การประยุกต์ใช้งานระบบสารสนเทศแบบอุตสาหกรรม (IIoT) ในการจัดการระบบบำบัดน้ำเสีย (Waste Water Treatment Plant)) By num2002
การบำบัดน้ำเสีย (Wastewater Treatment) หมายถึงการปรับปรุงคุณภาพน้ำเสียให้ดีขึ้น ทำให้หมดอันตรายหรือมีอันตรายน้อยลงไปจากเดิม โดยใช้กระบวนการต่างๆ เช่น กระบวนการทางกายภาพ กระบวนการทางเคมี หรือ กระบวนการชีวภาพ
ระบบบําบัดน้ำเสีย(Wastewater Treatment System)
ระบบบําบัดน้ำเสียสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
1. การบําบัดทางกายภาพ (Physical Treatment) เป็นวิธีการแยกขยะ หรือสิ่งเจือปนที่มีขนาดใหญ่ออกจากน้ำเสียด้วยอุปกรณ์ในกระบวนการบําบัดทางกายภาพ เช่น ตะแกรงดักขยะ ถังดักกรวดทรายถังดักไขมันและน้ำมัน เป็นต้น
2. การบําบัดทางเคมี (Chemical Treatment) ใช้กระบวนการทางเคมี เพื่อทําปฏิกิริยากับสิ่งเจือปนในน้ำเสีย เช่น ค่าพีเอชสูงหรือต่ำเกินไป มีสารพิษ มีของแข็งแขวนลอยที่ตกตะกอนยาก มีไนโตรเจนหรือฟอสฟอรัสที่สูงเกินไป และมีเชื้อโรค เป็นต้น อุปกรณ์ที่ใช้ในการบําบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางเคมี ได้แก่ ถังกวนเร็ว ถังกวนช้า ถังตกตะกอน ถังกรอง และถังฆ่าเชื้อโรค
3. การบําบัดทางชีวภาพ (Biological Treatment) เป็นกระบวนการที่อาศัยจุลินทรีย์ในการกําจัดสิ่งเจือปนในน้ำเสียโดยความสกปรกหรือสารอินทรีย์ในน้ำจะถูกใช้เป็นอาหารและเป็นแหล่งพลังงานของจุลินทรีย์ในถังเลี้ยงจุลินทรีย์เพื่อการเจริญเติบโต ทําให้น้ำเสียมีความสกปรกลดลง โดยจุลินทรีย์เหล่านี้อาจเป็นแบบใช้ออกซิเจน (AerobicOrganisms) หรือไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Organisms) ก็ได้ ระบบบําบัดน้ำเสียที่อาศัยหลักการทางชีวภาพ ได้แก่ ระบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์(Activate Sludge; AS) ระบบคลองวนเวียน(Oxidation Ditch; OD) ระบบเอสบีอาร์ (Sequencing batch reactor; SBR) ระบบบ่อเติมอากาศ
(AeratedLagoon; AL) ระบบแผ่นจานหมุนชีวภาพ(RotatingBiological Contactor; RBC) ระบบโปรยกรอง (Trickling Filter) ระบบบ่อปรับเสถียร (Stabilization Ponds) ระบบยูเอเอสบี(Upflow Anaerobic
Sludge Blanket; UASB) และระบบกรองไร้อากาศ (Anaerobic Filter; AF) เป็นต้น
ในปัจจุบัน ปัญหาเรื่องคุณภาพของน้ำเป็นหนึ่งในปัญหาสำคัญที่ต้องการการแก้ไขอย่างยั่งยืน เศรษฐกิจและสังคมทั่วโลกได้รับผลกระทบมากจากสารเคมีและมลพิษในน้ำที่ส่งผลต่อสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในระยะยาว ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยี IoT (Internet of Things) Haiwell Cloud Gateway ได้เริ่มเป็นเครื่องมือสำคัญในการพัฒนาระบบการทำลายสารเคมีในน้ำที่มีอยู่ โดยมุ่งเน้นการปรับปรุงคุณภาพน้ำอย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืน ในบทความนี้ เราจะสำรวจการใช้เทคโนโลยี IoT ในระบบการทำลายสารเคมีที่มีอยู่ในน้ำและประสิทธิภาพของการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในการสร้างน้ำสะอาดแห่งอนาคต
การปรับปรุงระบบการทำลายสารเคมีในน้ำด้วยเทคโนโลยี IoT
การใช้เทคโนโลยี IoT เพื่อปรับปรุงระบบการทำลายสารเคมีในน้ำมีประโยชน์มากมายทั้งในด้านความปลอดภัยของน้ำที่บริโภคและการปรับปรุงสภาพแวดล้อม โดยสามารถสร้างผลประโยชน์ดังนี้
1. การตรวจวัดและควบคุมอัตโนมัติ : เซนเซอร์ IoT สามารถตรวจวัดระดับสารเคมีในน้ำอย่างต่อเนื่องและส่งข้อมูลไปยังระบบคอมพิวเตอร์เพื่อการวิเคราะห์และรายงานข้อมูล ระบบคอมพิวเตอร์สามารถปรับปรุงกระบวนการทำลายสารเคมีอัตโนมัติตามข้อมูลที่ได้รับเพื่อให้การทำลายมีประสิทธิภาพและคุณภาพน้ำมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
2. ลดการใช้สารเคมีที่ไม่จำเป็น : โดยการตรวจวัดและควบคุมอัตโนมัติผ่านระบบ IoT ทำให้สามารถปรับปรุงปริมาณและอัตราการใช้สารเคมีตามความเหมาะสม ลดปริมาณการใช้สารเคมีที่ไม่จำเป็น ซึ่งส่งผลให้มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดทรัพยากร
3. การรายงานและการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ : ระบบสารสนเทศและการรายงาน IoT ช่วยให้สามารถรายงานข้อมูลและการทำงานของระบบได้อย่างทันท่วงที และสามารถดำเนินการปรับปรุงได้อย่างแม่นยำตามความต้องการของชุมชนในเวลาที่เหมาะสม
การทำงานของระบบ IIoT ในการทำลายสารเคมีในน้ำ ระบบ Cloud Haiwell Free SCADA
เราสามารถสรุปการทำงานของระบบ IoT ในการทำลายสารเคมีในน้ำได้ดังนี้
การปรับปรุงระบบการทำลายสารเคมีในน้ำโดยใช้เทคโนโลยี IoT เป็นวิธีการที่มีศักยภาพในการลดการปล่อยสารเคมีและมลพิษในน้ำ โดยเทคโนโลยี IoT สามารถช่วยให้การทำลายสารเคมีมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยการควบคุมและปรับปรุงกระบวนการการทำลายสารเคมีที่ใช้ในน้ำ อุปกรณ์ IoT สามารถติดตั้งบนระบบการทำลายสารเคมีเพื่อวัดและควบคุมปริมาณสารเคมีที่ใช้ในการทำลาย และปรับความเข้มข้นและอัตราการใช้งานตามความเหมาะสม
ตัวอย่างการใช้งาน IoT-Haiwell Could SCADA + PLC/PAC ในระบบการทำลายสารเคมี
| การใช้งาน | รายละเอียด | ตัวอย่าง |
| การตรวจวัดคุณภาพน้ำ | เซ็นเซอร์วัดค่า pH, ค่าความนำไฟฟ้า, ค่าคลอรีน, โลหะหนัก ฯลฯ | เซ็นเซอร์วัดค่า pH ในระบบบำบัดน้ำเสีย |
| การควบคุมระบบการบำบัดน้ำ | วาล์วอัจฉริยะ, ปั๊มน้ำอัจฉริยะ, ระบบควบคุมอัตโนมัติ | วาล์วอัจฉริยะควบคุมการไหลของน้ำในระบบบำบัดน้ำ RO |
| การแจ้งเตือน | ระบบแจ้งเตือนผ่าน SMS, อีเมล, แอปพลิเคชั่น | ระบบแจ้งเตือนเมื่อระดับสารเคมีในน้ำเกินค่ามาตรฐาน |
ข้อดีของการใช้ IoT ในระบบการทำลายสารเคมี
| ข้อดี | รายละเอียด | ตัวอย่าง |
| ประสิทธิภาพ | - เพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดน้ำ - ตรวจจับและกำจัดสารเคมีได้เร็วขึ้น - ลดเวลาในการบำบัดน้ำ | - ระบบควบคุมอัตโนมัติปรับการไหลของน้ำยาเคมีตามค่าเซ็นเซอร์ - ระบบแจ้งเตือนเมื่อค่าสารเคมีเกินกำหนด |
| ความแม่นยำ | - ควบคุมระบบการบำบัดน้ำได้แม่นยำ -ปรับปริมาณสารเคมีได้อย่างเหมาะสม | - เซ็นเซอร์วัดค่าความเข้มข้นของสารเคมีแบบเรียลไทม์ - ระบบควบคุมอัตโนมัติปรับอัตราส่วนการผสมสารเคมี |
| การประหยัด | - ประหยัดพลังงาน - ประหยัดทรัพยากร - ลดต้นทุนการบำบัดน้ำ | - ปั๊มน้ำอัจฉริยะปรับความเร็วตามค่าเซ็นเซอร์ - ระบบควบคุมอัตโนมัติลดการใช้น้ำยาเคมี |
| ความปลอดภัย | - แจ้งเตือนผู้ใช้เมื่อสารเคมีรั่วไหล - ลดความเสี่ยงต่อสุขภาพ - เพิ่มความปลอดภัยในการทำงาน | - ระบบแจ้งเตือนผ่าน SMS, อีเมล, แอปพลิเคชั่น - ระบบปิดกั้นการไหลของสารเคมีอัตโนมัติ |
อุปกรณ์ IoT ในระบบการทำลายสารเคมี
| อุปกรณ์ | รายละเอียด | ตัวอย่างการทำงาน |
| เซ็นเซอร์วัดค่า pH | - วัดความเป็นกรด-ด่างของน้ำ - ช่วงวัด 0-14 แสดงค่า pH แบบเรียลไทม์ | - ควบคุมระบบเติมกรดหรือด่าง - แจ้งเตือนเมื่อค่า pH เกินค่ามาตรฐาน |
| เซ็นเซอร์วัดค่าความนำไฟฟ้า EC/TDS | - วัดความสามารถของน้ำในการนำไฟฟ้า - แสดงค่าความนำไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ | - ตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบแลกเปลี่ยนไอออน - แจ้งเตือนเมื่อค่าความนำไฟฟ้าเกินค่ามาตรฐาน |
| เซ็นเซอร์วัดคลอรีน Chlorine | - วัดระดับคลอรีนในน้ำ - แสดงค่าคลอรีนแบบเรียลไทม์ | - ควบคุมระบบเติมคลอรีน - แจ้งเตือนเมื่อค่าคลอรีนต่ำหรือสูงเกินไป |
| เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ Temperature Sensor | - วัดอุณหภูมิของน้ำ - แสดงค่าอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ | - ควบคุมระบบทำความร้อน/เย็น - แจ้งเตือนเมื่ออุณหภูมิเกินค่ามาตรฐาน |
| เซ็นเซอร์วัดความขุ่น Turbidity Sensor | - วัดปริมาณของอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ - แสดงค่าความขุ่นแบบเรียลไทม์ | - ตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบกรอง - แจ้งเตือนเมื่อค่าความขุ่นเกินค่ามาตรฐาน |
| เซ็นเซอร์วัดออกซิเจนที่ละลายน้ำได้ Dissolve Oxygen Sensor | - วัดปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ - แสดงค่าออกซิเจนแบบเรียลไทม์ | - ควบคุมระบบเติมอากาศ - แจ้งเตือนเมื่อค่าออกซิเจนต่ำเกินไป |
| วาล์วอัจฉริยะ Electric Valve | - ควบคุมการไหลของน้ำ - ควบคุมจากระยะไกล - ตั้งเวลาการเปิด/ปิด | - ควบคุมการไหลของน้ำยาเคมี - ปรับอัตราการไหลของน้ำตามค่าเซ็นเซอร์ |
| ปั๊มน้ำอัจฉริยะ Smart Pump | - ควบคุมความเร็วในการสูบน้ำ - ควบคุมจากระยะไกล - ตั้งเวลาการทำงาน | - ปรับอัตราการสูบน้ำตามค่าเซ็นเซอร์ - ประหยัดพลังงาน |
| ระบบควบคุมอัตโนมัติ Automatic PLC/PAC | - ควบคุมระบบการบำบัดน้ำโดยอัตโนมัติ - วิเคราะห์ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ - ปรับการทำงานของระบบตามค่าเซ็นเซอร์ | - ควบคุมค่า pH, คลอรีน, อุณหภูมิ ฯลฯ - แจ้งเตือนผู้ใช้เมื่อเกิดปัญหามลพิษ |
เนื่องจากระบบควบคุมในปัจจุบันที่นิยมใช้กันในอุตสหากรรมเป็นระบบ PLC (Prammable Logic Controller) ซึ่งระบบ PLC ของ Haiwell นั้นสามารถเขียนโปรแกรมและใช้งานได้ง่าย สามารถเชื่อมต่อกับ เซ็นเซอร์ต่างๆ ในงานระบบบำบัดน้ำเสีย DO, PH/TDS, Clorine, Turbidity, Flow and Level sensor ได้ง่ายไม่ยุ่งยาก สื่อสารแบบ Modbus RS485 , 4-20 mA, 0-10V สามารถเลือกต่อการ์ด Expansion เพิ่มได้ นอกจากนี้ หากระบบมีปัญหา หรือค่าเกินกำหนดสามารถแจ้งเตือนส่ง Line Notification ได้ด้วย และสามารถทำรีโมท Remote เพื่อแก้ไขระบบ หรือ แก้ไขโปรแกรมได้อีกด้วย นอกจากนั้นการควบคุมและเก็บค่า Data logger สามารถดึงข้อมูลต่างๆ เพื่อทำรายงาน Report ผ่านระบบ Haiwell Cloud ได้เลย ทำให้ประหยัดเวลาไม่ต้องจดค่าและได้ค่าที่แม่นยำ เพื่อทำรายงานด้านสิ่งแวดล้อม และทางบริษัท อี พาวเวอร์ เซอร์วิส จำกัด (E-Power Service Co.,Ltd) ได้เปิดให้ใช้บริการฟรี ไม่ค่าใช้จ่ายเพิ่มตลอดการใช้งาน
Ref :
www.pcd.go.th/faqs/คุณภาพน้ำและมลพิษทางน้ำ
https://env.anamai.moph.go.th/web-upload/migrated/files/env/n920_0d91709ae44cc4c5eef930979663d006_a036.pdf
http://www3.rdi.ku.ac.th/cl/knowledge/2566/dec/water_qualitytest.pdf
MakeWebEasy