Belt Press
เครื่องรีดตะกอน




เครื่องรีดตะกอน (Belt Press) เป็นเครื่องจักรที่นิยมนำมาใช้งานในระบบจัดการตะกอนในระบบบำบัดน้ำเสีย เนื่องจากสามารถจัดการตะกอนได้อย่างต่อเนื่องและได้ปริมาณตะกอนแห้ง (Sludge Cake) ออกมาค่อนข้างมาก ซึ่งปริมาณการรีดตะกอนจะขึ้นอยู่กับขนาดหน้ากว้างของสายพานรีดตะกอน (Sludge Belt) อัตราการรีดตะกอนสำหรับสายพานขนาดหน้ากว้าง 1 เมตรจะอยู่ที่ประมาณ 90 ถึง 400 กก./ชม. ความแห้งของตะกอนที่ได้โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 16% ถึง 50% ขึ้นอยู่กับชนิดและลักษณะของน้ำตะกอนเข้า


รูปแบบและการติดตั้ง




หลักการทำงานของเครื่องจักรจะส่งน้ำตะกอนที่ทำการปรับสภาพตะกอนแล้ว (Flocculated Sludge) เข้ามาในเครื่อง ลงบนสายพานรีดตะกอน (Sludge Belt) ที่เคลื่อนที่อย่างช้าๆและตึงมากโดยชุดลูกกลิ้ง (Rollers) จากนั้นตะกอนจะถูกบีบโดยสายพานเพื่อรีดน้ำและแยกตะกอนออกมา รูปที่ 3.5 แสดงหลักการรีดตะกอน โดยแรงตึงของสายพานทั้งสองด้านและมีการเคลื่อนที่ไปด้านหน้าอย่างช้าๆ ทำให้เกิดการบีบส่งตะกอนแห้งออกมาได้


แสดงหลักการรีดตะกอน โดยแรงตึงของสายพานทั้งสองด้าน


โดยในระหว่างรีดตะกอนจะต้องมีการล้างสายพานโดยชุดล้างสายพาน (Wash Water Pipe) ที่ติดตั้งอยู่ภายในเครื่อง ตะกอนแห้งที่ได้ จะค่อนข้างแห้งและง่ายต่อการลำเลียงไปลงภาชนะ หรือ ระบบลำเลียงอื่นต่อไป การรีดตะกอนโดยสายพานนั้นนิยมใช้กันอยู่สองแบบ ได้แก่ แบบสายพานคู่ (Double Belts) และแบบสายพานเดี่ยว (Single Belt) แบบสายพานคู่จะได้ตะกอนที่แห้งกว่าและเป็นที่นิยมใช้มากกว่า เครื่องจักรแบบนี้มักจะติดตั้งไว้บนแท่นที่สูงพอที่ตะกอนจะตกลงสู่ภาชนะที่เตรียมไว้ได้ หรือ ติดตั้งอยู่ที่ชั้นสองเพื่อให้ง่ายในการจัดการต่อไป ส่วนน้ำที่กรองและน้ำล้างสายพานได้จะมีการต่อท่อส่งไปยังระบบบำบัดอีกครั้ง


องค์ประกอบของเครื่องจักร



a) โครงเครื่อง (Main Frame) มีลักษณะเป็นโครงเหล็กด้านซ้ายและขวาประกอบกันให้มีขนาดหน้ากว้างเหมาะสมกับหน้ากว้างของสายพานรีดตะกอนเชื่อมประกอบกันอย่างแข็งแรง ส่วนตรงกลางจะเป็นที่ว่างสำหรับรองรับชุดลูกกลิ้ง (Rollers) และสายพานรีดตะกอน (Sludge Belt) โดยปกติโครงเครื่องทำจากเหล็กแบบ SS400 หรือ สแตนเลสแบบ SUS304

b) ชุดลูกกลิ้ง (Rollers) ประกอบด้วยลูกกลิ้งหลายแบบตามแต่หน้าที่การทำงาน ได้แก่ ลูกกลิ้งรีดน้ำ (Drainage Roller) ลูกกลิ้งบีบตะกอน (Pressing Roller) ลูกกลิ้งปรับความตึงสายพาน (Tension Roller) ลูกกลิ้งปรับทิศทางสายพาน (Tracking Roller) และลูกกลิ้งขับสายพาน (Driving Roller) โดยลูกกลิ้งรีดน้ำ (Drainage Roller) เป็นส่วนสำคัญในการแยกน้ำออกจากตะกอนมีลักษณะเป็นลูกกลิ้งเจาะรู (Perforated Roller) ทั่งผิวลูกกลิ้ง มีขนาดรูอย่างน้อย 18 มม.เพื่อให้น้ำออกได้ง่าย มักจะถูกออกแบบให้มีจำนวน 2 ลูกต่อเครื่อง ที่ปลายเพลาของลูกกลิ้งทั้งหลายจะประกอบเข้ากับแบริ่ง (Bearing) และยึดติดเข้ากับโครงเครื่องด้านข้าง โดยปกติลูกกลิ้งรีดน้ำ ลูกกลิ้งบีบตะกอน และลูกกลิ้งปรับความตึงสายพานทำจากเหล็กแบบ SS400 ชุบด้วยกัลวาไนซ์ ส่วนลูกกลิ้งปรับทิศทางสายพานและลูกกลิ้งขับสายพานจะทำจากเหล็กแบบ SS400 แล้วเคลือบด้วยยางแบบ NBR หรือวัสดุอื่นตามแต่ผู้ผลิต

c) สายพานรีดตะกอน (Sludge Belt) เป็นสายพานที่ต้องมีความแข็งแรงทนต่อแรงดึงสูง สายพานที่นิยมใช้โดยทั่วไปจะเป็นแบบท่อโดยเส้นเดี่ยว (Monofilament) และทำมาจากโพลีเอสเตอร์ (Polyester)

d) ชุดปรับความตึง (Belt Tension Set) เป็นชุดปรับความตึงของสายพานใช้งานร่วมกับลูกกลิ้งปรับความตึง (Tension Roller) โดยประกอบกับลูกกลิ้งที่ปลายเพลาทั้งสองเพื่อดึงสายพานที่แกนเพลา สามารถเลือกใช้กระบอกลม (Pneumatic Cylinder) หรือกระบอกไฮดรอริก (Hydraulic Cylinder) ก็ได้ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ทั้งนี้ต้องมีการความคุมความตึงของสายพานให้มีความเหมาะสม หรือประมาณ 3 ถึง 7 kW เป็นต้น

e) ชุดปรับทิศทางสายพาน (Belt Tracking Set) เป็นชุดที่ใช้สำหรับปรับทิศทางของสายพานเมื่อสายพานเริ่มมีการเคลื่อนที่ ออกนอกทิศทางบนลูกกลิ้ง ชุดปรับทิศทางสายพานจะติดตั้งด้านข้างเครื่องที่ปลายของเพลาด้านหนึ่งของลูกกลิ้งปรับทิศทางสายพาน สามารถเลือกใช้กระบอกลม (Pneumatic Cylinder) หรือกระบอกไฮดรอริก (Hydraulic Cylinder) ในการเคลื่อนตัวลูกกลิ้งเพื่อปรับสายพานก็ได้ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต หนึ่งชุดจะใช้ปรับสายพานหนึ่งเส้น โดยปกติอุปกรณ์ควบคุมการปรับฯ มีอยู่หลายแบบขึ้นอยู่กับผู้ผลิต เช่น แบบใช้ลมควบคุม (Pneumatic Control) และแบบใช้แสงควบคุม (Photo Sensor) เป็นต้น

f) ชุดล้างสายพาน (Wash Water Pipe) เป็นชุดท่อน้ำล้างสายพาน ติดตั้งภายในเครื่องวางอยู่ด้านหลังสายพาน ความยาว ของท่อช่วงล้างสายพานจะเท่ากับความกว้างของสายพานและบนท่อจะมีหัวฉีดแบบม่านน้ำ (Flat Spray Nozzles) ยึดติดอยู่ เป็นระยะอย่างเหมาะสม หนึ่งชุดท่อล้างสายพานจะใช้สำหรับล้างสายพานหนึ่งเส้น ท่อล้างสายพานทำจากท่อเหล็กแบบ SS400 ชุบด้วยกัลวาไนซ์ หรือสแตนเลสแบบ SUS304 และหัวฉีดทำจากทองเหลือง หรือวัสดุอื่นที่เหมาะสม

g) ใบกวาดตะกอน (Cake Scraper) เป็นใบปาดที่ติดตั้งอยู่ตรงทางออกของตะกอนแห้งเพื่อกวาดตะกอนให้ออกลงมาจากเครื่อง ใบปาดตะกอนทำมาจากพลาสติกแบบ Polyethylene (PE)

h) ตู้ควบคุมเครื่องจักร (Control Panel) จะกล่าวถึงการควบคุมโดยทั่วไป การควบคุมเครื่องจักรจะขึ้นอยู่กับชนิดของเครื่องและอุปกรณ์ที่ใช้อยู่ในระบบเป็นหลัก และสามารถเลือกใช้ได้ 2 แบบ ได้แก่ แบบแมนนวล (Manual) และแบบอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติ (Auto or Semi-Auto) โดยแบบ Manual ผู้ใช้งานสามารถเปิดปิดเครื่องได้ตามที่ต้องการ แบบอัตโนมัติหรือ กึ่งอัตโนมัติจะควบคุมการรีดตะกอนร่วมกับอุปกรณ์อื่นอย่างต่อเนื่อง ระบบจะควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ให้ทำงานเป็นขั้นตอนเรียงลำดับก่อนหลัง เช่น เดินระบบลมเข้าก่อน จากนั้นจึงเริ่มเดินเครื่อง และน้ำล้างสายพาน เป็นต้น


หลักการเลือกขนาดเครื่องจักร

การเลือกใช้และประเมินหาขนาดเครื่องจักรชนิดนี้ ผู้เลือกควรจะต้องทราบข้อมูลเบื้องต้นเพื่อใช้หาขนาดที่เหมาะสมดังรายละเอียด ข้างล่างนี้




a. ชนิดของน้ำเข้า (Influent Type) สามารถใช้ในการประเมินหาคุณสมบัติทางกายภาพของตะกอนแห้งที่ออกมาได้ เช่น ค่าความแห้ง (% Dry Solid, DS) โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 16% ถึง 50% ขึ้นอยู่กับชนิดและลักษณะของน้ำตะกอนเข้า


b. ปริมาณสารแขวนลอยของน้ำเข้า (%SS of Influent) ใช้ในการคำนวณหาปริมาตรของตะกอนแห้งที่ออกมาได้


c. ปริมาณของน้ำเข้าต่อช่วงเวลา (Influent Capacity / Period) เป็นปริมาณของน้ำที่จะถูกส่งเข้าไปในเครื่องที่กำหนดไว้ต่อช่วงเวลา ซึ่งควรออกแบบให้เหมาะสมกับระยะเวลาทำงานและได้เครื่องที่มีขนาดที่เหมาะสม


d. สามารถแสดงเป็นความสัมพันธ์ ได้แก่

W = Q x %SS x K W = หน้างกว้างของสายพาน (ม.) Q = ปริมาณของน้ำเข้าต่อครั้ง (ลบ.ม/ชม.) %SS = ปริมาณสารแขวนลอยของน้ำเข้า (% or mg/l) K = ค่าคงที่ทางกลของเครื่องจักรชนิดนั้นๆ

e. ตัวอย่างการคำนวณ : ถ้าน้ำตะกอนจากระบบบำบัดน้ำเสียชุมชน ที่บ่อเก็บมีปริมาณ 100 ลบ.ม.ต่อวัน ทำงานวันละ 8 ชั่วโมง และเมื่อน้ำไปทดสอบหาค่า %SS ได้ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 3% ต้องการเลือกใช้เครื่องรีดตะกอน (Belt Press)

สามารถคำนวณค่า
W = 100 / 8 x 1,000 x 3% x 1/160 V = 2.34 เมตร โดยประเมินตะกอนแห้งที่ออกมาที่ 18%DS

ดังนั้นเลือกใช้เครื่องรีดตะกอนที่มีสายพานหน้ากว้าง 1.5 ม. จำนวน 2 เครื่อง เพื่อทำงานได้วันละ 8 ชั่วโมง เป็นต้น