โรงงานอุตสาหกรรมจำนวนมากในไทยเลือกใช้ น้ำบาดาล เป็นแหล่งน้ำหลัก เพราะต้นทุนต่อลูกบาศก์เมตรถูกกว่าน้ำประปาและควบคุมปริมาณได้เอง แต่ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดไม่ใช่ น้ำไม่พอในบ่อ กลับเป็น ถังเก็บน้ำเล็กเกินไป จนไลน์ผลิตต้องหยุดรอน้ำ บทความนี้จะพาคุณไล่ตั้งแต่กระบวนการผลิตน้ำประปาจากน้ำบาดาล 6 ขั้นตอน ไปจนถึงสูตรคำนวณขนาดถังเก็บน้ำที่วิศวกรใช้งานจริงในโรงงานไทย
น้ำบาดาลโรงงานคืออะไร และทำไมต้องมีถังเก็บน้ำ?
คำตอบสั้น ๆ: น้ำบาดาลโรงงาน คือ น้ำใต้ดินที่สูบขึ้นมาผ่านบ่อเจาะเพื่อใช้ในกระบวนการผลิต ซึ่งต้องมีถังเก็บน้ำเพื่อ แยกจังหวะ ระหว่างอัตราการสูบของบ่อ กับอัตราการใช้น้ำของไลน์ผลิตที่ไม่เท่ากันตลอดวัน
นิยาม: ถังเก็บน้ำในระบบประปาโรงงาน ไม่ได้ทำหน้าที่แค่ เก็บน้ำ แต่ทำหน้าที่เป็นตัวปรับสมดุล (Balancing) ระหว่างกำลังผลิตน้ำดิบกับความต้องการใช้น้ำที่ผันผวนรายชั่วโมง
โครงสร้างบ่อน้ำบาดาลและชั้นน้ำใต้ดินที่โรงงานใช้เป็นแหล่งน้ำดิบลองนึกภาพโรงงานแปรรูปอาหารแถวสมุทรสาคร ที่ใช้น้ำหนักช่วง 08.0011.00 น. เพื่อล้างวัตถุดิบ แล้วใช้น้ำอีกระลอกช่วงล้างไลน์ตอนกะดึก ถ้าไม่มีถังเก็บน้ำโรงงานที่ขนาดเหมาะสม ปั๊มบ่อบาดาลจะต้องทำงานหนักเกินพิกัดในช่วงพีค และเดินตัวเปล่าในช่วงที่ไม่ใช้น้ำ ผลคือมอเตอร์ไหม้เร็วและค่าไฟพุ่งโดยไม่จำเป็น
6 ขั้นตอนการทำน้ำประปาจากน้ำบาดาลและน้ำผิวดิน มีอะไรบ้าง?
คำตอบสั้น ๆ: กระบวนการมาตรฐานประกอบด้วย สูบน้ำดิบ เติมสารเคมี ตกตะกอน พักในถังบัฟเฟอร์ กรองด้วยถังกรองทราย เก็บน้ำใสเพื่อจ่ายเข้าโรงงาน
ผังกระบวนการผลิตน้ำประปาใช้ในโรงงาน 6 ขั้นตอน จากน้ำบาดาลและน้ำผิวดินขั้นตอนที่ 1: สูบน้ำดิบ (Raw Water Pumping)
ดึงน้ำจากบ่อน้ำบาดาลหรือบ่อพักน้ำผิวดินขึ้นมาด้วยปั๊ม ขั้นตอนนี้ต้องเลือกขนาดปั๊มให้สัมพันธ์กับ กำลังให้น้ำของบ่อ (Safe Yield) ไม่ใช่สูบตามใจต้องการ เพราะการสูบเกินกำลังบ่อทำให้ระดับน้ำลดและทรายหลุดเข้าระบบ
ขั้นตอนที่ 2: เติมสารเคมี (Chemical Dosing)
เติม สารสร้างตะกอน (โพลิเมอร์/สารส้ม) เพื่อให้ตะกอนจับตัวและจมลง และเติม โซเดียมไฮดรอกไซด์ (โซดาไฟ) เพื่อปรับค่า pH ปริมาณสารเคมีที่ใช้ต้องมาจากผลแล็บและการทำ Jar Test ไม่ใช่การกะประมาณ
ขั้นตอนที่ 3: ตกตะกอน (Sedimentation)
น้ำไหลเข้าถังตกตะกอน ตะกอนหนักจะจมลงก้นถัง ส่วนน้ำใสจะลอยอยู่ด้านบนและไหลล้นไปยังขั้นตอนถัดไป ขั้นตอนนี้สำคัญมากสำหรับน้ำบาดาลที่มี เหล็ก (Fe) และแมงกานีส (Mn) สูง ซึ่งเป็นปัญหาคลาสสิกของน้ำบาดาลในภาคกลางและภาคอีสาน
ขั้นตอนที่ 4: พักในถังบัฟเฟอร์ (Buffer Tank)
น้ำใสหลังตกตะกอนจะถูกเก็บไว้ในถังบัฟเฟอร์ เพื่อรอเข้าระบบกรอง ถังกลุ่มนี้คือหัวใจของการคำนวณ เพราะเป็นตัวกำหนดว่าระบบจะเดินต่อเนื่องได้กี่ชั่วโมงหากขั้นตอนต้นน้ำมีปัญหา
ตัวอย่างการติดตั้งถังบัฟเฟอร์ขนาด 50,000 ลิตร จำนวน 6 ใบ รวมความจุ 300 ลูกบาศก์เมตรขั้นตอนที่ 5: กรองด้วยถังกรองทราย (Sand Filter)
ดักตะกอนละเอียดที่หลุดรอดจากถังตกตะกอน บางโรงงานเลือกใช้ถังกรองคาร์บอน (Carbon Filter) เพิ่มเพื่อกำจัดกลิ่นและคลอรีน ก่อนส่งต่อเข้า ระบบ RO ในกรณีที่ต้องการน้ำคุณภาพสูง
ขั้นตอนที่ 6: เก็บน้ำใสเพื่อจ่ายใช้งาน (Treated Water Storage)
น้ำที่ผ่านการกรองแล้วจะถูกเก็บในถังสต๊อกสุดท้าย เพื่อจ่ายเข้าไลน์ผลิต โดยขนาดถังขั้นนี้ต้องอ้างอิงจากปริมาณการใช้จริงของโรงงาน
ถังเก็บน้ำในระบบประปาโรงงานมีกี่ประเภท?
| ประเภทถัง | หน้าที่หลัก | แนวทางกำหนดขนาด |
|---|---|---|
| ถังพักน้ำดิบ | รับน้ำจากบ่อบาดาล/น้ำผิวดิน | 48 ชั่วโมงของอัตราสูบ |
| ถังตกตะกอน | แยกตะกอนออกจากน้ำ | อ้างอิงเวลากักเก็บ 24 ชม. |
| ถังบัฟเฟอร์ (น้ำใส) | พักน้ำใสก่อนเข้ากรอง | 812 ชั่วโมงของการใช้น้ำ |
| ถังน้ำใช้ (Service Tank) | จ่ายน้ำเข้าไลน์ผลิต | 11.5 เท่าของการใช้ต่อวัน |
| ถังน้ำสำรองดับเพลิง | ตามข้อกำหนดความปลอดภัย | แยกอิสระ ห้ามใช้ร่วม |
ดูรายละเอียดวัสดุถังแต่ละชนิดได้ที่ เปรียบเทียบถังไฟเบอร์กลาสกับถังสแตนเลส
วิธีคำนวณขนาดถังเก็บน้ำบาดาลสำหรับโรงงาน ทำอย่างไร?
คำตอบสั้น ๆ: ใช้สูตรพื้นฐาน ปริมาณใช้น้ำเฉลี่ยต่อวัน × จำนวนวันสำรอง × ค่าเผื่อความปลอดภัย แล้วปัดขึ้นให้ลงตัวกับขนาดถังมาตรฐานที่มีจำหน่าย
- Vtank = ปริมาตรถังเก็บน้ำที่ต้องการ (ลบ.ม.)
- Qavg = ปริมาณการใช้น้ำเฉลี่ยต่อวัน (ลบ.ม./วัน)
- D = จำนวนวันสำรอง (โดยทั่วไป 12 วัน)
- SF = ค่าเผื่อความปลอดภัย (แนะนำ 1.21.3)
สูตรคำนวณขนาดถังเก็บน้ำบาดาลสำหรับโรงงาน พร้อมตัวอย่างการแทนค่าจริงตัวอย่างการคำนวณจริง
โรงงานผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ในนิคมฯ จังหวัดระยอง ใช้น้ำเฉลี่ย 300 ลบ.ม./วัน ต้องการสำรอง 1.5 วัน และเผื่อการขยายไลน์ 20%
V = 300 × 1.5 × 1.2 = 540 ลบ.ม.
เมื่อแปลงเป็นถังมาตรฐาน 50,000 ลิตร (50 ลบ.ม.): 540 ÷ 50 = 10.8 ต้องใช้ 11 ใบ
สิ่งที่ต้องบวกเพิ่มเสมอ
- น้ำสำหรับล้างย้อนถังกรอง (Backwash) ปกติ 35% ของปริมาณน้ำที่ผลิตต่อวัน
- น้ำสูญเสียจากการระบายตะกอน ประมาณ 23%
- ช่วงพีคโหลด หากมีชั่วโมงที่ใช้น้ำพุ่ง 2 เท่า ต้องเผื่อถังบัฟเฟอร์เพิ่ม
- แผนขยายกำลังผลิต 35 ปีข้างหน้า ราคาถังถูกกว่าการรื้อระบบใหม่มาก
ต้องการตัวช่วยคำนวณ? ดูได้ที่ คู่มือคำนวณขนาดถังเก็บน้ำโรงงาน และ วิธีเลือกปั๊มน้ำบาดาลให้เหมาะกับบ่อ
ทำไมโรงงานไทยนิยมถัง 50,000 ลิตรหลายใบ แทนถังใหญ่ใบเดียว?
คำตอบสั้น ๆ: เพราะการแยกเป็นหลายใบช่วยให้ล้างถังหรือซ่อมได้โดยไม่ต้องหยุดจ่ายน้ำทั้งระบบ และขนส่งเข้าพื้นที่โรงงานได้ง่ายกว่า
- ไม่ต้อง Shutdown ทั้งระบบ เมื่อถึงรอบล้างถังประจำปี
- ขยายทีละใบได้ เมื่อกำลังผลิตเพิ่ม ไม่ต้องลงทุนก้อนใหญ่ครั้งเดียว
- ขนส่งและติดตั้งง่าย โดยเฉพาะโรงงานในนิคมฯ ที่พื้นที่ว่างจำกัด
- กระจายน้ำหนักลงฐานราก ลดต้นทุนงานโครงสร้าง
ในทางกลับกัน หากโรงงานมีพื้นที่กว้างและใช้น้ำเกิน 1,000 ลบ.ม./วัน การใช้ถังคอนกรีตหรือถังสแตนเลสขนาดใหญ่ใบเดียวอาจคุ้มกว่าในระยะยาว จุดตัดตรงนี้ควรให้วิศวกรประเมินจาก แบบผังระบบน้ำโรงงาน
ข้อกฎหมายน้ำบาดาลที่โรงงานต้องรู้ก่อนวางระบบ
การเจาะและใช้น้ำบาดาลในประเทศไทยอยู่ภายใต้การกำกับของ กรมทรัพยากรน้ำบาดาล โดยมีประเด็นสำคัญดังนี้
เขตวิกฤตการณ์น้ำบาดาล 7 จังหวัด ที่มีเงื่อนไขและอัตราค่าใช้น้ำแตกต่างจากพื้นที่อื่น- การเจาะน้ำบาดาลที่ลึกจากผิวดิน เกิน 15 เมตร ต้องยื่นขอรับใบอนุญาตให้ถูกต้องตามกฎหมายในทุกจังหวัด
- พื้นที่เขตวิกฤตการณ์น้ำบาดาล 7 จังหวัด ได้แก่ กรุงเทพมหานคร นนทบุรี นครปฐม พระนครศรีอยุธยา ปทุมธานี สมุทรสาคร และสมุทรปราการ มีเงื่อนไขและอัตราค่าใช้น้ำบาดาลแตกต่างจากพื้นที่อื่น
- บ่อขนาด 4 นิ้วขึ้นไป ที่ใช้น้ำมากกว่าวันละ 100 ลบ.ม. มีระยะเวลาพิจารณาประมาณ 17 วันทำการ
- ค่าธรรมเนียมคำขอรับใบอนุญาตเจาะหรือใช้น้ำบาดาล คำขอละ 10 บาท ส่วนค่าธรรมเนียมใบอนุญาตขึ้นอยู่กับขนาดบ่อ
5 ข้อผิดพลาดที่ทำให้ถังเก็บน้ำไม่ตอบโจทย์
- คำนวณจากค่าเฉลี่ยรายวันอย่างเดียว โดยไม่ดูโปรไฟล์การใช้น้ำรายชั่วโมง
- ลืมเผื่อน้ำล้างย้อนถังกรอง ทำให้ช่วง Backwash น้ำในระบบตก
- ไม่ทำผลแล็บก่อนออกแบบ จึงเลือกสื่อกรองผิดประเภท โดยเฉพาะน้ำบาดาลที่มีเหล็กและความกระด้างสูง
- วางถังกลางแดดโดยไม่มีหลังคา ทำให้เกิดตะไคร่และอายุถังสั้นลง
- ไม่เผื่อพื้นที่ขยาย ทำให้เพิ่มถังในอนาคตไม่ได้เพราะไม่มีที่ตั้ง
อ่านเพิ่มเติม: วิธีบำรุงรักษาถังเก็บน้ำโรงงาน และ สัญญาณเตือนว่าระบบกรองน้ำบาดาลถึงเวลาเปลี่ยนสารกรอง
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับน้ำบาดาลและถังเก็บน้ำโรงงาน
ถังเก็บน้ำบาดาลควรสำรองน้ำไว้กี่วัน?
โดยทั่วไปแนะนำ 12 วัน ของปริมาณการใช้น้ำ หากโรงงานอยู่ในพื้นที่ที่บ่อบาดาลให้น้ำไม่สม่ำเสมอ หรือมีความเสี่ยงไฟดับบ่อย ควรสำรองไว้ 2 วันขึ้นไป
น้ำบาดาลผ่าน 6 ขั้นตอนแล้วนำไปดื่มได้เลยหรือไม่?
ไม่ได้ทันที ระบบ 6 ขั้นตอนให้คุณภาพระดับน้ำประปาสำหรับใช้ในกระบวนการผลิต หากต้องการน้ำดื่มหรือน้ำสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร ต้องเพิ่มระบบ RO และการฆ่าเชื้อ พร้อมตรวจคุณภาพตามเกณฑ์ที่หน่วยงานสาธารณสุขกำหนด
โรงงานสามารถตัดขั้นตอนใดออกได้บ้าง?
ขึ้นอยู่กับผลวิเคราะห์คุณภาพน้ำดิบ หากน้ำบาดาลใสและมีตะกอนต่ำมาก อาจตัดขั้นตอนตกตะกอนออกแล้วใช้ถังกรองทรายร่วมกับระบบเติมอากาศแทนได้ แต่ควรให้วิศวกรเป็นผู้ตัดสินใจจากผลแล็บ
ถัง 50,000 ลิตร กี่ใบถึงจะพอสำหรับโรงงานขนาดกลาง?
โรงงานที่ใช้น้ำ 200300 ลบ.ม./วัน มักต้องการถังรวมประมาณ 300540 ลบ.ม. หรือเทียบเท่า 611 ใบ ขึ้นอยู่กับจำนวนวันสำรองและค่าเผื่อที่เลือกใช้
ค่าใช้จ่ายในการวางระบบประปาจากน้ำบาดาลประมาณเท่าไหร่?
ขึ้นอยู่กับกำลังผลิต คุณภาพน้ำดิบ และจำนวนถัง ควรให้ทีมวิศวกรเข้าสำรวจหน้างานและทำ Water Balance ก่อนเสนอราคา เพื่อไม่ให้ลงทุนเกินความจำเป็น
สรุป: ออกแบบถังเก็บน้ำบาดาลให้ถูกตั้งแต่วันแรก คุ้มกว่าแก้ทีหลัง
การคำนวณถังเก็บน้ำสำหรับ น้ำบาดาล ในโรงงาน ไม่ใช่แค่การคูณเลขปริมาณน้ำต่อวัน แต่ต้องมองทั้งระบบตั้งแต่กำลังของบ่อ คุณภาพน้ำดิบ โปรไฟล์การใช้น้ำ ไปจนถึงแผนขยายกำลังผลิตในอนาคต โรงงานที่วางแผนดีตั้งแต่ต้น จะประหยัดทั้งค่าไฟ ค่าสารเคมี และลดความเสี่ยงไลน์ผลิตหยุดได้อย่างมีนัยสำคัญ
ทีมวิศวกรเข้าสำรวจหน้างานและทำ Water Balance ก่อนออกแบบระบบจริง
