ขนาดโดสคลอรีนเพื่อฆ่าเชื้อ: CT เวลาสัมผัส และถังสัมผัส

กลุ่มเป้าหมาย: วิศวกรออกแบบโรงงานบำบัดน้ำเสีย (เทศบาลและอุตสาหกรรม) ในเวียดนาม อินโดนีเซีย มาเลเซีย และประเทศไทย เวลาอ่าน: ~7 นาที เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง: ขนาดโดสคลอรีน · คู่มือการออกแบบ

หลักการ

การฆ่าเชื้อด้วยคลอรีนขึ้นอยู่กับ ขนาดโดส (mg/L) และ เวลาสัมผัส × คลอรีนคงเหลือ (CT) คลอรีนถูกใช้ไปกับแอมโมเนีย (ความต้องการ N), BOD (ความต้องการ O) และคลอรีนคงเหลือ (res) เวลาสัมผัสในถังถูกกำหนดจาก CT ที่กฎหมายกำหนดไว้ บทความนี้คำนวณขนาดโดส CT ที่ปรับค่าแล้ว และปริมาตรถังสัมผัส

สูตรพื้นฐาน

Q_p = Q×pf (อัตราการไหลช่วงพีค) · demandN = mode=cl2 ? 7.6×NH₃ : 4.5×NH₃ (mg/L; คลอรามีนใช้น้อยกว่า) · demandO = 0.3×BOD + 1 · dose = demandN + demandO + res (res = คลอรีนคงเหลือ) · ct_T = ct₀×1.07^(20−T) (ct₀ = CT ที่ 20 °C) · ct_P = 1.25^(pH−7) · ctReq = ct_T×ct_P · tEff = ctReq/res; tCT = tEff/bf (bf = ตัวคูณกระแสลัด) · hrt = max(tCT; tmin) (tmin = ค่าต่ำสุด) · Vol = Q_p×hrt/1440 (m³) · kg/d = Q×dose/1000; gL = naocl×10×1.2 (g/L จาก %) · litD = kg/d×1000/gL; store = litD×sd/1000 (sd = จำนวนวันที่เก็บ)

ct₀ (2-log Giardia) ≈ 6–12 mg·min/L สำหรับ Cl₂ อิสระ, ≈ 100–150 สำหรับคลอรามีน (nh₂cl) ที่ 20 °C bf = 0.5 โดยทั่วไป (กระแสลัด) tmin = 20–30 นาที การกำจัดคลอรีน: ไบซัลไฟต์ = (res−0.1)×1.46, SO₂ = (res−0.1)×0.9

ตัวอย่าง

Q = 10000 m³/วัน, pf = 2, NH₃ = 2, BOD = 10, mode = คลอรามีน, res = 2, T = 25, pH = 7, tmin = 20, sd = 7, naocl = 12.5 %: Q_p = 20000; demandN = 4.5×2 = 9; demandO = 0.3×10+1 = 4; dose = 9+4+2 = 15 mg/L; ct₀ = 100; ct_T = 100×1.07⁻⁵ = 71.3; ct_P = 1; ctReq = 71.3; tEff = 35.6; tCT = 71.3; hrt = 71.3 นาที; Vol = 20000×71.3/1440 = 990 m³; kg/d = 10000×15/1000 = 150 kg/d; gL = 12.5×10×1.2 = 150; litD = 1000; store = 1000×7/1000 = 7 m³.

5 ข้อผิดพลาดในการออกแบบ

1. ลืมความต้องการแอมโมเนีย: คลอรีนหมดไปกับ NH₃ → ไม่มีคลอรีนคงเหลือ ฆ่าเชื้อไม่ได้ → ต้องคำนวณ demandN
2. Bf = 1 (ไม่มีกระแสลัด): เวลาสัมผัสจริงน้อยกว่าที่กำหนด → ใช้ bf 0.4–0.6
3. CT ไม่ได้ปรับค่าตามอุณหภูมิ/pH: น้ำอุ่นหรือน้ำด่างต้องใช้ CT มากขึ้น → ต้องใช้ ct_T, ct_P
4. ปริมาตรถังเล็กเกินไป: ถัง <tmin → เชื้อหลุดรอดช่วงโหลดสูงสุด
5. อย่ากำจัดคลอรีนในน้ำทิ้งที่อ่อนโยน: คงเหลือ >0.1 mg/L ทำร้ายผู้รับ → ใช้ไบซัลไฟต์/SO₂

เคล็ดลับการเดินระบบ

ใช้ เครื่องคำนวณคลอรีน จากอัตราการไหล NH₃ BOD และโหมดการใช้ เพื่อหาขนาดโดส ปริมาตรถัง และปริมาณ NaOCl ที่ต้องเก็บ เมื่อปัญหาสีหรือกลิ่นเป็นปัญหาให้เทียบกับ UV และถ้าไม่ต้องการสารเคมีคงเหลือให้ใช้ ระบบคาร์บอนกระตุ้น ติดตั้งเครื่องวิเคราะห์คลอรีน (DPD) flow meter และเครื่องกวนในถังสัมผัส

สรุป

คลอรีน: dose = 7.6×NH₃ (Cl₂) / 4.5×NH₃ (คลอรามีน) + 0.3×BOD + 1 + res จากนั้น Vol = Q_p×max(ctReq/res/bf; tmin)/1440 อย่าลืมความต้องการแอมโมเนียและตัวคูณกระแสลัด