สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมบางประเภทที่มีวัตถุดิบในการผลิตเป็นสารประกอบไนโตรเจน ทำให้มีไนโตรเจนในน้ำเสียปริมาณสูง ทั้งในรูปสารอินทรีย์ไนโตรเจน และในรูปของแอมโมเนีย ซึ่งกระบวนการทางชีวภาพที่ใช้ในการกำจัดไนโตรเจนประกอบด้วยกระบวนการทางชีวภาพทั้งแบบใช้อากาศ และไม่ใช้อากาศ เกิดการเปลี่ยนรูปไนโตรเจนใน 2 ขั้นตอน (ไนทริฟิเคชั่น และดีไนทริฟิเคชั่น) ปฏิกิริยาไนทริฟิเคชั่น แอมโมเนียมจะถูกออกซิไดซ์ผ่านไนไตรต์ (NO2–) เป็นไนเตรต (NO3–) หลังจากนั้นในสภาวะไร้ออกซิเจน แบคทีเรียจะรีดิวซ์ไนเตรต (NO3–) เป็นไนไตรต์ (NO2–) และก๊าซไนโตรเจนตามลำดับ ซึ่งจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศต่อไป เรียกว่า ปฏิกิริยาดีไนทริฟิเคชั่น
แอมโมเนียม (NH4-N) และไนเตรต (NO3-N) เป็นสองตัวแปรสำคัญที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการไนทริฟิเคชั่น และดีไนทริฟิเคชั่น ดังนั้น ระยะเวลาการตอบสนองของระบบที่ใช้ในการวัดจึงมีความสำคัญ ด้วยเหตุนี้ เซ็นเซอร์เลือกไอออน หรือ ISE เซ็นเซอร์ จึงถูกพัฒนาขึ้น ซึ่งสามารถวัดตัวแปรเป้าหมายคือแอมโมเนียมและ/หรือไนเตรตได้อย่างรวดเร็ว สามารถวัดได้อย่างต่อเนื่อง และตรงไปตรงมาในกระบวนการโดยไม่ต้องเตรียมตัวอย่าง
ช่วงเวลาในกระบวนการไนทริฟิเคชั่น และดีไนทริฟิเคชั่น จะแตกต่างกันไปในแต่ละโรงงาน ซึ่งเทคโนโลยี Wet-chemical analyzer มีช่วงเวลาการวัดที่ยาวนานมากกว่า 10 นาทีขึ้นไป ซึ่งถือว่าช้าเกินไปสำหรับการตอบสนองต่อกระบวนการดังกล่าว ดังนั้นเทคโนโลยี ISE เซ็นเซอร์ จึงถูกพัฒนาขึ้น ด้วยคุณสมบัติที่มีความไวต่อการตอบสนองของปฏิกิริยา ทำให้การตรวจวัดเป็นไปอย่างต่อเนื่อง สามารถแสดงผลแบบเรียลไทม์ และสามารถช่วยควบคุมการเติมอากาศเข้าสู่บ่อบำบัด ทำให้ประหยัดพลังงาน และค่าใช้จ่าย
การปรับเมทริกซ์ และการบำรุงรักษาเซ็นเซอร์
เทคโนโลยี ISE เซ็นเซอร์ เป็นเทคโนโลยีการตรวจวัดที่ขึ้นอยู่กับความไวต่อตัวแปรหรือสารที่ต้องการตรวจวัด โดยการอาศัยหลักการตรวจวัดความดันไฟฟ้าในหน่วยมิลลิโวลต์ (mV) ระหว่างอิเล็กโทรดตรวจวัด (Measuring electrode) และอิเล็กโทรดอ้างอิง (Reference electrode) อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะการตรวจวัด เซ็นเซอร์สามารถได้รับผลกระทบจากไอออนอื่น ๆ จากน้ำตัวอย่าง ซึ่งอาจส่งผลถึงค่าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ จึงจำเป็นต้องมีการปรับเมทริกซ์หากค่าเบี่ยงเบนมากเกินไป แม้ค่าคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำเสียจะไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปมากนัก แต่ก็อาจเบี่ยงเบนได้เนื่องจากการปล่อยมลพิษของโรงงานต่าง ๆ ตามฤดูกาล หรือฝนตก เป็นต้น ในการปรับเมทริกซ์จะเปรียบเทียบผลการวัดของเซ็นเซอร์กับผลการวัดในห้องปฏิบัติการ ดังนั้น การปรับเมทริกซ์และการดูแลเซ็นเซอร์อย่างถูกต้องจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อความน่าเชื่อถือของผลการวัด
7 เคล็ดลับการวัดค่าคุณภาพน้ำด้วย ISE sensors ให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ และน่าเชื่อถือ
ข้อที่ 1: การพิจารณาจุดติดตั้งเซ็นเซอร์ หรือตำแหน่งการวัด
ตำแหน่งการวัดของเซ็นเซอร์ต้องมีความเป็นตัวแทน ซึ่งหมายความว่าจุดติดตั้งต้องอยู่ในเงื่อนไขที่ดีที่สุด เพื่อให้สามารถตรวจวัดค่าความเข้มข้นของตัวแปรให้มีความเป็นตัวแทน และสมจริงที่สุด หากเป็นตำแหน่งที่ตัวอย่างมีความหมุนเวียนน้อย ค่าความเข้มข้นคงที่ ค่าที่วัดได้อาจไม่สะท้อนถึงสภาวะโดยรวมของระบบบำบัดนั้น
ข้อที่ 2: เมื่อใดจึงควรทำการปรับเมทริกซ์ ?
สำหรับการปรับเมทริกซ์ควรทำเมื่อติดตั้งเซ็นเซอร์ครั้งแรก หลังจากนั้น การปรับเพิ่มเติมควรทำเมื่อมีความจำเป็น หากค่าที่เซ็นเซอร์อ่านได้เทียบกับค่าจากห้องปฏิบัติการมีความเบี่ยงเบนที่ไม่เหมาะสม โดยสามารถตรวจสอบได้จากการบันทึกค่าที่เซ็นเซอร์อ่านได้ในขณะที่เก็บตัวอย่าง หลังจากนั้นนำตัวอย่างไปตรวจสอบในห้องปฏิบัติการ และนำค่าที่ได้มาเทียบกัน
- หากค่าต่างกันน้อยกว่า ± 0.5 mg/L ไม่ต้องปรับเซ็นเซอร์ แต่หากมากกว่าจึงทำการปรับ
- หากค่าต่างกันมากกว่า ± 5 mg/L
- หากค่าความต่างต่ำกว่า 1 mg/L ให้ทำการปรับแค่ “offset” เมื่อจำเป็น เนื่องจากการปรับเมทริกซ์อาจเกินความจำเป็น
- หากค่าความต่างมากกว่า 1 mg/L ให้ทำการปรับเมทริกซ์ (รายละเอียดการปรับแสดงในคู่มือการใช้งานเซ็นเซอร์)
ข้อที่ 3: ควรเก็บตัวอย่างตำแหน่งไหน ?
การเก็บตัวอย่างควรเก็บใกล้กับเซ็นเซอร์ เนื่องจากตัวอย่างที่เก็บใกล้เซ็นเซอร์จะมีสภาวะแวดล้อมที่ใกล้เคียงกับเซ็นเซอร์มากที่สุด ลดความคลาดเคลื่อน และให้การปรับค่าเซ็นเซอร์มีความแม่นยำมากที่สุด
ข้อที่ 4: เมื่อใดควรทำการเก็บตัวอย่าง ?
ควรเก็บตัวอย่างเมื่อค่าเซ็นเซอร์ต่างจากค่าห้องปฏิบัติการอย่างน้อย 1 mg/L NH4-N หรือ NO3-N หากทำการปรับเมทริกซ์ที่ความความเข้มข้นต่ำกว่านี้ อาจส่งผลให้เกิดความผิดพลาดต่อค่าการตรวจวัด ซึ่งจะนำไปสู่ความผิดพลาดที่มากขึ้นอีกเมื่อค่าความเข้นข้นมากขึ้น
ข้อที่ 5: สิ่งที่ควรสังเกตหลังจากการเก็บตัวอย่าง (และในห้องปฏิบัติการ)
ตัวอย่างต้องถูกตรึงทันทีหลังจากการเก็บ โดยทั่วไปจะใช้กระบอกเก็บตัวอย่างในห้องปฏิบัติการพร้อมฟิลเตอร์ขนาด 0.45 ไมครอน ไม่เช่นนั้นกระบวนการทางชีวภาพจะดำเนินต่อไปจนตัวอย่างถึงห้องปฏิบัติการ อาจสามารถทำให้ความเข้มข้นของ NH4-N และ NO3-N เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อถึงห้องปฏิบัติการควรทำการตรวจสอบอย่างน้อย 2 ครั้ง หรือดีกว่าคือ 3 ครั้ง ดังนั้นควรเก็บน้ำตัวอย่างมาในปริมาณที่เพียงพอ ค่าที่ตรวจวัดได้ทั้ง 3 ค่าควรนำมาเปรียบเทียบกัน หากมีค่าที่ผิดปกติควรตัดค่านั้นออก และหาค่าเฉลี่ยของค่าที่เหลือ
ข้อที่ 6: วิธีทำความสะอาดเซ็นเซอร์ และอิเล็กโทรดอย่างเหมาะสม
การทำความสะอาดอิเล็กโทรด แนะนำให้ใช้น้ำที่อยู่เหนือตะกอนของน้ำตัวอย่างที่เก็บมา และใช้แปรงขนนุ่มในการทำความสะอาด ควรหลีกเลี่ยงไม่ให้อิเล็กโทรดสัมผัสกับน้ำประปา โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารทำความสะอาดหรือน้ำกลั่น (distilled water) เพราะอาจทำให้อิเล็กโทรดเสียหายได้
ข้อที่ 7: เมื่อใดที่ควรเปลี่ยนอิเล็กโทรด ?
หากทำความสะอาดหรือปรับเมทริกซ์แล้ว แต่เซ็นเซอร์ยังให้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง ควรเปลี่ยนทั้งอิเล็กโทรดตรวจวัด (Measuring electrode) และอิเล็กโทรดอ้างอิง (Reference electrode) ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว การเปลี่ยนอิเล็กโทรดจะเกิดขึ้นหลังจากใช้งานไปแล้วประมาณ 12 – 18 เดือน หลังจากนั้นจึงทำการปรับเมทริกซ์เมื่อเปลี่ยนอิเล็กโทรดใหม่
การบำรุงรักษา ISE Sensor ในการตรวจวัดค่าคุณภาพน้ำ จำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาในระดับหนึ่ง ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว ISE sensor จะต้องการการบำรุงรักษาต่ำกว่าเซ็นเซอร์เทคโนโลยีแบบ Wet-chemical analyzer มาก อย่างไรก็ตาม ปัจจัยที่มีความสำคัญอย่างยิ่งคือระยะเวลาการตอบสนองของเซ็นเซอร์ ซึ่งสำคัญต่อการควบคุมกระบวนการบำบัดทางชีวภาพ ดังนั้นการบำรุงรักษา และการปรับเมทริกซ์ควรทำอย่างถูกต้อง เนื่องจากการปรับเมทริกซ์ที่ไม่ถูกต้องจะให้ค่าการตรวจวัดที่ผิด และต้องทำการปรับซ้ำใหม่
ศึกษาผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมได้ที่:
สนใจผลิตภัณฑ์ติดต่อ: คุณปทิตตา โทร. 088-924-9644 หรือ 092-258-1144 หรือ Line ID: @entechsi
