CEMs (Continuous Emission Monitoring System) ระบบตรวจวัดมลพิษทางอากาศจากปล่องแบบอัตโนมัติอย่างต่อเนื่อง
เปิดข้อมูล ปี 2564 คนกรุงเทพฯ ‘สูดฝุ่นพิษ PM2.5’ เท่ากับ ‘การสูบบุหรี่’ 1,261 มวน ตลอด 2-3 ปีที่ผ่านมา คนกรุงเทพฯ จำนวนไม่น้อยคงคุ้นชินกับภาพควัน ฝุ่น PM2.5 ที่ลอยปกคลุมเหนือน่านฟ้าเมืองไทย จนอาจลืมคิดหรือตั้งคำถามว่า ‘ฝุ่นพิษ’ เหล่านี้ที่เราเผลอสูดลงปอดในทุกๆ วัน กำลังบั่นทอนปัญหาสุขภาพระยะยาวอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่าปัญหาฝุ่นพิษ PM2.5 ในกรุงเทพฯ ยังคงเป็นปัญหาใหญ่ แม้ในปี 2564 จะถูกพูดถึงน้อยลงเนื่องด้วยสถานการณ์การระบาดของโควิด แต่ถึงอย่างนั้นในปี 2564 กรุงเทพฯ ก็ยังติดอันดับที่ 11 ของโลกจากรายงานคุณภาพอากาศและจัดอันดับเมืองที่มีมลพิษทั่วโลกของเว็บไซต์ IQAir
ปัญหา ‘PM2.5’ และ ‘กรุงเทพฯ’ ปี 2564
Rocket Media Lab เปิดเผยข้อมูลที่อ้างอิงมาจากสถิติบนเว็บไซต์ The World Air Quality Index Project และอ้างอิงค่าระดับคุณภาพอากาศของค่า PM2.5 จากข้อเสนอของกรีนพีซ พบว่าในปีที่ 2564 กรุงเทพฯ มีคุณภาพที่แยกเป็นจำนวนวันได้ ดังนี้
คุณภาพดี (ค่าฝุ่น 0-50 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (มคก./ลบ.ม.)) 90 วัน
คุณภาพปานกลาง (ค่าฝุ่น 51-100 มคก./ลบ.ม.) 202 วัน
มีผลต่อสุขภาพต่อกลุ่มคนที่มีสัมผัสไวต่อมลพิษ (ค่าฝุ่น 101-150 มคก./ลบ.ม.) 61 วัน
มีผลกระทบต่อสุขภาพ (ค่าฝุ่น 151-200 มคก./ลบ.ม.) 12 วัน
นอกจากนี้ยังพบว่าเมื่อจำแนกเป็น ‘รายเดือน’ ที่กรุงเทพฯ มีสภาพอากาศเลวร้ายเต็มไปด้วยฝุ่นพิษมากที่สุดในปี 2021 ยังคงเป็นเดือน ‘มกราคม’ เช่นเดียวกันกับในปี 2563 โดยวันที่มีค่าฝุ่นเป็นค่ามาตรฐานเฉลี่ย 24 ชั่วโมง สูงสุดแห่งปี คือวันที่ 23 มกราคม 2564 อยู่ในระดับสีแดง สูงถึง 187 มคก./ลบ.ม. ในขณะที่ปี 2020 สูงสุดเพียง 181 มคก./ลบ.ม.
และตลอดทั้งเดือนมกราคม 2564 ไม่มีวันไหนที่อากาศอยู่ในเกณฑ์สีเขียวเลย ส่วนวันที่อากาศอยู่ในเกณฑ์สีเหลือง 11 วัน, วันที่อากาศอยู่ในเกณฑ์สีส้ม 13 วัน และวันที่ค่าอากาศแบบมาตรฐานเฉลี่ย 24 ชั่วโมง ฝุ่น PM2.5 สูงกว่า 150 มคก./ลบ.ม. ในแถบสีแดง 7 วัน
https://thestandard.co/key-messages-bkk-and-pm2-5/
สำหรับการปล่อยมลพิษของโรงงานอุตสาหกรรมนั้น กระทรวงอุตสาหกรรมได้กำหนดให้โรงงานประเภทที่เข้าข่าย ต้องติดตั้งเครื่องมือหรือเครื่องอุปกรณ์พิเศษเพื่อตรวจสอบคุณภาพอากาศจากปล่องแบบอัตโนมัติ โดยค่าต่างๆ ที่ต้องวัดนั้นขึ้นอยู่กับประเภทของโรงงาน เชื้อเพลิง และมลพิษที่เกิดขึ้นจากโรงงานนั้นๆ โดยแบ่งออกเป็น 13 กลุ่มตามหน่วยผลิตและขนาด และล่าสุดได้มีการยกเลิกประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมฉบับเก่า และได้ออก “ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม เรื่อง กำหนดให้โรงงานต้องติดตั้งเครื่องมือหรือเครื่องอุปกรณ์พิเศษ เพื่อรายงานมลพิษอากาศจากปล่องโรงงาน พ.ศ. ๒๕๖๕”
http://cems.diw.go.th/cemsweb/law.html
เมื่อโรงงานอุตสาหกรรมทำการตรวจวัดคุณภาพอากาศจากปล่องแบบอัตโนมัติแล้ว ค่าการวัดที่ได้จะถูกเชื่อมต่อสัญญานเข้าสู่ระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยมลพิษทางไกล (Pollution Online Monitoring System; POMS) ซึ่งในปัจจุบันสามารถเข้าดูข้อมูลมลพิษของโรงงานต่างๆ ทั้งส่วนของมลพิษจากปล่อง และมลพิษทางน้ำ ได้ทั้งผ่าน Website และทาง Mobile Application
https://poms.diw.go.th/
ตารางที่ 1-2 หน่วยวัดของค่าต่างๆ ของเครื่องมือหรือเครื่องอุปกรณ์พิเศษที่ต้องตรวจวัด
| ค่าต่างๆ ของเครื่องมือหรือเครื่องอุปกรณ์พิเศษที่ต้องตรวจวัด | หน่วยวัด |
| 1. ความทึบแสง (Opacity) | ร้อยละ (%) และมิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร(mg/m) |
| 2. ฝุ่นละออง (Particulate) | มิลลิกรัมต่อลูกบาศก็เมตร (mg/m’) |
| 3. ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Sulfur Dioxide : SO2) | ส่วนในล้านส่วน (ppm) |
| 4. ออกไซด์ของไนโตรเจน (Oxides of Nitrogen : NO2) วัดในรูปในโตรเจนไดออกไซด์ | ส่วนในล้านส่วน (ppm) |
| 5. คาร์บอนมอนอกไซด์ (Carbon monoxide : CO) | ส่วนในล้านส่วน (ppm) |
| 6. ก๊าชคาร์บอนมอนนอกไซด์ (Carbon Monoxide: CO) | ร้อยละ โดยปริมาตร (9 by volume) |
| 7. ออกซิเจน (Oxygen : O2) | ส่วนในล้านส่วน (ppm) |
| 8. ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H,S) | ส่วนในล้านส่วน (ppm) |
| 9. ปรอท (Hg)(H,S) | มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (mg/m’) |
| 10. ไฮโดรเจนคลอไรด์ (HC) | มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (mg/m) |
| 11. อัตราการไหลภายในปล่อง (Flow Rate) | ลูกบาศก็เมตรต่อชั่วโมง (m3/hr) |
| 12. อุณหภูมิภายในปล่อง | องศาเซลเชียส (°C) |
การตรวจวัดมลพิษทางอากาศจากปล่องแบบอัตโนมัติอย่างต่อเนื่อง (Continuous Emission Monitoring Systems)
หรือที่นิยมเรียกกันสั้นๆ ว่า CEMS ในปัจจุบันมีอยู่ 2 ประเภทหลักๆ ที่เป็นที่นิยม คือ
1. ระบบดึงก๊าซไปวิเคราะห์ (Extractive System) จะทำการดึงตัวอย่างออกจากปล่องเพื่อทำการวิเคราะห์
2. ระบบวิเคราะห์ที่จุดเก็บตัวอย่าง (In-Situ System) จะทำการวิเคราะห์ตัวอย่างที่ปล่องโดยตรง
ตารางที่ 1-2 หน่วยวัดของค่าต่างๆ ของเครื่องมือหรือเครื่องอุปกรณ์พิเศษที่ต้องตรวจวัด
| ข้อเปรียบเทียบ | ระบบดึงก๊าชไปวิเคราะห์ (Extractive System) | ระบบวิเคราะห์ที่จุดเก็บตัวอย่าง (In-Situ System) |
| 1. ความเข้มข้น | ความเข้มข้นเป็นจุดๆ ของความเข้มข้นเฉลี่ย | ความเข้มข้นเฉลี่ยแบบเส้นตรงหรือความเข้มข้นเป็นจุดจากความเข้มข้นเฉลี่ย |
| 2. ส่วนวิเคราะห์ที่ใช้ร่วมกันได้สำหรับหลายปล่อง | สามารถใช้เครื่องวิเคราะห์ร่วมกันได้ มากกว่า 1 ปล่อง (Sharing) | ไม่สามารถใช้เครื่องมือวิเคราะห์ร่วมกันได้ |
| 3. ส่วนวิเคราะห์ | เครื่องมืออยู่ในห้องที่สามารถควบคุม อุณหภูมิและความชื้น ทำให้เครื่องมือมีอายุการใช้งานนาน | เครื่องมืออยู่ในสภาพบรรยากาศทั่วไปซึ่งอาจจะเกิดการเสียหายได้ง่าย |
| 4. การบำรุงรักษา | มีส่วนประกอบของระบบหลายส่วนทำให้ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสูง | มีส่วนประกอบของระบบน้อยกว่า ทำให้การบำรุงรักษาได้ง่ายและค่าใช้จ่ายไม่สูง |
| 5. การซ่อมแชม | อุปกรณ์หากเกิดการเสียหาย ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ภายนอก เช่น ปั๊ม วาล์วทำให้ซ่อมแชมได้ง่าย | หากเกิดการเสียหายของอุปกรณ์ จะซ่อมแซมค่อนข้างยากเนื่องจากอุปกรณ์ส่วนใหญ่เป็นอิเล็คโทรนิค และแหล่งกำเนิดแสงและติดตั้งภายในปล่อง |
| 6. การปรับเทียบ(Calibration) | ใช้ก๊าชมาตรฐานแบบแยกถัง | ใช้ก๊าซภายในเซลของเครื่องมือ |
| 7. ข้อจำกัด | ในการวิเคราะห์ก๊าชตัวอย่างจะต้องถูกปรับสภาพก่อนเข้าเครื่องวิเคราะห์ | ในการวิเคราะห์ก๊าชที่มีอุณหภูมิสูงระดับความเข้มข้นฝุ่นละอองสูงและอนุภาคเหนียว อาจมีผลต่อการบำรุงรักษาระบบ |
| 8. การเปลี่ยนสภาพก๊าชตัวอย่าง | อาจจะเกิดได้ขณะดึงตัวอย่าง | ไม่เปลี่ยนสภาพ |
| 9. เวลาในการตอบสนอง | ขึ้นอยู่กับความยาวของท่อส่งตัวอย่าง | ขึ้นอยู่กับความไวในการตอบสนองของส่วนวิเคราะห์ไม่ใช่ส่วนเก็บตัวอย่าง |
ระบบดึงก๊าซไปวิเคราะห์ (Extractive System) ระบบนี้เป็นเครื่องมือตรวจวัดประเภทแรกที่ได้รับการพัฒนาขึ้นในสหรัฐอเมริกาและยุโรปเป็นระบบที่ยังได้รับความนิยมสูงสุดจากโรงงานต่างๆ ในระบบนี้ก๊าซจากปล่องจะถูกดึงจากปล่องและส่งไปสู่เครื่องมือวิเคราะห์เพื่อวัดความเข้มข้นของมลพิษ หลักการสำคัญของระบบนี้ คือ สภาพของก๊าซตัวอย่างก่อนถูกส่งเข้าเครื่องวิเคราะห์ เครื่องวิเคราะห์จะทำการวิเคราะห์ได้ถูกต้องแม่นยำเพียงใดขึ้นอยู่กับสภาพของก๊าซตัวอย่างที่ต้องไม่มีฝุ่นละอองรบกวนการวิเคราะห์ ความชื้นในก๊าซจะต้องถูกกำจัดออกและอุณหภูมิของก๊าซจะต้องลดลงให้เหมาะสมกับเครื่องมือวิเคราะห์ ดังนั้น ควรเลือกใช้อุปกรณ์สำหรับการ Sampling ก๊าซตัวอย่างที่มีคุณภาพและมีประสิทธิภาพสูงสุดรวมทั้งควรเลือกใช้เครื่องวัดก๊าซ ฝุ่น และอัตราการไหลที่มีคุณภาพตามมาตรฐานสากลจากผู้ผลิตที่มีความน่าเชื่อถือ โดยส่วนประกอบหลักของระบบ CEMs มีดังนี้
1.1 Heated Sampling Probe :
โพรบสำหรับดูดก๊าซออกจากปล่อง จุดสำคัญของอุปกรณ์นี้ คือ ควรเป็นโพรบที่สามารถทำความร้อนได้ 180°C เพื่อป้องกันการควบแน่นของก๊าซตัวอย่าง โดยที่ต้องไม่มีจุด Cold spots เกิดขึ้นบริเวณนี้ และควรต้องมีฟิลเตอร์สำหรับกรองฝุ่นที่มีพื้นที่ในการกรองฝุ่นมากและมีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ยังควรจะสามารถต่อ air purge ได้สำหรับหน้างานที่มีปริมาณฝุ่นสูง และตัวโพรบทำจากวัสดุที่มีคุณภาพ เหมาะกับสภาวะของปล่องและอุณหภูมิของก๊าซตัวอย่าง เช่น Stainless steel SS316Ti, Hastelloy C4, Ceramic, etc.
Gas sampling probe PSG Basic
1.2 Heated Sampling Line :
ท่อนำก๊าซเข้าสู่ระบบทำความเย็นเพื่อนำก๊าซที่ได้รับการปรับอุณหภูมิแล้วเข้าสู่เครื่องวิเคราะห์ก๊าซต่อไป ท่อนำก๊าซนี้เป็นท่อที่สามารถทำอุณหภูมิได้ถึง 180°C ควรมีผนังหนา มีความทนทานต่อสภาวะอากาศ ในการติดตั้งควรหลีกเลี่ยงการม้วนงอท่อ หลีกเลี่ยงลักษณะท้องช้าง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการควบแน่นเกิดขึ้นภายในท่อ
Heated sample line PSG extruded
ระบบทำความเย็นเพื่อดึงน้ำออกจากก๊าซตัวอย่างอย่างรวดเร็วและนำก๊าซตัวอย่างส่งเข้าเครื่องวิเคราะห์ก๊าซเพื่อให้ได้ค่าการวัดที่ถูกต้องแม่นยำ ระบบนี้ควรมีการทำความเย็นที่สม่ำเสมอ สามารถใช้งานได้ต่อเนื่อง ใช้ Heat Exchanger ที่มีประสิทธิภาพสูงและทนต่อการกัดกร่อนของก๊าซตัวอย่าง
โดยในปัจจุบันได้มีเทคโนโลยีที่ใช้การทำความเย็น 2 รอบ (2-Stage Gas Cooler) เพื่อช่วยให้มั่นใจได้ว่าก๊าซที่ผ่านจาก Cooler นี้จะมีความแห้งเพียงพอ และไม่มีไอน้ำที่จะทำให้ Gas Analyzer เสียหายได้
1.4 อุปกรณ์อื่นๆ :
ควรต้องเลือกใช้อุปกรณ์ประกอบอื่นๆ เช่น Pre-separator, Gas sample pump, Particle Filter, Adsorption Filter, Condensate detector, Flow meter, etc. ที่มีคุณภาพเนื่องจากระบบ CEMs เป็นระบบที่ต้องทำงานต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง ดังนั้นชิ้นส่วนที่เลือกใช้จึงต้องเลือกให้มีคุณภาพดีและมีประสิทธิภาพสูง ดูแลรักษาง่าย เพื่อช่วยลดปัญหาในการใช้งาน และให้ได้ค่าการวัดที่ถูกต้องแม่นยำ
3.1 Opacity Dust Analyzer ผลิตภัณฑ์ ENVEA ประเทศอังกฤษ รุ่น PCME STACK 710 เซนเซอร์ใช้หลักการ Opacity ที่เป็นไปตามข้อกำหนดของ US EPA 40CFR60 Sections 13, 17 และ App. B PS-1 สามารถวัดค่า Opacity และแสดงค่าฝุ่นในปล่องได้แบบต่อเนื่อง ค่าที่ได้ถูกต้องแม่นยำเนื่องจากมีการตรวจเช็ค zero และ span แบบอัตโนมัติ เซนเซอร์มีความเสถียร ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ทำให้การดูแลรักษาน้อยและทำได้ง่าย และไม่มีชิ้นส่วนที่ต้องเปลี่ยน
3.2 Wet Stack Dust Analyzer Wet Stack Dust Analyzer รุ่น PCME QAL 182 WS เป็นระบบตรวจวัดปริมาณฝุ่นละอองจากปล่องระบายที่ใช้ระบบการกำจัดฝุ่นแบบ Wet Scrubber ที่มีก๊าซไอเสียต่ำกว่าจุดน้ำค้าง เซนเซอร์ใช้หลักการ ProScatter™ ซึ่งได้รับการรับรองโดย TUV และ MCERTS ตามมาตรฐาน QAL1 จึงเหมาะสำหรับการตรวจสอบการปล่อยมลพิษจากปล่องระบายที่ใช้ระบบการกำจัดฝุ่นแบบWet Scrubber
4.1 Flue Gas Velocity ผลิตภัณฑ์ ENVEA ประเทศอังกฤษ รุ่น PCME STACKFLOW 200 สามารถตรวจวัดทั้งความเร็ว อุณหภูมิ ความดันของก๊าซจากปล่องระบายได้แบบต่อเนื่อง เพื่อคำนวณอัตราการไหลเชิงปริมาตร และการปลดปล่อยมลพิษให้เป็นไปตามมาตรฐานอ้างอิง มีระบบ Self-check แบบ Manual ในตัว และสอดคล้องกับ European monitoring standards EN 16911-2 และ EN 15267-3 สำหรับ QAL1 และ US EPA PS-6 สามารถต่อเชื่อมและแสดงค่าผ่าน ProController ร่วมกับค่าฝุ่นในปล่องระบายได้ 
Webinar – ร่างกฏหมายที่เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบคุณภาพอากาศจากปล่องแบบอัตโมมัติอย่างต่อเนื่อง CEMs
Webinar – เทคนิคการเลือกอุปกรณ์ ส่วนประกอบระบบ CEMs และการแก้ไขปัญหาที่พบในระบบ CEMs
บริษัท เอ็นเทค เอสไอ จำกัด รับติดตั้งระบบ CEMs ระบบวัดมลพิษทางอากาศ บริการให้คำปรึกษาฟรี ให้บริการแบบ One Stop Service ตั้งแต่ออกแบบ ติดตั้งระบบ ทดสอบระบบ และดูแลหลังการขาย โดยทีมงานวิศวกรผู้ชำนาญ
คุณปทิตตา โทร. 088-924-9644 หรือ 092-258-1144
คุณพรเทพ (ฝ่ายขายภาคตะวันออก) โทร. 02 779 8855 ต่อ 163 มือถือ 092-282-3113