ ิด 3. ถ่านกัมมันตแ์ บบอดั แท่ง (extruded กนั้ รูพรนุ ใชเ้ ปน็ วัสดุดดู ซบั สารพิษ activated carbon, EAC) เป็นถา่ นที่ ออกจากเลือด นำมาข้นึ รปู ลักษณะรปู ทรงกระบอกมี

19 (a) (b) (c) รูปท่ี 4 ถ่านกัมมันต์ (a) ถ่านกัมมนั ต์แบบผง (b) ถ่านกมั มันต์แบบเมด็ (c) ถ่านกัมมนั ต์แบบอัดแทง่ ขนาดของถา่ นกัมมนั ต์ Backwash และ การแบ่งช้นั กนั ของ carbon beds โดยค่า ES ท่ตี ำ่ จะมีค่า Pressure drop สูง การแยกขนาดของถ่านกัมมันตแ์ บบเมด็ กวา่ เมอ่ื เปรียบเทียบกบั ตวั อย่างท่มี คี ่า ES สูงกว่า (granular activated carbon, GAC) หรือถา่ นกัม มันตช์ นิดเกรด็ นัน้ ปกติแลว้ จะใชก้ ารแยกขนาด Mean Particle Diameter (MPD) เป็น ด้วย sieve sizes โดยหนว่ ยทีใ่ ชค้ อื มลิ ลเิ มตร การคำนวณขนาดในหน่วย มิลลเิ มตร โดยใช้แสดง และ US Mesh ถงึ ขนาดของเม็ดผงที่มขี นาดเล็กกว่าขนาดทั้งหมด (US Mesh หมายถงึ จำนวนชอ่ งทมี่ ีใน sieve ตอ่ 1 โดยพิจารณาจาก นำ้ หนัก 50% ของขนาดเม็ดผงที่ นิว้ ) การที่จะวดั ขนาดโดยวิธกี ารเขย่าถา่ นกมั มันต์ มขี นาดเล็กกวา่ โดยปกตแิ ลว้ ค่า MPD ใชใ้ นการ ลงใน sieve แต่ละช้นั โดยท่ขี นาดของ sieve แต่ คำนวณคา่ ความแข็ง (abrasion number) ละชน้ั เรยี งกนั จาก sieve ทีม่ ีขนาดรกู วา้ งลงไป จนถงึ sieve ทม่ี ขี นาดรูเล็กลง ตัวอยา่ งการบอก ขนาดของ GAC : 8x30 US Mesh GACหมายถงึ มี GAC อยรู่ ะหว่าง sieve เบอร์ 8 กับ 30 มากกว่า 90% Effective Size (ES) เป็นการคำนวณ รูปท่ี 5 กราฟแสดงค่า ขนาดของถ่านกัมมนั ต์ ต่อ ขนาดในหน่วย มิลลิเมตร ซง่ึ แสดงถงึ ขนาดของ เปอร์เซ็นตน์ ำ้ หนักของถา่ นกมั มนั ต์ เม็ดผงทมี่ ีขนาดเลก็ กวา่ ขนาดทงั้ หมด โดย พจิ ารณาจาก น้ำหนัก 10% ของขนาดเมด็ ผงท่ีมี ขนาดเล็กกวา่ นอกจากน้คี า่ ES สามารถใช้เปน็ คา่ ประมาณ Pressure drop, ประสทิ ธภิ าพในการ

20 Undersize (US) คือ ปรมิ าณของถ่านกัม (fixed bed) ในถังภายใต้แรงดัน ที่เรียกว่า ถัง มนั ต์ ทส่ี ามารถผ่าน sieve ท่ีมขี นาดเล็กทีส่ ุดไปได้ ถา่ นกมั มนั ต์ (activated carbon contractors) โดยปกติแล้วคา่ US ดงั กล่าวจะใชใ้ นการประมาณ โอกาสของการสญู หายของถา่ นกมั มนั ต์ขณะท่ี รูปท่ี 6 ถังถา่ นกมั มันต์ นำไปใช้งาน ประโยชนข์ องการใช้ถ่านกมั มันต์ คือ Uniformity Coefficient (UC) เป็นการ สามารถกำจดั สสารไดห้ ลากหลาย เช่น สี กลิน่ คำนวณสดั สว่ นระหว่างขนาดของถา่ นกัมมนั ต์ท่ี คลอรนี ในน้ำ ไปจนถึง กำจัดโลหะหนักตา่ ง ๆ ยา 60% โดยนำ้ หนัก กบั ค่า ES ยงิ่ ค่าดงั กล่าวน้อย ฆา่ แมลง และ สารประกอบไฮโดรคารบ์ อน จาก เทา่ ไหร่ แสดงว่าถ่านกัมมนั ต์มขี นาดใกล้เคยี งกนั ประโยชน์นสี้ ามารถกล่าวได้เลยว่า น้ำทไ่ี ดจ้ ากการ มากขนึ้ เท่านัน้ ถ้าหากค่า UC มคี ่าเท่ากบั 1 กรองโดยถ่านกัมมันตน์ ้นั จะสะอาดและปราศจาก ชใี้ ห้เห็นวา่ ขนาดเมด็ ผงมีขนาดเดยี วกนั ทั้งหมด สสารเหลา่ นี้หรืออยู่ในปรมิ าณทรี่ ับได้ โดยปกติแลว้ ถ่านกัมมนั ต์ท่ีมีค่า UC ตำ่ จะถูกใช้ เป็นขนั้ ตอนแรกของการกรองนำ้ ดมื่ ข้อจำกัดของถ่านกมั มนั ตก์ ็คอื อายุการใช้ งานของถ่านกมั มันต์ขึ้นอยู่กบั คณุ ภาพนำ้ กอ่ นการ ถ่านกมั มันต์ทน่ี ยิ มใช้ในการปรบั ปรงุ กรองวา่ มีสสารเจือปนมากน้อยแค่ไหน ดังนน้ั เม่ือ คณุ ภาพน้ำมีอยู่ 2 ชนดิ คือ ถ่านกัมมนั ตผ์ ง สสารถกู ดดู ซับมีจำนวนที่มากพอ ถ่านกมั มนั ตก์ จ็ ะ (powdered activated carbon; PAC) และ ไม่สามารถดูดซับได้อีกต่อไป เน่ืองจากการอ่ิมตวั ถ่านกัมมนั ต์เม็ดหรือเกรด็ (granular activated carbon : GAC) โดยรูปแบบการใชง้ านในโรงงาน อตุ สาหกรรมนั้น มักพบกบั การใชแ้ บบเม็ดมากกวา่ โดยใชเ้ ม่ือตอ้ งการกำจัดสารอินทรียแ์ บบตอ่ เน่ือง ในการใชง้ านอาจใชถ้ า่ นกมั มันต์แบบเม็ด เปรยี บเสมือนชั้นกรองในกระบวนการกรอง อยา่ งไรกต็ ามทพ่ี บได้บ่อยในโรงงานอุตสาหกรรม คอื แบบบรรจุถ่านกัมมนั ตแ์ บบเม็ดเปน็ ชั้นอยู่กบั ที่

21 เอกสารอ้างอิง ภาพประกอบ 1. การปรับปรงุ คุณภาพน้ำในโรงงาน 1. Davis M. L. (2011) Water and อุตสาหกรรม, ปราโมช เชีย่ วชาญ Wastewater Engineering. New York: McGraw-Hill, Inc., 2. Davis M. L. (2011) Water and Wastewater Engineering. New 2. https://www.steviashantanu.co York: McGraw-Hill, Inc., m/new-activated-carbon- treatment-methods 3. Frank DeSilva. (2000) Water Treatment Guide. Water Quality 3. https://www.elgalabwater.com/ Products Magazine activated-carbon 4. ถา่ นกมั มนั ต์, ฉวีวรรณ เพง็ พิทักษ์ 4. http://pptcorps.blogspot.com/2 017/09/activated-carbon.html 5. https://www.carbokarn.co.th 6. https://www.desotec.com/en/c arbonology/carbonology- academy/activated-carbon-size ผเู้ ขียนบทความ : นายณัฏฐ์คเณศ วฒุ ิกุลกรนันท์ วิศวกรระดับ 4 แผนกเคมีเทคนิค กองเคมีคุณภาพ ฝา่ ยเคมี

22 การดแู ลบำรุงรักษาระบบ MF Unit เพ่ือยืดอายุการใชง้ าน โดย วท.บัวแก้ว สขุ ไสว นกั วิทยาศาสตร์ระดับ 9 กคฟ-ธ., อคม. ทม่ี า (Polyvinylidene fluoride) ทีม่ ีคุณสมบัตทิ น กรด ด่าง และสารเคมีจำพวก Oxidant ได้ดี และมี Micro Filtration (MF) Unit เ ป็ น ประสิทธภิ าพการกรองสูง ดงั รูปท่ี 1 ทำให้จุดเดน่ เทคโนโลยีการกรองน้ำใสประเภทหนึ่งที่นิยมใช้ใน ของระบบ MF สามารถลดปริมาณการใช้สารเคมี ภาคอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้า เพื่อกรองอนุภาค ในระบบปรบั สภาพนำ้ ใส ใช้พน้ื ที่นอ้ ยในการตดิ ต้ัง แขวนลอย คอลลอยด์ รวมทั้งจุลชีพ และสิ่งมีชีวิต ระบบ และคุณภาพน้ำใสที่ผลิตได้มีค่าความขุ่น ขนาดเล็ก เช่น เพรียง แพลงตอน รา สาหร่าย (Turbidity) อยใู่ นเกณฑน์ ้อยกวา่ 1 NTU แต่ทั้งน้ี แบคทีเรีย ไวรัสบางชนิด โดยผ่านเมมเบรนชนิด หากไม่มีการตรวจติดตามคุณภาพน้ำใส เส้นใยกลวง (Hollow fiber membrane) ขนาด ควบคุมดูแลระบบการทำงาน หมั่นตรวจสอบ เสน้ ผา่ นศนู ย์กลาง 0.1 ไมครอน ซึ่งถูกจดั เรยี งแบบ อุปกรณ์ และการทำความสะอาดเมมเบรนอย่าง Shell and Tube ใน Module โดยแต่ละ Module ทั่วถึง ย่อมส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการ จะประกอบด้วยเส้นใยกลวงประมาณ 6,000 เส้น ทำงานของเมมเบรน และอายุการใช้งานเมมเบรน บรรจอุ ยใู่ น Bundle และ Potted ดว้ ย Epoxy ซง่ึ ทลี่ ดลง ปัจจุบันวัสดุที่ใช้ทำเมมเบรน คือ PVDF รปู ท่ี 1 Micro Filtration (MF) Unit

23 หลักการทำงานระบบ MF ผลิตได้ (ลบ.ม.) ระบบจะทำ AS/RF แบบอัตโนมัติ ในกระบวนการกรองอนุภาคสิ่งปนเปื้อน (ใช้ระยะเวลาประมาณ 30-60 วินาที แล้วแต่การ ออกแบบระบบ) โดย Air จาก Air Compressor จะถูกแยกออกจากน้ำดิบ ติดบนพื้นผิวเมมเบรน ป้อนที่ Low pressure ทางด้าน Feed side ของ และสะสมจนสง่ ผลต่อการตา้ นทานการไหลของน้ำ Module พร้อมกับป้อน Filtered water จาก RF เป็นผลให้ค่า Trans Membrane Pressure (TMP Tank ในทิศทางย้อนจากบนลงล่างและไหลออก = Feed Pressure – Filtrate Pressure) ส ู ง ขึ้ น ทาง Line drain system ลง Sludge Chamber ซึ่งเป็นดัชนีชี้วัดความสะอาดพื้นผิวเมมเบรน จากนั้นตามด้วยการทำ Feed Flush ด้วย Raw ดังนั้นระบบ MF จึงมีการกำจัดสิ่งสกปรกระหว่าง water หรือ Filtered water ซึ่งส่วนมากเลือกใช้ ขบวนการกรองด้วยการ Backwash พร้อมกับ Air Raw water เพื่อลดการสูญเสีย Filtered water Scrub ซึ่งเรียกกระบวนการนี้ว่า Air Scrub- ยกเว้นคุณภาพน้ำดิบมี ความขุ่นสูง โดยการทำ Reverse Flow (AS/RF) เพื่อลดค่า TMP และยืด Feed Flush เป็นการกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่อาจ ระยะเวลาการล้างเมมเบรนด้วยสารเคมี ในการ หลงเหลอื อีกคร้งั ดงั รปู ท่ี 2 และ 3 ออกแบบเดินเครื่องผลิตน้ำทุก 30-60 นาที และ/ หรือเดินเครื่องผลิตน้ำได้ตามจำนวนปริมาตรที่ รปู ท่ี 2 หลกั การทำงานระบบ MF รูปท่ี 3 การทำ Air Scrub-Reverse Flow(AS/RF)

24 Enhanced Flux Maintenance การตรวจตดิ ตามคุณภาพน้ำปอ้ นเข้าระบบ MF (EFM) / Clean-In Place System (CIP) ตรวจติดตามคุณภาพน้ำดิบที่ป้อนเข้า นอกจากนี้ระบบ MF ได้มีการออกแบบ ระบบ MF เป็นสิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งที่ไม่ควร ก า ร ท ำ Enhanced Flux Maintenance (EFM) ละเลย แม้ว่าเมมเบรนจะผลิตมาจาก PVDF ที่มี และ Clean-In Place System (CIP) ด้วยสารเคมี คุณสมบัติทน กรด ด่าง และสารเคมีจำพวก เพื่อเพม่ิ ประสิทธภิ าพการทำความสะอาดเมมเบรน Oxidant ได้ดี แต่มีความไวและไม่ทนต่อสาร นอกเหนอื จากการทำ AS/RF โดยรอบความถ่ีการ จำพวกน้ำมัน (Oil) ซึง่ สามารถอดุ ตนั บนเมมเบรน ทำ EFM ขึ้นอยู่กับการออกแบบตามจำนวนรอบ ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการกรองได้ ดังนั้น การทำ Backwash AS/RF หรือ จำนวนชั่วโมงใน ข้อควรระวังในการตรวจสอบคุณภาพน้ำดิบท่ี การผลิตน้ำ ทั้งนี้สามารถปรบั เปลี่ยนได้ตามความ เปลี่ยนแปลงไป หรือมีสิ่งแปลกปลอมเข้ามาใน เหมาะสมกับสภาพการใชง้ าน โดยการล้าง EFM 2 ระบบ ดังนี้ แบบคอื การทำ Alkali EFM และ Acid EFM ดว้ ย ส า ร เ ค ม ี ป ระ เ ภ ท ค ล อ รี น แ ล ะ Citric acid 1. คุณภาพน้ำดิบเปลี่ยนแปลงสูงจาก ตามลำดับ เกณฑ์ค่า Design ของระบบหรือไม่ เชน่ ค่า Fe, Mn, Cu, Ca-Hardness สำหรับการทำ CIP เป็นการล้างทำความ เป็นต้น ซึ่งมีผลต่อการสะสมบน สะอาดสิ่งสกปรกที่ติดบนผิวเมมเบรนที่ขบวนการ พื้นผิวเมมเบรน ทำให้ประสิทธิภาพ AS/RF หรือ EFM ไม่สามารถกำจัดออกได้หมด การกรองลดลง และอาจทำให้เส้นใย เพือ่ ลดคา่ TMP กลบั ส่คู ่าเรมิ่ ต้น โดยพิจารณาจาก เสยี หายได้ ดังน้นั ควรทำการล้างแบบ การรอบของการทำ EFM หรือการเปลี่ยนแปลง Acid EFM ถ่ขี น้ึ หรือกรณนี ้ำดิบมคี ่า คุณภาพน้ำดิบ และ/หรือค่า TMP ถึงเกณฑ์ ความขุ่นเปลี่ยนแปลงมาก อาจต้อง กำหนด ซึ่งการทำ CIP จะเป็นลักษณะ Semi- พจิ ารณาเพ่มิ ความถร่ี อบการทำ EFM auto operation โดยแบ่งเป็น 2 ขั้นตอนหลัก คือ ใหบ้ ่อยขน้ึ Caustic solution (NaOCl/NaOH) กำจัดพวก สารอินทรีย์ และ Acid solution (Citric acid) 2. กรณีพบคราบน้ำมันในน้ำดิบ ควรรีบ กำจัดสารอนินทรีย์ที่ละลายในน้ำ เช่น ความ ตรวจสอบแหล่งที่มา และประเภท กระด้าง เหล็ก เป็นต้น อย่างไรก็ตามในระยะเวลา น้ำมันที่พบ โดยดำเนินการล้างทำ ภายใน 3 เดือน ควรมีการทำ CIP ระบบ เพื่อ ความสะอาดเมมเบรน ด้วยน้ำยาเคมี หลีกเลี่ยงปัญหาการอุดตันที่เมมเบรน (Chemical Clean agent) ท่ี เหมาะสม เพื่อลดความเสียหายกับ เมมเบรน

25 3. Hazardous material 5. ดำเนนิ การบำรุงรักษาเชิงป้องกันตาม a. อนุภาคที่มีความแข็งมาก กำหนดเวลา (Perform Scheduled เชน่ Activated carbon, ผง Preventative Maintenance) โลหะ, สนิมเหลก็ เปน็ ต้น b. สิ่งแปลกปลอมลักษณะเป็น โดยการตรวจวัดคุณภาพน้ำดิบที่ป้อนเข้า เส้นใย หรือเป็นแผ่นฟิล์ม ระบบ และคุณภาพนำ้ ใสที่ผลิตได้ เช่น คา่ ความขุ่น เช่น เชือก, ลวด, ดา้ ย, Resin (Turbidity), Silt Density Index (SDI), Bacteria Film Resin cut เป็นต้น count รวมถึงติดตามค่า Inlet Diff. Pressure c. อนุภาคที่แปลกปลอมขนาด ข้อมูลการล้าง EFM/CIP ของระบบล้ว นมี ใหญก่ วา่ 0.5 mm. เช่น เศษ ความสำคัญ รวมถึง การหมั่นตรวจสอบสภาพของ โลหะ, เศษเรซิน, เศษกิ่งไม้ เมมเบรน (Membrane Inspection) เพื่อดูสภาพ เปน็ ต้น ความสมบูรณ์ของเมมเบรนในแต่ละโมดูล ในกรณี d. เส้นผม เส้นใย เยื่อกระดาษ เส้นใยด้านในแต่ละโมดูลมีความเสียหาย หรือรอย เปน็ ตน้ แตกจะเกิด Internal leak ทำให้น้ำดิบผ่านเข้าไป e. ตัวทำละลายอินทรีย์ ใน Clean side ของโมดลู ได้ สง่ ผลคุณภาพน้ำใสที่ ผลิตไม่ได้ตามเกณฑ์ควบคุม ดังนั้นการทำ การดูแลควบคุมและบำรุงรักษาระบบ MF Module Integrity Test จึงมคี วามจำเป็นอย่างย่ิง โดยการทดสอบแบ่งเป็น 2 ขั้นตอน คือ Air- หลักการ Maintenance สำหรับดูแล Pressure Hold Test แ ล ะ Air-Leak Test ดั ง บำรงุ รกั ษาเชิงป้องกันระบบ MF ให้มปี ระสทิ ธิภาพ แสดงตาม รูปที่ 4, 5 และ 6 ดที ่สี ุด คือ 1. Air-Pressure Hold Test 1. ก า ร ต ร ว จ ส อ บ ร ะ บ บ ร า ย วั น การอัดอากาศทางด้าน Feed side ที่ (Perform Daily Inspections) Pressure 20-25 psi ประมาณ 3-5 นาที และ ติดตามอัตราการลดลงของ Pressure กรณี 2. เก็บบันทึกข้อมูลการเดินเครื่อง Pressure ลดลงมากกว่า 0.3 psi ในช่วงเวลา 5 (Operational Records) นาที แสดงว่า เกิดการ Leak ในระบบ เนอื่ งจาก 3. การบำรุงรักษาอะไหล่ที่สำคัญของ • Leak จาก Fitting ทางด้าน ร ะ บ บ ( Maintenance Critical Pressurized test side Spare Parts) • เส้นใยเกิดความเสียหาย 4. การซ่อมแซมอุปกรณ์ให้แล้วเสร็จ หรอื มีรอยแตก พร้อมใช้งาน (Timely Completion of Routine Repairs) ทั้งน้ี Pressure และระยะเวลาที่ใช้ในการ ทดสอบ ควรทำตามคมู่ อื OEM ท่รี ะบไุ ว้

26 2. Air-Leak Test ดังนั้นควรรีบดำเนินการแก้ไข ด้วยวิธีการ Fiber กรณีพบว่า Pressure ที่ลดลงสาเหตุมา Pinning ซึ่งเป็นการ Blocking flow ของเส้นใยท่ี จากเส้นใยมีความเสียหาย ให้ดำเนินการทดสอบ เกิดความเสียหายในโมดูล โดยการ Plug ด้วย Pin ด้วย Air-Leak Test โดยอาศัยหลักการ Visual ขนาด 3/8 inch ลงไปในแต่ละเส้นใย ในกรณีที่ Inspection ค ื อ ส ั ง เ ก ต ฟ อ ง อ า ก า ศ บ ริ เว ณ เส้นใยในแต่ละโมดูล ได้รับความเสียหายไม่เกิน Coupler ด้านบนของโมดูล ถ้าพบฟองอากาศ 0.5% หรอื ควรทำการถอดเปลยี่ นโมดลู ใหมถ่ ้าเส้น แสดงว่าเสน้ ใยมีรอยแตก ทำให้เกดิ Internal leak ใยไดร้ ับความเสยี หายจำนวนมาก อากาศสามารถผ่านเข้าไปทางด้าน Clean side รปู ที่ 4 Module Integrity Test รูปท่ี 5 Air-Pressure Hold Test รูปที่ 6 Air Leak Test

27 กรณีที่มีการตรวจพบแบคทีเรียในน้ำใสที่ กำจัด จุลชีพ สาหร่าย ก่อนเข้าระบบ MF เพื่อลด ผลิตได้ออกจากระบบ MF สามารถตั้งข้อสังเกตได้ ว่าเส้นใยเมมเบรนอาจได้รับความเสียหาย ภาระการทำงานของระบบ เนื่องจากในทางทฤษฎี แบคทีเรียจะถูกกำจัดออก ด้วยเมมเบรน ดังนั้นการตรวจสอบสภาพความ การบำรุงรักษาช่วงหยุดเดินเครื่อง (System สมบูรณ์ของเมมเบรนด้วยวิธีการ Module Shutdown) Integrity Test ดังข้างต้น จะช่วยให้การประเมิน ปัญหาและพิจารณาแนวทางแก้ไขได้อย่างถูกต้อง สำหรับระบบต้องหยุดเดินเครื่องเป็น อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ที่ติดตั้งในระบบ อาทิ ป๊ัม ระยะเวลานาน ควรมีการเก็บบำรุงรักษาอุปกรณ์ท่ี ล้างย้อน ถัง และท่อและอุปกรณ์จำนวนมากท่ี ถูกต้อง เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อเมมเบรน เชื่อมต่อกับเมมเบรน เป็นแหล่งสะสมของ โดยพิจารณาตามระยะเวลาการหยุดเดินระบบ แบคทีเรียเจริญเติบโตในนั้นได้เช่นกัน (อาทิเช่น ผลิต และความพร้อมในการเดินเครื่องระบบอีก แบคทีเรียจากอากาศสามารถเติบโตได้ในถังที่ผนัง คร้งั ดงั นี้ และด้านล่าง ภายในท่อและข้อต่อ และอื่นๆ) และ ไหลเข้าสู่เมมเบรนอีกครั้งผ่านการล้างย้อน และ 1. Short Term Shutdown สะสมจนอาจมีแบคทีเรียปนเปื้อนอยู่ในระบบ MF กรณีหยดุ การเดนิ เครอ่ื งเปน็ ระยะเวลา 24 ดังนั้นแม้ว่าเมมเบรนจะมีความสมบูรณ์ แต่มักจะ ชั่วโมง ถึง 2 สัปดาห์ ให้ทำการ Preservation ตรวจพบแบคทีเรียในน้ำที่ผ่านการบำบัดด้วย MF ด้วย คลอรีน โดยมีความเข้มข้นของ Free อย่างไรก็ตามควรพิจารณาปริมาณแบคทีเรียท่ี residual chlorine 5-20 ppm ทั้งนี้ให้มีก า ร ตรว จพบ ในน้ำที่ผ่านการบำบัดด้วย MF Circulating and Testing chlorine residual เปรียบเทียบกับแบคทีเรียในน้ำป้อนเป็นเข้าระบบ ทุกวนั ว่าเป็นอย่างไร รวมถึง ประสิทธิภาพเมมเบรนใน 2. Long Term Shutdown การกำจัดแบคทีเรียลดลงหรือไม่ ซึ่งอาจจะมีการ กรณีหยุดการเดินเครื่องเป็นระยะเวลา ออกแบบระบบเติมสารเคมีจำพวกคลอรีน เพื่อ มากกวา่ 2 สปั ดาห์ขึน้ ไป ใหท้ ำการ Preservation ด้วย คลอรีน โดยมีความเข้มข้นของ Free residual chlorine 3 ppm ท ั ้ ง น ี ้ ใ ห ้ ม ี ก า ร Circulating and Testing chlorine residual ทุกวัน

28 บทสรุป ตัวเมมเบรนหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ ให้กับโรงไฟฟ้าได้ การเดินเครื่องระบบผลิต MF ได้อย่างมี เป็นอย่างดี ประสิทธิภาพ นอกจากการตรวจวัดคุณภาพน้ำใส เอกสารอ้างอิง ที่ผลิตได้ เช่น ค่าความขุ่น (Turbidity) ค่า Silt Density Index (SDI) ค่า Bacteria count การ 1. AP3 Operation Concept Pall AriaTM ต ร ว จ ส อ บ ร ะ บ บ ร า ย ว ั น ( Perform Daily Water Treatment System Inspections) และการเก็บบันทึกข้อมูลการ เ ด ิ น เ ค ร ื ่ อ ง ( Operational Records) อ ย ่ า ง 2. System Data Sheet WP-2b, PALL สม่ำเสมอนั้น จะช่วยตรวจพบสาเหตุความผิดปกติ Water Processing ไดอ้ ยา่ งรวดเรว็ ทำให้ประเมนิ ปัญหา และสามารถ แกไ้ ขไดอ้ ย่างถูกต้องและรวดเร็ว นอกจากน้ียังเป็น 3. System Description of Micro Filter การเพิ่มความพร้อมและความมั่นคงในการ North Bangkok Power Plant Block 2 เดินเครื่องระบบผลิตน้ำของโรงไฟฟ้า รวมถึง สามารถลดค่าใช้จ่ายท่ีเกิดจากความเสียหายของ 4. Membrane Filtration Handbook Practical Tips and Hints ผ้เู ขยี นบทความ นางบวั แกว้ สุขไสว ตำแหน่ง นกั วิทยาศาสตร์ระดับ 9 กองเคมโี รงไฟฟา้ ฝา่ ยเคมี