Water
Ultrafiltration (UF) System
ระบบกรองเมมเบรนความละเอียดสูงสำหรับผลิตน้ำสะอาดและรีไซเคิลน้ำ
การใช้งานระบบ
Ultrafiltration (UF) เป็นกระบวนการกรองกายภาพ (Physical Membrane Filtration) ที่ใช้แรงดันในการแยกของแข็งแขวนลอย (TSS), คอลลอยด์, แบคทีเรีย และจุลินทรีย์ขนาดใหญ่ ออกจากน้ำ โดยไม่ต้องใช้สารเคมีต่อเนื่อง
ระบบ UF ใช้ได้ทั้งใน
-
ระบบผลิตน้ำสะอาด (Feed to RO/DI System)
-
ระบบผลิตน้ำดื่ม
-
ระบบบำบัดน้ำเสียขั้นสูง (Tertiary / Reuse / Reclaim)
หลักการทำงานของระบบ UF
น้ำถูกป้อนเข้าสู่โมดูลเยื่อกรอง (Membrane Module) ภายใต้แรงดัน 0.5–2.0 bar น้ำสะอาดจะซึมผ่านรูพรุนของเมมเบรน ขณะที่สารแขวนลอยและจุลินทรีย์ถูกกักไว้ด้านหนึ่ง
-
น้ำที่ผ่านเรียกว่า Permeate
-
ส่วนที่เหลือเรียกว่า Retentate หรือ Concentrate
สมการพื้นฐาน:
ขนาดรูพรุนและการเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอื่น
| ประเภทการกรอง | ขนาดรูพรุน (µm) | สิ่งที่กรองออกได้ | ตัวอย่างการใช้งาน |
|---|---|---|---|
| Microfiltration (MF) | 0.1–1.0 | แบคทีเรีย, TSS | น้ำดื่มเบื้องต้น |
| Ultrafiltration (UF) | 0.01–0.1 | คอลลอยด์, แบคทีเรีย, โปรโตซัว, ไวรัสบางส่วน | Pre-RO, Reuse water |
| Nanofiltration (NF) | 0.001 | เกลือบางชนิด, สารอินทรีย์โมเลกุลใหญ่ | Softening, Organics control |
| Reverse Osmosis (RO) | 0.0001 | ไอออน, เกลือทั้งหมด | น้ำบริสุทธิ์, น้ำดีมาก |
ความสามารถในการแยกสิ่งปนเปื้อน (Log Removal Value, LRV)
| สิ่งปนเปื้อน | ขนาดโดยประมาณ | ประสิทธิภาพของ UF (ทั่วไป 0.01–0.1 µm) | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| Suspended solids / Colloids | >0.1 µm | >6 log removal | จุดแข็งของ UF |
| Bacteria (เช่น E. coli) | 0.2–2.0 µm | >6 log removal | กรองได้แน่นอน |
| Protozoa (Giardia, Cryptosporidium) | 4–12 µm | >6 log removal | กรองได้แน่นอน |
| Virus (0.02–0.05 µm) | 0.02–0.05 µm | 2–4 log reduction (ขึ้นกับรูพรุนและสภาพเมมเบรน) | ต้องใช้ระบบเสริม เช่น RO, NF, UV, หรือคลอรีน |
หมายเหตุ:
การกำจัดไวรัสอย่างมั่นใจ 100% ต้องใช้ UF ที่ผ่านการรับรอง LRV ≥ 4 พร้อมระบบ Integrity Test ตรวจสอบความสมบูรณ์ของเยื่อกรองเป็นประจำ
โครงสร้างของเยื่อกรองและการจัดเรียงโมดูล
| ประเภทเมมเบรน | ลักษณะทางกายภาพ | จุดเด่น | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|
| Hollow Fiber | ท่อกลวงขนาดเล็ก, น้ำไหลจากในออก หรือกลับกัน | พื้นที่กรองสูง, ราคาต่ำ | ระบบผลิตน้ำดื่ม, Pre-RO |
| Spiral Wound | เมมเบรนแผ่นม้วนรอบแกนกลาง | เปลี่ยนง่าย | น้ำที่มีของแข็งต่ำ |
| Tubular | ท่อขนาดใหญ่ | ทนของแข็งสูง, CIP ง่าย | น้ำเสียเข้มข้น |
| Plate & Frame | แผ่นเรียงซ้อน, ถอดล้างง่าย | ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ยา | งานเฉพาะด้าน |
ค่าการออกแบบ (Design Criteria)
| รายการ | ค่าทั่วไป |
|---|---|
| Pore size | 0.01–0.1 µm |
| TMP (Transmembrane Pressure) | 0.5–2.0 bar |
| Operating Flux | 40–120 L/m²·h |
| Recovery | 90–95% |
| Backwash frequency | ทุก 20–60 นาที |
| Backwash duration | 30–90 วินาที |
| Chemical Enhanced Backwash (CEB) | ทุก 4–8 ชั่วโมง |
| Clean-In-Place (CIP) | ทุก 1–4 สัปดาห์ |
| pH range | 2–11 (ขึ้นกับวัสดุเมมเบรน) |
| Temperature limit | < 40°C |
| Membrane Material | PVDF, PES, PAN, PS |
กระบวนการทำงาน (UF Process Flow)
หมายเหตุ:
-
Dead-end filtration เหมาะกับน้ำสะอาด TSS ต่ำ (<10 mg/L)
-
Crossflow filtration เหมาะกับน้ำที่มีตะกอนสูง เพื่อป้องกัน fouling
ระบบล้างและบำรุงรักษา
Backwash
-
ใช้น้ำที่ผ่านกรอง (Permeate) ดันย้อนกลับเพื่อล้างสิ่งอุดตัน
-
ความเร็ว 2–3 เท่าของ flux ปกติ
Chemical Enhanced Backwash (CEB)
-
เติมสารเคมีเจือจาง เช่น NaOCl (50–200 ppm) หรือ Citric acid (pH 2–3)
-
ใช้ทุก 4–8 ชั่วโมง เพื่อชะล้างสิ่งอุดตันอินทรีย์/อนินทรีย์
Clean-In-Place (CIP)
-
ล้างระบบด้วยสารเคมีเข้มข้นเมื่อ flux ลดลง 10–15%
-
ใช้สารเคมีเช่น
-
NaOH 0.1–0.5% (organic fouling)
-
Citric acid / HCl 0.1–0.5% (scale)
-
NaOCl 100–200 ppm (biofouling)
-
ตัวอย่างการคำนวณขนาดระบบ
ข้อมูลออกแบบ:
-
Desired permeate = 20 m³/h
-
Flux = 80 L/m²·h
-
Recovery = 90%
คำนวณ:
ถ้าแต่ละโมดูลมีพื้นที่ 50 m² → ต้องใช้ 5 โมดูล
เพิ่มสำรอง 20% → ใช้ 6 โมดูล (5 ทำงาน + 1 สแตนด์บาย)
การตรวจสอบและควบคุม
| รายการตรวจวัด | จุดติดตั้ง / ความถี่ | วัตถุประสงค์ |
|---|---|---|
| TMP | ต่อเนื่อง (ทุกโมดูล) | ตรวจจับ fouling |
| Flux / Flowrate | ต่อเนื่อง | ประสิทธิภาพการกรอง |
| Permeate Conductivity / Turbidity | ทุกวัน | คุณภาพน้ำ |
| Integrity Test | เดือนละ 1 ครั้ง | ตรวจเมมเบรนรั่ว |
| SDI (Silt Density Index) | ก่อนเข้า RO | ควร < 3.0 |
| CEB/CIP Log | ทุกครั้งที่ล้าง | ใช้ติดตามอายุเมมเบรน |
อายุการใช้งานและการบำรุงรักษา
| อุปกรณ์ | อายุใช้งานโดยเฉลี่ย | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| UF Membrane | 3–5 ปี | อายุขึ้นกับคุณภาพน้ำและความถี่การล้าง |
| Feed/Backwash Pump | 5–10 ปี | ตรวจซีลทุก 6 เดือน |
| Valve / Instrument | 3–5 ปี | ตรวจสอบทุก 6 เดือน |
| CIP Chemical Tank | 5–10 ปี | ตรวจรอยรั่ว/สารตกค้าง |
การเชื่อมต่อกับระบบอื่น
UF สามารถทดแทน Sand + Cartridge filter ก่อน RO ได้ เพื่อให้คุณภาพน้ำคงที่และลดการเปลี่ยนไส้กรอง
ข้อดีของระบบ UF
-
คุณภาพน้ำคงที่ Turbidity < 0.1 NTU
-
ไม่มีการใช้สารเคมีระหว่างกรอง
-
Backwash อัตโนมัติ, Recovery สูง
-
ล้าง CIP ได้, ยืดอายุการใช้งานเมมเบรน
-
เหมาะทั้งระบบน้ำบาดาล, ระบบน้ำ RO, และ Reuse water
ข้อจำกัดและข้อควรระวัง
-
ไวรัสอาจผ่านได้บางส่วน ต้องใช้ UF ที่มี LRV รับรอง หรือเสริมด้วย RO/UV
-
ต้องมีระบบ Backwash/CEB ที่ออกแบบดี
-
น้ำที่มีเหล็กหรือแมงกานีสสูงต้องผ่านการออกซิเดชันและกรองก่อนเข้าสู่ UF
-
ต้องป้องกันคลอรีนเข้มข้นเกิน (อาจทำลายเยื่อ PES/PVDF)
สรุป
-
UF เป็นเทคโนโลยีกรองละเอียดระดับเมมเบรนที่ให้คุณภาพน้ำคงที่ เหมาะสำหรับ Pre-treatment ก่อน RO
-
สามารถกำจัดแบคทีเรียและของแข็งแขวนลอยได้มากกว่า 99.99%
-
ช่วยลดภาระการบำรุงรักษาระบบ RO และเพิ่มอายุของเมมเบรน RO
-
หากต้องการคุณภาพน้ำระดับปลอดไวรัส ต้องใช้ UF ที่ผ่านการรับรอง LRV และมีระบบตรวจสอบ Integrity test ควบคู่
About aceken
We are an environmental engineering firm. Aceken introduces water, wastewater and water recycling systems as engineering, procurement and construction (EPC), Turn Key project, expert and professional services. Leader of state-of-the-art technology, sustainable solutions and competitive price.
aceken สำนักงานใหญ่
- Hotline. 062-449-1000
- t. 02-1598010
- info@aceken.com
- Line ID : acekensiam
ACE SUCCESSES
