กรณีศึกษาการประยุกต์ใช้งานการตรวจสอบน้ำเสียของบริษัท Spring Manufacturing

ในกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวของสปริง มีการใช้ฟอสเฟตเพื่อสร้างชั้นเคลือบป้องกันการกัดกร่อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจุ่มสปริงลงในสารละลายฟอสเฟตที่มีไอออนของโลหะ เช่น สังกะสี แมงกานีส และนิกเกิล ปฏิกิริยาทางเคมีจะทำให้เกิดฟิล์มเกลือฟอสเฟตที่ไม่ละลายน้ำบนพื้นผิวของสปริง

กระบวนการนี้ก่อให้เกิดน้ำเสียสองประเภทหลัก
1. สารละลายฟอสเฟตสำหรับอ่างน้ำเสีย: อ่างน้ำฟอสเฟตต้องเปลี่ยนใหม่เป็นระยะ ส่งผลให้ได้ของเหลวเสียที่มีความเข้มข้นสูง สารมลพิษหลัก ได้แก่ สังกะสี แมงกานีส นิกเกิล และฟอสเฟต
2. น้ำล้างฟอสเฟต: หลังจากฟอสเฟตแล้ว จะมีขั้นตอนการล้างหลายขั้นตอน แม้ว่าความเข้มข้นของสารมลพิษจะต่ำกว่าปริมาณสารมลพิษในอ่างที่ใช้แล้ว แต่ปริมาณสารมลพิษในอ่างก็ค่อนข้างมาก น้ำล้างนี้ประกอบด้วยสังกะสี แมงกานีส นิกเกิล และฟอสฟอรัสรวมที่ตกค้าง ซึ่งเป็นแหล่งหลักของน้ำเสียจากฟอสเฟตในโรงงานผลิตน้ำพุ

ภาพรวมโดยละเอียดของมลพิษหลัก:
1. เหล็ก – สารมลพิษโลหะหลัก
ที่มา: เกิดจากกระบวนการดองกรดเป็นหลัก โดยเหล็กสปริงจะถูกนำไปผ่านกระบวนการไฮโดรคลอริกหรือกรดซัลฟิวริกเพื่อกำจัดตะกรันออกไซด์ของเหล็ก (สนิม) ส่งผลให้ไอออนของเหล็กละลายในน้ำเสียอย่างมีนัยสำคัญ
เหตุผลในการติดตามและควบคุม:
- ผลกระทบต่อภาพ: เมื่อมีการปล่อยประจุ ไอออนของเหล็กจะออกซิไดซ์เป็นไอออนของเหล็ก ทำให้เกิดตะกอนเฟอร์ริกไฮดรอกไซด์สีน้ำตาลแดงที่ทำให้แหล่งน้ำขุ่นและเปลี่ยนสี
- ผลกระทบต่อระบบนิเวศ: เฟอร์ริกไฮดรอกไซด์ที่สะสมสามารถตกตะกอนในแม่น้ำ ทำให้สิ่งมีชีวิตใต้ท้องทะเลหายใจไม่ออก และรบกวนระบบนิเวศทางน้ำ
- ปัญหาโครงสร้างพื้นฐาน: คราบเหล็กอาจทำให้ท่ออุดตันและประสิทธิภาพของระบบลดลง
- ความจำเป็นในการบำบัด: แม้จะมีความเป็นพิษค่อนข้างต่ำ แต่โดยทั่วไปแล้วเหล็กจะมีอยู่ในความเข้มข้นสูง และสามารถกำจัดออกได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการปรับค่า pH และการตกตะกอน การบำบัดเบื้องต้นเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการรบกวนกระบวนการปลายน้ำ

2. สังกะสีและแมงกานีส – “คู่ฟอสเฟต”
แหล่งที่มา: องค์ประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจากกระบวนการฟอสเฟต ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มความต้านทานสนิมและการยึดเกาะของสารเคลือบ ผู้ผลิตสปริงส่วนใหญ่ใช้สารละลายฟอสเฟตที่มีสังกะสีหรือแมงกานีสเป็นส่วนประกอบ การล้างด้วยน้ำในภายหลังจะนำไอออนของสังกะสีและแมงกานีสเข้าสู่กระแสน้ำเสีย
เหตุผลในการติดตามและควบคุม:
- ความเป็นพิษต่อน้ำ: โลหะทั้งสองชนิดมีความเป็นพิษอย่างมากต่อปลาและสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่นๆ แม้จะมีความเข้มข้นต่ำ โดยส่งผลต่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการอยู่รอด
- สังกะสี: ทำลายการทำงานของเหงือกปลา ทำให้ประสิทธิภาพในการหายใจลดลง
- แมงกานีส: การสัมผัสเป็นเวลานานทำให้เกิดการสะสมทางชีวภาพและอาจเกิดพิษต่อระบบประสาทได้
- การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: มาตรฐานการปล่อยมลพิษทั้งในระดับประเทศและระดับนานาชาติกำหนดขีดจำกัดความเข้มข้นของสังกะสีและแมงกานีสอย่างเข้มงวด การกำจัดที่มีประสิทธิภาพโดยทั่วไปต้องใช้การตกตะกอนทางเคมีโดยใช้รีเอเจนต์ที่มีฤทธิ์เป็นด่างเพื่อสร้างไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำ

3. นิกเกิล – โลหะหนักที่มีความเสี่ยงสูงซึ่งต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวด
ที่มา:
- มีอยู่ในวัตถุดิบ: เหล็กกล้าอัลลอยด์บางชนิด รวมถึงสแตนเลส มีส่วนผสมของนิกเกิล ซึ่งจะละลายในกรดในระหว่างการดอง
- กระบวนการปรับสภาพพื้นผิว: การชุบด้วยไฟฟ้าหรือการเคลือบทางเคมีบางชนิดจะผสมสารประกอบนิกเกิลเข้าไป
เหตุผลในการติดตามและควบคุม (ความสำคัญอย่างยิ่ง):
- อันตรายต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม: นิกเกิลและสารประกอบนิกเกิลบางชนิดจัดเป็นสารก่อมะเร็งที่อาจเกิดขึ้นได้ นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดความเสี่ยงเนื่องจากความเป็นพิษ คุณสมบัติที่ก่อให้เกิดภูมิแพ้ และความสามารถในการสะสมทางชีวภาพ ซึ่งเป็นภัยคุกคามระยะยาวต่อสุขภาพของมนุษย์และระบบนิเวศ
- ขีดจำกัดการปล่อยที่เข้มงวด: ข้อบังคับ เช่น "มาตรฐานการปล่อยน้ำเสียแบบบูรณาการ" ถูกกำหนดให้เป็นหนึ่งในความเข้มข้นที่อนุญาตต่ำสุดสำหรับนิกเกิล (โดยทั่วไป ≤0.5–1.0 มก./ล.) ซึ่งสะท้อนถึงระดับอันตรายที่สูง
- ความท้าทายในการบำบัด: การตกตะกอนด้วยด่างแบบธรรมดาอาจไม่บรรลุระดับการปฏิบัติตาม มักต้องใช้วิธีการขั้นสูง เช่น สารคีเลตหรือการตกตะกอนซัลไฟด์ เพื่อการกำจัดนิกเกิลอย่างมีประสิทธิภาพ

การปล่อยน้ำเสียที่ไม่ได้รับการบำบัดโดยตรงจะส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนทางสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรงและต่อเนื่องในแหล่งน้ำและดิน ดังนั้น น้ำเสียทั้งหมดต้องผ่านการบำบัดที่เหมาะสมและการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดก่อนการปล่อย การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ณ จุดปล่อยน้ำเสียถือเป็นมาตรการสำคัญสำหรับองค์กรต่างๆ ในการปฏิบัติตามความรับผิดชอบด้านสิ่งแวดล้อม การรับประกันการปฏิบัติตามกฎระเบียบ และลดความเสี่ยงด้านนิเวศวิทยาและกฎหมาย