FilterPress


Filter Press
เครื่องอัดตะกอน


     

เครื่องอัดตะกอน (Filter Press) มีการนำมาใช้งานอย่างหลากหลายทั้งในระบบจัดการตะกอนในระบบบำบัดน้ำเสีย และระบบการกรอง (Filtration) ในขบวนการผลิตของอุตสาหกรรมแป้งและน้ำตาล เป็นต้น การทำงานของเครื่องจักรแบบนี้จะทำงานเป็นครั้งๆ (Cycle or Batch) น้ำตะกอนหรือของเหลวที่จะกรองถูกสูบเข้ามาในเครื่องจักรจนเต็มและจึงแกะเอาตะกอนแห้ง (Sludge Cake) ออกมาเพื่อเตรียมทำงานในครั้งต่อไป ขนาดของเครื่องจักรจะแสดงเป็นปริมาตรที่จะเก็บตะกอนได้ โดยขึ้นอยู่กับจำนวนแผ่นกรอง (Filter Plate) และขนาดของแผ่นกรอง (Plate Size) ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ไม่ถึง 10 ลิตร ไปจนถึงกว่า 10,000 ลิตร ความแห้งของตะกอนที่ได้โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 25% ถึง 70% ขึ้นอยู่กับชนิดและลักษณะของน้ำตะกอนเข้า


รูปแบบและการติดตั้ง



เครื่องจักรมีหลักการอย่างง่ายๆ คือมีแผ่นกรอง (Filter Plate) ที่ผิวทั้งสองด้านเซาะเป็นร่อง (Recessed) ทั้งสองด้านและเว้นขอบทั้งสี่ไว้ เมื่อประกบกันก็จะเกิดเป็นห้อง (Chamber) มีปริมาตรหนึ่งๆขึ้นอยู่กับขนาดแผ่นกรอง เครื่องจักรหนึ่งเครื่องจะประกอบด้วยแผ่นกรองจำนวนหนึ่ง แต่ละแผ่นจะคลุมด้วยผ้ากรอง (Filter Cloth) เมื่อแผ่นถูกอัดเข้าหากันโดยชุดอัดแผ่นกรอง ซึ่งมักจะใช้กระบอกไฮดรอริกที่ติดตั้งไว้บริเวณด้านตรงข้ามกับทางน้ำเข้าอัดแผ่นกรองให้แน่นและต้องอัดให้มีแรงมากกว่าแรงของน้ำสูงสุดที่เข้ามา น้ำตะกอนหรือของเหลวที่จะกรองถูกสูบส่งเข้ามาโดยเครื่องสูบที่เหมาะสมสามารถรับความดันได้ที่ 7 ถึง 15 บาร์ น้ำกรองจะไหลผ่านออกไปและตะกอนจะถูกดักด้วยผ้ากรอง เมื่อมีตะกอนเต็มห้องก็จะไม่สามารถกรองต่อได้ต้องแกะแผ่นเอาตะกอนแห้ง (Sludge Cake) ออก ตะกอนที่แกะออกมาจะตกลงด้านล่าง และต้องมีภาชนะเก็บ หรือ ระบบลำเลียงที่เหมาะสมในการจัดการต่อไป เครื่องจักรแบบนี้มักจะติดตั้งไว้บนแท่นที่สูงพอที่ตะกอนจะตกลงสู่ภาชนะที่เตรียมไว้ได้ หรือ ติดตั้งอยู่ที่ชั้นสองเพื่อให้ง่ายในการจัดการต่อไป ส่วนน้ำที่กรองได้ ถ้าเป็นระบบน้ำเสียก็จะมีการต่อท่อส่งไปยังระบบบำบัดอีกครั้ง และถ้าเป็นการกรองผลิตภัณฑ์ก็จะถูกส่งต่อไปยังขบวนการผลิตอื่นๆต่อไป


องค์ประกอบของเครื่องจักร


แผ่นรับน้ำ (Feed Head) มีลักษณะเป็นแผ่นเหล็กสี่เหลี่ยมแข็งแรงพอที่จะรับแรงดันน้ำที่ถูกส่งเข้ามาได้ ทางเข้าของน้ำจะเป็นหน้าจาน (Inlet Flange) ขนาดต่างๆ ขึ้นอยู่กับขนาดเครื่องจักร โดยปกติแผ่นรับน้ำทำจากเหล็กแบบ SS400 แผ่นเคลื่อนที่ (Moving Head) มีลักษณะเป็นแผ่นเหล็กสี่เหลี่ยม ให้สำหรับให้เลื่อนเข้าออกได้เพื่อประกบกับแผ่นกรอง (Filter Cloth) ในช่วงการอัดและคายแผ่นกรอง (Press and Open) และจะใช้เป็นส่วนที่รับแรงอัดจากกระบอกอัด (Hydraulic Cylinder) อีกด้วย โดยปกติแผ่นเคลื่อนที่ทำจากเหล็กแบบ SS400 แผ่นท้ายเครื่อง (Cross Head) มีลักษณะเป็นแผ่นเหล็กสี่เหลี่ยม ใช้เป็นฐานของกระบอกอัด โดยปกติแผ่นท้ายเครื่องทำจากเหล็กแบบ SS400 คานรับแผ่นกรอง (Side Bar) มีลักษณะเป็นคานเหล็กยึดติดกับแผ่นรับน้ำ (Feed Head)


และแผ่นท้ายเครื่อง (Cross Head) ทั้งด้านซ้ายและขวา เป็นส่วนที่แขนของแผ่นกรองทั้งหมดจะวางอยู่ ความยาวของคานจะขึ้นอยู่กับจำนวนแผ่นกรองโดยปกติคานรับแผ่นกรองทำจากเหล็กแบบ SS400แผ่นกรอง (Filter Plate) มีลักษณะเป็นแผ่นพลาสติกสี่เหลี่ยมจัตุรัส ที่ผิวทั้งสองด้านเซาะเป็นร่อง (Recessed)ทั้งสองด้านและเว้นขอบทั้งสี่ไว้ มีรูตรงกลางเพื่อให้น้ำที่ส่งเข้ามากระจายตัวทั่วแผ่น ยกเว้นแผ่นสุดท้าย (End Plate) เมื่อประกบกันก็จะเกิดเป็นห้อง (Chamber) มีปริมาตรหนึ่งๆขึ้นอยู่กับขนาดแผ่นกรอง น้ำที่กรองจะถูกส่งตามร่องของแผ่นออกไปยังท่อระบาย (Drainage Elbow) แผ่นกรองจะวางไว้บนคานรับแผ่นกรอง (Side Bar) โดยแขนแผ่นกรอง (Handle) เครื่องจักรหนึ่งเครื่องจะประกอบด้วยแผ่นกรองจำนวนหนึ่ง แต่ละแผ่นจะคลุมด้วยผ้ากรอง (Filter Cloth) เพื่อใช้กรองน้ำ ขนาดของแผ่นกรองจะเริ่มต้นจาก 250 มม. ไปจนถึง 2,000 มม. โดยปรกติแผ่นกรองทำจากพลาสติกแบบ Polypropylene (PP) ผ้ากรอง (Filter Cloth) ใช้คลุมที่แผ่นกรอง เพื่อใช้กรองน้ำที่เข้ามา ขนาดของผ้ากรองจะมีขนาดเท่าๆกันกับ ขนาดของแผ่นกรอง มีรูตรงกลางเพื่อให้น้ำผ่านข้ามา ยกเว้นผืนสุดท้าย (End Cloth) ผ้ากรองมีความละเอียดต่างกันไป ผู้ใช้งานควรเลือกให้เหมาะสมกับชนิดของๆน้ำที่เข้ามา โดยปรกติผ้ากรองทำจากพลาสติกแบบ Polypropylene (PP) กระบอกอัด (Hydraulic Cylinder) เป็นกระบอกเหล็กที่มีขนาดต่างๆ (Bore Size) ขึ้นอยู่กับแรงที่ต้องการอัด จะติดตั้งอยู่ที่แผ่นท้ายเครื่อง (Cross Head) ความยาวของกระบอกจะมีตั้งแต่ 200 มม. ไปจนถึง 1,500 มม. ขึ้นอยู่กับชนิดและขนาดของเครื่อง โดยปรกติกระบอกอัดจะทำจากเหล็กแบบ SS400 หรือขึ้นอยู่กับผู้ผลิต


   

ชุดต้นกำลัง (Power Unit) เป็นชุดต้นกำลังของกระบอกอัด ในกรณีใช้ระบบไฮดรอริก ชุดต้นกำลังเพื่อควบคุมการรับส่งน้ำมันที่เข้าออกกระบอกอัด โดยชุดวาล์วต่างๆบนชุดต้นกำลัง และสามารถทำงานความดันได้ตามที่ออกแบบไว้ เช่น 210 บาร์ หรือ 350 บาร์ เป็นต้น ชุดต้นกำลังถูกออกแบบให้ทำงานได้ตามที่ต้องการ ขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงานของเครื่องจักร


ถาดรองน้ำ (Drip Tray) เป็นถาดที่ติดตั้งที่ด้านล่างของแผ่นกรอง และจะเอียงเล็กน้อยลงไปทางรางระบายน้ำ(Drainage Gutter) ใช้สำหรับรองน้ำหยดผ่านผ้ากรองในระหว่างการกรอง และจะต้องถูกเปิดออกก่อนทำการแกะแผ่นเพื่อคายตะกอนเสมอ ถาดรองน้ำจะทำจากสแตนเลสแบบ SUS304 หรือแผ่นพลาสติกแบบ Polyethylene (PE)


รางระบายน้ำ (Drainage Gutter) เป็นรางที่ระบายน้ำที่กรองผ่านแผ่นกรองและน้ำที่หยดลงมาที่ถาดรองน้ำ เพื่อส่งน้ำที่กรองแล้วไปยังส่วนอื่นๆต่อไป


ตู้ควบคุมเครื่องจักร (Control Panel) จะกล่าวถึงการควบคุมโดยทั่วไป การควบคุมเครื่องจักรจะขึ้นอยู่กับ ชนิดของเครื่องเป็นหลัก และสามารถทำได้ 2 แบบ ได้แก่ แบบแมนนวล (Manual) และแบบอัตโนมัติ โดยแบบ Manual ผู้ใช้งานสามารถเปิดปิดเครื่องได้ตามที่ต้องการ ส่วนแบบอัตโนมัติสามารถจะใช้งานร่วมกันกับสวิทซ์ความดัน (Pressure Switch) โดยเมื่อเดินระบบอัตโนมัติ เครื่องจะทำงานเป็นขั้นตอนตามที่กำหนดไว้และเมื่อน้ำที่เข้ามามีแรงดันสูงขึ้นเรื่อยๆ จนถึงความดันที่ตั้งไว้ เช่น 7 บาร์ ตู้ควบคุมจะสั่งให้หยุดการส่งน้ำและเข้าสู่ขบวนการแกะแผ่นคายตะกอนต่อไป


หลักการเลือกขนาดเครื่องจักร

การเลือกใช้และประเมินหาขนาดเครื่องจักรชนิดนี้ ผู้เลือกควรจะต้องทราบข้อมูลเบื้องต้นเพื่อใช้หาขนาดที่เหมาะสมดังรายละเอียด ข้างล่างนี้


   

a. ชนิดของน้ำเข้า (Influent Type) สามารถใช้ในการประเมินหาคุณสมบัติทางกายภาพของตะกอนแห้งที่ออกมาได้ เช่น ค่าความแห้ง (% Dry Solid, DS) ความแห้งของตะกอนที่ได้โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 25% ถึง 70% ขึ้นอยู่กับชนิดและลักษณะของน้ำตะกอนเข้า


b. ปริมาณสารแขวนลอยของน้ำเข้า (%SS of Influent) ใช้ในการคำนวณหาปริมาตรของตะกอนแห้งที่ออกมาได้


c. ปริมาณของน้ำเข้าต่อครั้ง (Influent Capacity / Batch) เป็นปริมาณของน้ำที่จะถูกส่งเข้าไปในเครื่องต่อครั้ง ใช้ในการคำนวณหาปริมาตรของตะกอนแห้งที่ออกมาได้


d. อัตราการกรอง (Filtration Flow) ใช้ในส่วนของการกรองผลิตภัณฑ์ จะขึ้นอยู่กับชนิดของผ้ากรอง พื้นที่การกรอง (Filtration Area) และจะมีค่าสูงสุดเมื่อเริ่มกรองและต่ำสุดเมื่อตะกอนเต็มแผ่นกรอง


e. สามารถแสดงเป็นความสัมพันธ์ ได้แก่


V = C x %SS / %DS x K V = ขนาดของเครื่องจักร (ลิตร) C = ปริมาณของน้ำเข้าต่อครั้ง (ลิตร) %SS = ปริมาณสารแขวนลอยของน้ำเข้า (% or mg/l) %DS = ค่าความแห้งของตะกอนแห้ง K = ค่าคงที่ทางกลของเครื่องจักรชนิดนั้นๆ

f. ตัวอย่างการคำนวณ : ถ้าน้ำตะกอนจากระบบบำบัดน้ำเสียชุมชน ที่บ่อเก็บมีปริมาณ 10 ลบ.ม. ต่อวัน และเมื่อน้ำ ไปทดสอบหาค่า %SS ได้ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 3% ต้องการเลือกใช้เครื่องอัดตะกอน (Filter Press)


สามารถคำนวณค่า
V = 10 x 1,000 x 3% / 30% x 1.1 V = 1,100 ลิตร โดยประเมินตะกอนแห้งที่ออกมาที่ 30%DS

ดังนั้นเลือกใช้เครื่องจักรที่มีขนาดแผ่นกรอง 630 มม. จำนวน 37 แผ่นต่อเครื่อง มีปริมาตร ~370 ลิตร
ควบคุมการทำงานแบบชุดต้นกำลังไฟฟ้า จำนวน 1 เครื่อง และต้องทำงาน 3 ครั้งต่อวัน เป็นต้น