กรรมวิธีการผลิตน้ำประปา
การผลิตน้ำประปาจะถูกกำหนดโดยคุณภาพของน้ำดิบ นั่นหมายความว่า กรรมวิธีการผลิตจะต้องได้รับการออกแบบ ให้สามารถกำจัดสิ่งสกปรกและเชื้อโรคที่ปนเปื้อนในน้ำดิบให้ออกไปได้อย่างเหมาะสม กล่าวคือ สามารถทำให้น้ำดิบกลายเป็น น้ำประปาที่สะอาดและมีคุณภาพดี โดยมีค่าใช้จ่ายต่ำและใช้ทรัพยากรต่างๆ น้อยที่สุด ทั้งนี้ กรรมวิธีการผลิตน้ำประปา ที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วไปนั้น จะเป็นกรรมวิธีที่ใช้การกรองและการใช้สารเคมี เพื่อคัดแยกสิ่งสกปรกต่างๆ ที่ปนเปื้อนออก และฆ่าเชื้อโรค ขั้นตอนต่างๆ มีดังต่อไปนี้
๑. การปรับปรุงคุณภาพน้ำดิบ
ในการลำเลียงน้ำดิบจากแหล่งน้ำดิบมายังโรงงานผลิตน้ำประปาผ่านทางคลองเปิด จะสัมผัสกับอากาศและแสงแดด และจะตกตะกอนตามธรรมชาติ ทำให้มีคุณภาพดีขึ้น รวมถึงในระหว่างที่น้ำไหลมานั้น สามารถคัดแยกขยะหรือสิ่งสกปรกต่างๆ ที่มีขนาดใหญ่ เช่น เศษไม้ วัชพืช ถุงพลาสติก ออกจากน้ำดิบ ก่อนที่น้ำดิบจะเข้าสู่โรงงานผลิตน้ำ
การใช้เครื่องมือตรวจวัดคุณภาพน้ำดิบ
ในกรณีเกิดเหตุการณ์ที่จะส่งผลให้น้ำดิบมีแนวโน้มคุณภาพต่ำลง ควรมีการตรวจสอบและเฝ้าระวังอย่างใกล้ชิด เพื่อเตรียมการ และปรับเปลี่ยนกระบวนการผลิตให้เหมาะสมกับคุณภาพของน้ำดิบได้ทันเวลา
ถังตกตะกอน
๒. การเติมสารเคมี
ก่อนน้ำดิบจะไหลสู่ขั้นตอนการตกตะกอนในถังตกตะกอน จะมีการเติมสารเคมีต่างๆ ลงในน้ำดิบ เช่น สารส้ม สารช่วยตกตะกอน ในอัตราส่วนปริมาณที่พอเหมาะกับคุณภาพของน้ำดิบ ซึ่งน้ำดิบจากแหล่งน้ำธรรมชาติมักจะมีคุณภาพแปรเปลี่ยนไป ในแต่ละช่วงเวลาหรือฤดูกาล
๓. การตกตะกอน
เมื่อผ่านการเติมสารเคมีต่างๆ ลงไปแล้ว น้ำดิบจะไหลมายังถังตกตะกอน ซึ่งจะมีกลไกของการทำงาน ที่ทำให้สารเคมีถูกกวน หรือถูกบังคับให้สัมผัส และทำปฏิกิริยากับตะกอนหรือความขุ่นที่ปนเปื้อนอยู่ในน้ำ เพื่อให้ตะกอน หรือความขุ่นดังกล่าว จับตัวกัน เป็นก้อนเล็กๆ และค่อยๆ มีขนาดใหญ่ขึ้น กลุ่มของตะกอนที่มีขนาดใหญ่ขึ้นนี้ จะช่วยทำหน้าที่ในการดักจับตะกอนใหม่ จากนั้น ตะกอนที่จับตัวกันจนมีขนาดใหญ่มากพอ ก็จะตกลงสู่ก้นถังตกตะกอนในที่สุด การตกตะกอนจะมีลักษณะดังที่กล่าวมานี้ และหมุนเวียนไปเรื่อยๆ สำหรับถังตกตะกอนมีอยู่หลายรูปแบบ แต่ละรูปแบบจะมีขนาดและรูปร่างของถัง รวมถึงลักษณะการทำงาน ที่เหมาะสม กับคุณภาพของน้ำดิบที่แตกต่างกันไป น้ำที่ผ่านขั้นตอนการตกตะกอนแล้ว จะมีความใส และจะไหลไปยังถังกรองน้ำ อันเป็นขั้นตอนต่อไป
ถังกรองน้ำ
๔. การกรอง
น้ำใสที่ผ่านการตกตะกอนแล้วจะไหลมายังถังกรองน้ำ เพื่อไหลผ่านชั้นของสารกรอง ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ทรายเป็นสารกรอง เนื่องจาก มีอยู่แพร่หลายทั่วไป หาซื้อได้ง่าย และมีราคาไม่แพง หรืออาจใช้วัสดุอื่นๆ เช่น ผงถ่านแอนทราไซต์เป็นสารกรอง หรือใช้ถ่านแอนทราไซต์ควบคู่กับทรายก็ได้ ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมในด้านต่างๆ รวมไปถึงคุณภาพของน้ำดิบด้วย น้ำที่ไหลผ่านถังกรองน้ำจะถูกกรองเอาตะกอนซึ่งมีขนาดเล็กหรือมีความละเอียดมากออกอีกครั้งหนึ่ง ทำให้น้ำที่ได้ผ่านการกรองแล้วจะมีความใสมาก ถังกรองน้ำที่ใช้กันโดยส่วนใหญ่จะมี ๒ รูปแบบ คือ ถังกรองช้า และถังกรองเร็ว ถังกรองช้าเหมาะสำหรับในกรณีที่นํ้าดิบมีความขุ่นตํ่า ซึ่งในปัจจุบันไม่เป็นที่นิยมใช้มากนัก เพราะต้องใช้พื้นที่ตั้งถังกรองมาก โรงงานผลิตนํ้าขนาดใหญ่ทั่วไปจะใช้ถังกรองเร็ว ถังกรองน้ำเมื่อใช้งานไปได้ระยะเวลาหนึ่งจะต้องล้างถังกรอง เพื่อทำความสะอาด ชั้นของสารกรองที่อุดตัน เนื่องจากตะกอนจะไปแทรกตัวตามช่องว่างหรือรูพรุนของสารกรอง วิธีล้างถังกรองโดยการพ่นน้ำ หรือพ่นน้ำและลมผ่านขึ้นมาจากใต้ถังกรอง ทำให้ชั้นของสารกรองขยายตัว และจะเกิดช่องว่างเพิ่มขึ้น ตะกอนที่ติดอยู่ภายใน จะหลุดออกและไหลตามน้ำออกไป ระยะเวลาที่ใช้ในการล้างถังกรองน้ำในแต่ละครั้ง ขึ้นอยู่กับความถี่ในการล้างและปริมาณของน้ำ ที่ไหลผ่านถังกรองน้ำ หลังจากการล้างถังกรองนํ้าแล้วพบว่า น้ำที่ผ่านการกรองในระยะแรกยังไม่ค่อยใส แต่เมื่อผ่านไปประมาณ ๑๕-๒๐ นาที น้ำที่ผ่านการกรองแล้วจะใสขึ้น เนื่องจากตะกอนที่กรองไว้จะแทรกอยู่ตามช่องว่างของสารกรอง และทำหน้าที่ช่วยในการกรองตะกอนใหม่ ทำให้ประสิทธิภาพการกรองดีขึ้น
การตรวจสอบคุณภาพ
ของน้ำประปา
๕. การฆ่าเชื้อโรค
น้ำที่ผ่านขั้นตอนการกรองมาแล้ว แม้ว่าจะมีความใสสะอาด แต่ก็อาจปนเปื้อน แบคทีเรียที่หลงเหลืออยู่ในน้ำ หากจะนำน้ำไปใช้ประโยชน์ในการอุปโภคบริโภค อาจจะก่อให้เกิดอันตรายได้ ดังนั้น จึงต้องมีการฆ่าเชื้อโรค เพื่อให้น้ำมีความปลอดภัย ก่อนที่จะนำไปใช้งาน กรรมวิธีการผลิตน้ำประปา โดยส่วนใหญ่จะใช้คลอรีนเป็นสารฆ่าเชื้อโรค เนื่องจาก สามารถควบคุมการใช้ได้ง่าย มีค่าใช้จ่ายถูกกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับสารฆ่าเชื้อโรคชนิดอื่นๆ และที่สำคัญสามารถฆ่าเชื้อโรค ได้เกือบทุกชนิด และสามารถทำลายสารอินทรีย์ กลิ่น สี และเหล็ก ที่ปนเปื้อนในน้ำได้อีกด้วย ทั้งนี้ การจ่ายคลอรีน ในปริมาณที่เหมาะสม และมากพอ จะทำให้มีคลอรีนคงเหลือติดอยู่ในน้ำที่แจกจ่ายไปยังผู้ใช้น้ำ เพื่อให้มั่นใจว่า จะไม่มีเชื้อโรค ในนํ้าประปา
ใน พ.ศ. ๒๕๕๑ องค์การอนามัยโลกได้กำหนดมาตรฐานน้ำดื่มให้มีคลอรีนคงเหลืออยู่ไม่น้อยกว่า ๐.๒ มิลลิกรัมต่อน้ำ ๑ ลิตร หรือเทียบเท่ากับคลอรีน ๒ ส่วนในน้ำ ๑๐ ล้านส่วน ซึ่งคลอรีนปริมาณนี้ อยู่ในระดับที่ไม่เป็นอันตรายต่อผู้ที่จะใช้น้ำ ในการอุปโภคบริโภค สำหรับกลิ่นของคลอรีน ซึ่งอาจไม่เป็นที่พึงประสงค์ของผู้บริโภคบางคนนั้น เมื่อนำน้ำใส่ภาชนะเปิด และตั้งทิ้งไว้ประมาณ ๓๐ นาที จะช่วยให้กลิ่นของคลอรีนจางหายไปได้
การตรวจสอบคุณภาพของน้ำประปา
๖. การปรับปรุงคุณภาพน้ำประปา
หลังจากที่น้ำประปาผ่านการเติมคลอรีนเพื่อฆ่าเชื้อโรคแล้ว ขั้นตอนต่อไป อาจมีการเติมปูนขาวหรือโซดาไฟลงไปอีกเล็กน้อย เพื่อปรับสภาวะความเป็นกรด-ด่างของน้ำประปาให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม โดยมีฤทธิ์เป็นด่างเล็กน้อย เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำประปากัดกร่อนท่อจ่ายน้ำตลอดเส้นทางที่น้ำประปาไหลผ่านไป
๗. การสูบจ่ายน้ำประปา
การจัดส่งน้ำประปาเพื่อที่จะแจกจ่ายให้แก่ประชาชนผู้ใช้น้ำ สามารถทำได้หลายวิธี แต่หากต้องการจัดส่งน้ำ ให้ได้ตามปริมาณความต้องการใช้อย่างต่อเนื่องตลอดเวลา จะต้องใช้วิธีการจ่ายน้ำผ่านระบบเส้นท่อ ซึ่งวิธีนี้ น้ำประปาจะถูกเพิ่มแรงดัน เพื่อลำเลียงผ่านไปตามท่อจ่ายน้ำ ที่มักจะมีลักษณะเป็นโครงข่ายเส้นท่อสำหรับการจ่ายน้ำ ไปยังชุมชนขนาดใหญ่ โครงข่ายเส้นท่อจ่ายน้ำนี้จะต้องได้รับการออกแบบให้มีความเหมาะสมที่จะสามารถลำเลียงน้ำ ซึ่งมีปริมาณมากเพียงพอ เพื่อแจกจ่ายให้แก่ประชาชนผู้ใช้น้ำได้ตามความต้องการ การจ่ายน้ำด้วยระบบเส้นท่อนี้ ยังมีข้อดีอีกประการหนึ่ง คือ ช่วยป้องกันไม่ให้สิ่งสกปรกต่างๆ เข้าไปปนเปื้อนในน้ำประปาได้
เครื่องสูบจ่ายน้ำประปา
๘. การควบคุมคุณภาพน้ำประปา
ในขั้นตอนต่างๆ ของกรรมวิธีการผลิตน้ำประปา ตั้งแต่น้ำดิบจากแหล่งน้ำดิบที่ไหลเข้าสู่โรงงานผลิตน้ำประปา น้ำที่ผ่านการตกตะกอน น้ำที่ผ่านการกรอง น้ำประปาที่ผลิตแล้วเสร็จที่โรงงานผลิตน้ำ และน้ำประปาในเส้นท่อจ่ายน้ำ ทุกขั้นตอนต้องได้รับการตรวจสอบวิเคราะห์น้ำอย่างละเอียด เพื่อควบคุมคุณภาพน้ำให้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานอย่างสม่ำเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง น้ำประปาที่จะลำเลียงไปสู่ประชาชนผู้ใช้น้ำนั้น คุณภาพของน้ำประปาทั้งด้านกายภาพ เคมี และแบคทีเรีย ต้องมีการตรวจสอบวิเคราะห์และเฝ้าระวังอย่างใกล้ชิด เพื่อให้มั่นใจว่า น้ำประปาจะมีคุณภาพตามเกณฑ์มาตรฐานตลอดเวลา ซึ่งระบบผลิตนํ้าขนาดใหญ่ อย่างการประปานครหลวงมีการติดตั้งเครื่องวัดความขุ่นและปริมาณคลอรีนละลายนํ้าคงเหลือในนํ้า โดยวัดจากน้ำในเส้นท่อประปาที่จ่ายนํ้าให้แก่ประชาชนทั่วพื้นที่บริการ และรายงานผลปัจจุบัน (REAL TIME) ทำให้สามารถควบคุมคุณภาพนํ้าประปาได้ตลอดเวลา