กรณีศึกษาการประยุกต์ใช้การตรวจสอบน้ำเสียที่บริษัท Spring Manufacturing Company

ในกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวของสปริง จะใช้การเคลือบฟอสเฟตเพื่อสร้างชั้นเคลือบป้องกันการกัดกร่อน โดยการแช่สปริงในสารละลายฟอสเฟตที่มีไอออนโลหะ เช่น สังกะสี แมงกานีส และนิกเกล ผ่านปฏิกิริยาเคมี ฟิล์มเกลือฟอสเฟตที่ไม่ละลายน้ำจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของสปริง

กระบวนการนี้ก่อให้เกิดน้ำเสียหลักสองประเภท
1. สารละลายของเสียจากกระบวนการฟอสเฟต: สารละลายฟอสเฟตจำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นระยะ ทำให้เกิดของเหลวเสียที่มีความเข้มข้นสูง สารมลพิษหลัก ได้แก่ สังกะสี แมงกานีส นิกเกล และฟอสเฟต
2. น้ำล้างหลังการเคลือบฟอสเฟต: หลังจากการเคลือบฟอสเฟตแล้ว จะมีการล้างหลายขั้นตอน แม้ว่าความเข้มข้นของสารปนเปื้อนจะต่ำกว่าในน้ำที่ใช้แล้ว แต่ปริมาณน้ำล้างมีมาก น้ำล้างนี้มีสังกะสี แมงกานีส นิกเกล และฟอสฟอรัสรวมตกค้างอยู่ ซึ่งเป็นแหล่งหลักของน้ำเสียจากการเคลือบฟอสเฟตในโรงงานผลิตน้ำพุ

ภาพรวมโดยละเอียดของสารมลพิษที่สำคัญ:
1. เหล็ก – สารมลพิษโลหะหลัก
ที่มา: เกิดจากกระบวนการล้างกรดเป็นหลัก โดยเหล็กสปริงจะถูกบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกหรือกรดซัลฟิวริกเพื่อกำจัดคราบออกไซด์ของเหล็ก (สนิม) ซึ่งส่งผลให้ไอออนของเหล็กละลายลงในน้ำเสียเป็นจำนวนมาก
เหตุผลในการติดตามและควบคุม:
- ผลกระทบทางสายตา: เมื่อถูกปล่อยออกมา ไอออนเหล็กจะถูกออกซิไดซ์เป็นไอออนเหล็ก ทำให้เกิดตะกอนเฟอร์ริกไฮดรอกไซด์สีน้ำตาลแดง ซึ่งเป็นสาเหตุของความขุ่นและการเปลี่ยนสีของแหล่งน้ำ
- ผลกระทบต่อระบบนิเวศ: เฟอร์ริกไฮดรอกไซด์ที่สะสมตัวสามารถตกตะกอนบนพื้นแม่น้ำ บดบังสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ก้นแม่น้ำ และทำลายระบบนิเวศทางน้ำ
- ปัญหาด้านโครงสร้างพื้นฐาน: คราบเหล็กอาจทำให้ท่ออุดตันและลดประสิทธิภาพของระบบ
- ความจำเป็นในการบำบัด: แม้ว่าเหล็กจะมีพิษค่อนข้างต่ำ แต่โดยทั่วไปมักพบในความเข้มข้นสูง และสามารถกำจัดออกได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับค่า pH และการตกตะกอน การบำบัดเบื้องต้นมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อป้องกันการรบกวนกระบวนการในขั้นตอนถัดไป

2. สังกะสีและแมงกานีส – "คู่ฟอสเฟต"
แหล่งที่มา: ธาตุเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจากกระบวนการฟอสเฟต ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มความต้านทานการเกิดสนิมและการยึดเกาะของสารเคลือบ ผู้ผลิตสปริงส่วนใหญ่ใช้สารละลายฟอสเฟตที่มีส่วนประกอบของสังกะสีหรือแมงกานีส การล้างด้วยน้ำในภายหลังจะนำไอออนของสังกะสีและแมงกานีสเข้าสู่กระแสน้ำเสีย
เหตุผลในการติดตามและควบคุม:
- ความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ: โลหะทั้งสองชนิดแสดงความเป็นพิษอย่างมากต่อปลาและสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่นๆ แม้ในความเข้มข้นต่ำ ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการอยู่รอด
- สังกะสี: ทำให้การทำงานของเหงือกปลาบกพร่อง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการหายใจลดลง
- แมงกานีส: การสัมผัสเป็นเวลานานจะนำไปสู่การสะสมในร่างกายและอาจส่งผลต่อระบบประสาทได้
- การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: มาตรฐานการปล่อยน้ำเสียระดับชาติและระดับสากลกำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดเกี่ยวกับความเข้มข้นของสังกะสีและแมงกานีส การกำจัดอย่างมีประสิทธิภาพโดยทั่วไปต้องใช้การตกตะกอนทางเคมีโดยใช้สารเคมีด่างเพื่อสร้างไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำ

3. นิกเกล – โลหะหนักที่มีความเสี่ยงสูงและต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวด
แหล่งที่มา:
- คุณสมบัติโดยธรรมชาติของวัตถุดิบ: เหล็กอัลลอยบางชนิด รวมถึงเหล็กกล้าไร้สนิม มีส่วนประกอบของนิกเกล ซึ่งจะละลายในกรดระหว่างกระบวนการดอง
- กระบวนการปรับสภาพพื้นผิว: การชุบด้วยไฟฟ้าหรือการเคลือบทางเคมีบางประเภทใช้สารประกอบนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ
เหตุผลในการติดตามและควบคุม (ความสำคัญอย่างยิ่ง):
- อันตรายต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม: นิกเกลและสารประกอบนิกเกลบางชนิดถูกจัดอยู่ในกลุ่มสารก่อมะเร็ง นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดความเสี่ยงเนื่องจากความเป็นพิษ คุณสมบัติก่อภูมิแพ้ และความสามารถในการสะสมในสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นภัยคุกคามในระยะยาวต่อทั้งสุขภาพของมนุษย์และระบบนิเวศ
- ข้อจำกัดการปล่อยน้ำเสียที่เข้มงวด: กฎระเบียบต่างๆ เช่น "มาตรฐานการปล่อยน้ำเสียแบบบูรณาการ" กำหนดความเข้มข้นที่อนุญาตต่ำสุดสำหรับนิกเกล (โดยทั่วไป ≤0.5–1.0 มิลลิกรัม/ลิตร) ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงระดับอันตรายที่สูงของสารนี้
- ความท้าทายในการบำบัด: การตกตะกอนด้วยด่างแบบดั้งเดิมอาจไม่สามารถบรรลุระดับมาตรฐานที่กำหนดได้ มักจำเป็นต้องใช้วิธีการขั้นสูง เช่น สารคีเลต หรือการตกตะกอนด้วยซัลไฟด์ เพื่อกำจัดนิกเกลอย่างมีประสิทธิภาพ

การปล่อยน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดโดยตรงจะส่งผลให้เกิดมลภาวะทางสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรงและต่อเนื่องต่อแหล่งน้ำและดิน ดังนั้น น้ำเสียทั้งหมดต้องผ่านการบำบัดอย่างเหมาะสมและการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดก่อนปล่อยลงสู่สิ่งแวดล้อม การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ณ จุดปล่อยน้ำเสียถือเป็นมาตรการสำคัญสำหรับองค์กรในการปฏิบัติตามความรับผิดชอบด้านสิ่งแวดล้อม รับประกันการปฏิบัติตามกฎระเบียบ และลดความเสี่ยงทางนิเวศวิทยาและกฎหมาย