กาการรการตกตะกอนทางเคมีโดยวิธี Jar Test

โดย สัญญา แก้ววงษา
นักวิชาการสิ่งแวดล้อม
ศูนย์วิจัยและฝึกอบรมด้านสิ่งแวดล้อม
กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม

                      บทนำ

การทดสอบตกตะกอนทางเคมีของน้ำโดยวิธีJartestก็เพื่อช่วยในการตกตะกอนทางเคมีของนำในการผลิตประปาหรือใน
บางกรณีอาจรวมถึงในกระบวนการบำบัดน้ำเสียด้วย ซึ่งปัจจัยในการตกตะกอนนั้นขึ้นอยู่กับค่า พีเอช สี ความขุ่น ส่วนประกอบของสารต่าง ๆ ที่อยู่ในน้ำ ชนิดของตัวตกตะกอนที่เราใช้ รวมทั้ง อุณหภูมิ อัตราเร็วของสารที่ผสมระยะเวลาในการผสม ซึ่งน้ำแต่ละแห่งแต่ละชนิดก็ต้องการปริมาณสารที่ตกตะกอนในปริมาณที่ต่างกัน ซึ่งสารเคมีที่นิยมใช้ในการตกตะกอนคือสารส้ม(Filter Alum,Al2(SO4)3.14H2O) ในการทำ Jar Test นี้ เป้นการหาปริมาณสารส้มที่พอเหมาะในการสร้างตะกอนนั่นเอง ซึ่งสารส้มที่พอดีจะสามารถกำจัดความขุ่น สี สาหร่ายในน้ำ รวมทั้งเงินทุนที่น้อยลงด้วย

                   เครื่องมือและอุปกรณ์

1.บีกเกอร์ขนาด 1-2 ลิตร จำนวน 6 ใบ
2.เครื่องสำหรับกวนน้ำ(เครื่องทำJar test)ที่มีความเร็วรอบตั้งแต่ 0-120 รอบต่อนาที
3.เครื่องวัดสี เครื่องวัดความขุ่น pH meter และเครื่องสำหรับวัดความเป็นด่าง

                  สารเคมีที่ใช้

1.สารละลาย Stock อลูมิเนียมซัลเฟตโดยละลายอลูมิเนียมซัลเฟต 1 กรัม ในน้ำกลั่น 1 ลิตร
2.สารละลาย Stock ปูนขาว (Ca(OH)2) ละลายผงปูนขาว 1 กรัม ในน้ำกลั่น 1 ลิคร ทุกครั้งที่ใช้ต้องเขย่าก่อน เพื่อปรับ pH

                 วิธีการทำ

1.หาค่าสี ความขุ่น pH และความเป็นด่างในน้ำดิบที่ต้องการทำ
2.นำบีกเกอร์ขนาด 1-2 ลิตร จำนวน 6 ใบ ตวงน้ำดิบใส่ในบีกเกอร์ทั้ง 6 ใบ ปริมาตร 1 ลิตร วางไว้ใต้ใบพัดปั่น
3.ใช้ปิเปตดูดสารละลาย Stock อลูมิเนียมซัลเฟต ใส่ในบีกเกอร์ในปริมาตร 10,20,30,40,50,และ 60 ml/l ตามลำดับ
4.หย่อนใบพัดลงในบีกเกอร์แล้วสตาร์ทเครื่องกวนน้ำดดยใช้ความเร็ว 80-100 รอบต่อนาที เป็นเวลา 1นาที
5.ลดความเร็วของใบพัดให้เหลือ30 รอบต่อนาที ปั่นต่อไปประมาณ 15-20 นาที
6.สังเกตและบันทึก เวลาที่เริ่มเห้นตะกอนรวมตัว ของแต่ละบีกเกอร์ ตลอดจนขนาด และปริมาณของตะกอน(floc)
ที่เกิดขึ้น ว่าจับตัวกันดีแค่ไหน โดยตะกอนที่จับตัวไม่ฟุ้งกระจายตามแรงกวนของใบพัด
7.เมื่อครบ 15-20 นาที หยุดเครื่องและยกใบพัดขึ้นปล่อยให้ตะกอนตกลงก้นบีกเกอร์ พร้อมกับบันทึกระยะเวลาที่ตะกอนตกลงสู่ก้นบีกเกอร์
8.ตั้งทิ้งไว้ปล่อยให้ตะกอนตกลงก้นบีกเกอร์ประมาณ 1 ชั่วโมง
9.นำส่วนใสข้างบนของบีกเกอร์แต่ละใบ(supernatant) มาหาค่า ความขุ่น สี พีเอช และความเป็นด่าง
10.บีกเกอร์ใบที่ให้ผลการทดลองดีที่สุด คือใบที่บอกให้ทราบว่าบีกเกอร์ของการสร้างตะกอนนั้ดีที่สุด และผลที่ได้คือปริมาณสารสร้างตะกอน (สารส้ม) ที่จะเติมลงไปในถังกวนเร็วของกระบวนการผลิตน้ำประปาจริงนั่นเอง
11.ถ้าปรากฎว่าไม่มีบีกเกอร์ใดเลย ที่มีค่าสี ต่ำกว่า 10-20 หน่วย หรือ มีความขุ่นต่ำกว่า 5-10 หน่วย ให้ทิ้งน้ำทั้ง 6 บีกเกอรืแล้วทำใหม่โดยเปลี่ย ปริมาณสารเคมีที่ใช้ เป็นความเข้มข้นอื่น ๆ จนกว่าจะได้ผลการทดลองที่ดี

           ในบางกรณีถ้าน้ำดิบมีค่าความเป็นด่างต่ำเมื่อเติม อลูมิเนียมซัลเฟต ลงไป พีเอช ของน้ำจะลดลง ทำให้การตกตะกอนไม่ดี(ในสภาวะที่พีเอชต่ำ การตกตะกอนจะไม่ดี) ดังนั้น จึงต้องเติมปูนขาวลงไปเพื่อปรับ พีเอช ให้สูงขึ้น การเติมปูนขาวขนาดต่าง ๆ ให้เติมพร้อมกับสารส้มแล้วเปลี่ยนปริมาณปูนขาวไปเรื่อย ๆ จนได้ปริมาณสารส้ม และปริมาณปูนขาวที่ให้ผลการทดลองที่ดี

                 การนำไปใช้

ผลที่ได้ จากการทดลอง ให้เลือกปริมาณที่ใช้สารเคมีต่ำที่สุดที่ทำให้เกิดการตกตะกอนได้ดี และมีค่าความขุ่น สี น้อย ค่าพีเอช และความเป็นด่างที่เหมาะสม