PANTIP.COM : X10123904 ช่วยดูแบบเครื่องกรองน้ำให้ทีครับ ทำยังไงให้กรองน้ำได้ไวๆไหลเร็วๆ [วิศวกรรมและเทคโนโลยี]

ความคิดเห็นที่ 11

1 เหล็กในน้ำ

ปรกติเหล็กที่อยู่ในน้ำใต้ดินจะอยู่ในรูปเหล็กละลายน้ำ (Fe2+)

เมื่อนำน้ำใต้ดินขึ้นมา มีโอกาสสัมผัสอากาศ ได้สัมผัสกับออกซิเจน ออกซิเจนจะออกซิไดซ์เหล็กแล้วเปลี่ยนให้อยู่ในรูปเหล็กไม่ละลายน้ำ (Fe3+) ซึ่งจะเป็นคราบสนิมเหล็กสีน้ำตาลติดตามสุขภัณฑ์ เสื้อผ้า มีกลิ่นสนิมเหล็ก

ดังนั้น หากเจ้าของกระทู้ ทำตัวกลางกรองที่เป็นทรายหรือถ่านกัมมันต์ โดยที่เหล็กในน้ำนั้นยังเป็นเหล็กละลายน้ำ ก็คงกรองได้แต่ความว่างเปล่า เพราะเหล็กมันละลายอยู่ในน้ำ ทรายและถ่านกรองสารละลายไม่ได้ และน้ำที่ผ่านเครื่องกรองนั้นก็ยังมีเหล็กอยู่ และเมื่อนำน้ำนั้นไปใช้ เหล็กในน้ำก็จะเปลี่ยนเป็นเหล็กไม่ละลายน้ำ เป็นสนิมเหล็กอยู่ดี

2. ตัวกลางกรองเหล็กที่ไม่ละลายน้ำ

หากให้เหล็กสัมผัสอากาศ เปลี่ยนรูปเป็นเหล็กไม่ละลายน้ำ (เช่นตามวิธีในความคิดเห็นที่ 3) ตัวกลางที่ใช้กรองเหล็กที่เปลี่ยนรูปแล้วก็คือทรายกรองคัดขนาด ตัวกลางที่เป็นเรซินและถ่านไม่เกิดประโยชน์อันใด

3. ตัวกลางกำจัดเหล็กที่ละลายน้ำ

สังเกตคำว่า "กำจัด" ดีๆ ทั้งนี้เพราะเหล็กที่ละลายน้ำนั้นกรองไม่ได้ คำว่า "กรอง" หมายถึงการดักเอาอนุภาคออกด้วยกระบวนการทางกายภาพ

แต่การใช้เรซินเป็นกระบวนการทางเคมีที่เรียกว่าการแลกเปลี่ยนประจุ โดยเหล็กที่ละลายน้ำที่เป็นประจุบวก จะไปเเทนที่ประจุของโซเดียมที่อาบอยู่บนผิวเรซิน และประจุของโซเดียมจะเข้าไปอยู่ในน้ำแทน พูดง่ายๆ ในน้ำนั้นมีโซเดียมเพิ่มขึ้น แต่เหล็กลดลง

ดังนั้นเรซินที่ใช้ก็จะต้องเป็นเรซินประเภทประจุบวก (cation resin)

4. ความเร็วของน้ำ อัตราไหลของน้ำ และแรงดันของน้ำ

เจ้าของกระทู้บอกว่า "ให้น้ำที่ไหลออกจากเครื่องกรองมีความแรงเท่ากับหรือใกล้เคียงกับน้ำขาเข้า" เลยไม่แน่ใจว่าเจ้าของกระทู้หมายถึงต้องการน้ำที่มีความเร็วมากๆ มีอัตราการไหลมากๆ หรือมีแรงดันมากๆ แต่ที่อธิบายในเรื่องของการจับเวลาด้วยภาชนะนั้น นั่นคือการหาอัตราการไหลของน้ำ

อย่างไรก็แล้วแต่ "น้ำที่ไหลเข้าเครื่องกรอง ย่อมมีอัตราไหลเท่ากับน้ำที่ไหลออกจากเครื่องกรองเสมอ" ถ้าน้ำนั่นไม่รั่วไปไหน เป็นกฎการอนุรักษ์มวลสาร

แต่น้ำที่ไหลออกเครื่องกรองอาจไหลเร็วหรือไหลช้า (ความเร็วของน้ำ) กว่าน้ำที่ไหลเข้าเครื่องกรองก็ได้ ขึ้นอยู่ขนาดของท่อทางเข้าและท่อทางออก

และน้ำที่ไหลออกจากเครื่องกรอง จะมีแรงดัน "ต่ำกว่า" น้ำที่ไกลเข้าเครื่องกรองเสมอ เพราะมีการสูญเสียแรงดันเนื่องจากการเอาชนะแรงต้านทานจากตัวกลางการกรอง

4. ต้องการอัตราการไหลมากๆ

จากข้อ 3 หากเจ้าของกระทู้หมายถึง "อัตราการไหล" (เพราะพูดถึงการวัดอัตราการไหลด้วยการจับเวลาน้ำไหลเข้าภาชนะ) เจ้าของกระทู้คงหมายถึง "ให้น้ำที่ผ่านเครื่องกรองน้ำมีอัตราการไหลเท่ากับน้ำที่ไหลโดยไม่ผ่านเครื่องกรองในสภาพการใช้งานในปัจจุบัน"

ซึ่งอัตราการไหลที่วัดคือ 1 ลิตร/4.5 วินาที หรือ 0.22 ลิตร/วินาที

5. ระยะเวลาที่น้ำอยู่ในเครื่องกรอง

ระยะเวลาในการกรองนั้นสำคัญ แบ่งเป็นสองกรณี

- หากกรองตะกอนเหล็กด้วยทรายกรอง ก็ต้องเปิดโอกาสตะกอนเหล็กถูกดักแยกออกจากน้ำได้หมดจด ดังนั้นความสำคัญจะอยู่ที่หนาของชั้นทราย และทรายจะต้องคัดขนาด เรียงตัวได้อย่างพอดี ทรายจะต้องไม่ใหญ่เกินไปจนตะกอนเหล็กสามารถลอดออกไปได้ หรือทรายจะต้องไม่เล็กเกินไปจนน้ำไหลผ่านได้ยากและอุดตันเร็ว

- หากกำจัดเหล็กด้วยเรซิน ก็ต้องเปิดโอกาสให้น้ำสัมผัสกับเรซินอย่างทั่วถึง และมีระยะเวลามากพอที่กระบวนการแลกเปลี่ยนประจุจะทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

ดังนั้นหากต้องการให้น้ำไหลด้วยอัตราการไหลมากๆ ก็ต้องเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของตัวกลางที่เป็นทรายสำหรับกรณีที่ 1 เพราะจะถุกจำกัดดัวยอัตรากรองต่อพื้นที่ทรายกรอง

และหากเป็นกรณีที่ 2 ก็ต้องเพิ่มปริมาณเรซิน (เพิ่มความสูงของชัันเรซินหรือเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของชั้นเรซิน) เพราะข้อจำกัดอยู่ทีระยะเวลาในการแลกเปลี่ยนประจุ เพราะน้ำไหลผ่านเรซินได้ง่าย

6. การล้างตัวกลาง

ไม่ว่าจะเป็นตัวกลางทีกรองเหล็กที่ละลายน้ำหรือเหล็กไม่ละลายน้ำ ก็ย่อมต้องมีอายุการใช้งานและบำรุงรักษาทั้งสิ้น

- ตัวกลางที่เป็นทราย ต้อง "ล้างย้อน" ด้วยน้ำสะอาดจำนวนมาก ให้ตะกอนเหล็กหลุดออกจากชั้นทราย ดังนั้นการเรียงทรายในเครื่องกรอง ก็ต้องมีช่องว่างเหนือชั้นทรายให้ทรายลอยตัวได้ขณะล้างย้อน (สูงประมาณเท่ากับความสูงของชั้นทราย) ให้ตะกอนเหล็กแยกออกมาได้

- ตัวกลางที่เป็นเรซิน ก็ต้อง "ล้างคืนสภาพ" ด้วยการนำน้ำเกลือใส่เข้าไปในชั้นตัวกลาง แช่ทิ้งไว้อย่างน้อย 10 นาที ให้ประจุโซเดียมไปเคลือบที่ผิวเรซิน และขับเอาประจุเหล็กที่เคลือบอยู่ที่ผิวเรซินหลุดมาอยู่ในน้ำเกลือ จากนั้นล้างด้วยน้ำสะอาดอีกจำนวนมากเพื่อให้แน่ใจว่าล้างเอาน้ำเกลือออกไปจากเครื่องกรองจนหมด

ข้อสรุป

อย่าขี้เหนียวเลยครับ ไปแย่งงานผู้ชำนาญการทำเสียหมด แล้ววิศวกรสิ่งแวดล้อมอย่างข้าพเจ้าจะไปทำมาหากินอะไรล่ะครับ

ทางเลือก

1) ให้ผู้รู้ทำแบบให้ แล้วไปซื้ออุปกรณ์มาทำเอง อาจเสียค่าใช้จ่ายด้านอุปกรณ์อยู่ในหลักไม่เกินพันบาท (หรือสองพันบาทหากใช้เรซิน) ค่าให้คำปรึกษาอาจะเป็นกาแฟแก้วหรือสองแก้วหรือสุกี้เอ็มเคซักมื้อ เพราะนั่งวาดแบบไม่น่าจะเกิน 10 นาที

2) ซื้อเครื่องกรองน้ำสำเร็จรูปตามร้านค้า ก็อาจเจอถูกเจอแพง หรือโชคร้ายสุดๆ อาจเผลอไปซื้อยี่ห้อ e-spring เครื่องละสองหมื่นบาทเข้าไป ซึ่งไม่ได้มีคุณสมบัติการกำจัดเหล็กเลย เครื่องกรองน้ำที่มีเรซินโดยทั่วไปเท่าที่เห็นก็ไม่น่าจะเกินหนึ่งหมื่นบาท แต่ทำงานได้เหมือนตาม 1)

3) ทำเองต่อไปครับ อาจเสียค่าใช้จ่ายหลักไม่เกินพันบาท ไม่ต้องเสียค่ากาแฟกับค่าสุกี้เอ็มเค แต่อาจเสียเงินพันบาทนี้โดยได้เครื่องกรองน้ำออกแบบเองทำเอง ที่ไม่ได้ทำหน้าที่อย่างที่เราต้องการ

จากคุณ : vandyman

เขียนเมื่อ : 12 ม.ค. 54 21:43:04