การเลือกสารเคมีสำหรับบำบัดน้ำควรเริ่มจากการจับคู่ผลวิเคราะห์น้ำดิบกับคุณภาพน้ำที่ผ่านการบำบัดตามต้องการและอุปกรณ์บำบัด ไม่ใช่การเปรียบเทียบราคาสารเคมี น้ำจากแหล่งเดียวกันอาจต้องใช้สารเคมีต่างกันสำหรับการผลิตน้ำดื่ม น้ำป้อนระบบรีเวอร์สออสโมซิส น้ำเติมหอหล่อเย็น หรือน้ำเติมหม้อไอน้ำ รายงานผลวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการช่วยระบุข้อจำกัด แต่เพียงอย่างเดียวไม่สามารถระบุผลิตภัณฑ์หรือปริมาณที่เหมาะสมได้

ประเด็นหลักในการตัดสินใจคือควรกำจัดสิ่งปนเปื้อน เปลี่ยนสภาพทางเคมี หรือควบคุมให้อยู่ในเงื่อนไขที่กำหนด การตกตะกอนด้วยสารช่วยจับตะกอนอาจช่วยกำจัดอนุภาคแขวนลอยได้ แต่ไม่สามารถแก้ปัญหาความเค็มจากสารที่ละลายสูงเกินไปได้ สารยับยั้งตะกรันช่วยลดการเกิดตะกรันบางชนิดได้ภายในช่วงการใช้งานที่ผ่านการตรวจสอบยืนยัน แต่ไม่ได้กำจัดความกระด้าง ดังนั้น การเลือกสารที่เชื่อถือได้จึงต้องเริ่มจากการกำหนดวัตถุประสงค์การบำบัด ข้อมูลน้ำที่เป็นตัวแทนของสภาวะจริง และการยืนยันว่าเคมีภัณฑ์ที่เสนอใช้ได้กับกระบวนการทั้งหมด

กำหนดเป้าหมายคุณภาพน้ำก่อนแปลผลรายงาน

คำแนะนำเกี่ยวกับสารเคมียังไม่ครบถ้วนหากไม่มีการระบุเป้าหมายที่ชัดเจน เป้าหมายดังกล่าวอาจเป็นค่าตามข้อกำหนดทางกฎหมาย ข้อกำหนดน้ำป้อนของผู้จำหน่ายอุปกรณ์ ข้อกำหนดคุณภาพของกระบวนการ หรือเงื่อนไขการระบายน้ำ ข้อกำหนดเหล่านี้ใช้แทนกันไม่ได้ น้ำที่เหมาะสำหรับเติมระบบหล่อเย็นอาจยังทำให้เกิดตะกรันหรือการปนเปื้อนที่ยอมรับไม่ได้ในงานประยุกต์อื่น

บันทึกอัตราการไหลที่ใช้ในการออกแบบ ความต้องการใช้งานปกติและสูงสุด อุณหภูมิใช้งาน ลำดับการบำบัด และอัตราการกู้คืนหรือปัจจัยความเข้มข้นที่คาดการณ์ไว้ ระบุวัสดุที่สัมผัสกับสารเคมีและข้อจำกัดเกี่ยวกับอะลูมิเนียม เหล็ก สารออกซิไดซ์ ฟอสฟอรัส โซเดียม หรือองค์ประกอบอื่นที่เติมเข้าไปซึ่งอาจตกค้าง สารเคมีบำบัดอาจแก้ปัญหาหนึ่ง แต่ก่อให้เกิดอีกปัญหาหนึ่งในขั้นตอนถัดไป

แยกความแตกต่างระหว่างคุณภาพน้ำต้นทางกับคุณภาพน้ำ ณ จุดเติมสารแต่ละจุด สารยับยั้งตะกรันที่ฉีดก่อนระบบรีเวอร์สออสโมซิสต้องประเมินเทียบกับน้ำป้อนเมมเบรนหลังการบำบัดขั้นต้น ไม่ใช่เทียบกับผลวิเคราะห์น้ำต้นทางเดิมเพียงอย่างเดียว เช่นเดียวกัน ความต้องการสารฆ่าเชื้ออาจเปลี่ยนแปลงอย่างมากหลังการทำให้น้ำใสและการกรอง

ตรวจสอบว่าผลวิเคราะห์สะท้อนสภาวะการออกแบบหรือไม่

ตัวอย่างเพียงครั้งเดียวเป็นเพียงภาพ ณ ช่วงเวลาหนึ่ง ความขุ่นและปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำผิวดินอาจเปลี่ยนแปลงหลังฝนตก เคมีของน้ำใต้ดินอาจแตกต่างกันระหว่างบ่อ และสัดส่วนของแหล่งน้ำผสมอาจเปลี่ยนไปเมื่อสัดส่วนการจ่ายน้ำจากแต่ละแหล่งเปลี่ยนแปลง การเลือกสารควรคำนึงถึงช่วงสภาวะการใช้งานที่ระบุไว้ ไม่ใช่พิจารณาเพียงค่าเฉลี่ยรายปี

ขอข้อมูลวันที่และสถานที่เก็บตัวอย่าง วิธีวิเคราะห์เมื่อเกี่ยวข้อง และความแปรผันในอดีต การวัดภาคสนามมีความสำคัญสำหรับพารามิเตอร์อย่าง pH อุณหภูมิ และสารฆ่าเชื้อที่ตกค้าง ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงระหว่างการขนส่งหรือจัดเก็บ สำหรับโลหะ ให้ตรวจสอบว่าผลวิเคราะห์แสดงความเข้มข้นในรูปละลายหรือความเข้มข้นรวม เพราะเหล็กที่ละลายอยู่และเหล็กในรูปอนุภาคอาจต้องใช้ลำดับการบำบัดต่างกัน

ตรวจสอบหน่วยก่อนเปรียบเทียบผล ความกระด้างและความเป็นด่างมักรายงานในรูปค่าที่เทียบเท่ากับแคลเซียมคาร์บอเนต ขณะที่ไอออนแต่ละชนิดอาจรายงานเป็นความเข้มข้นมวลของไอออนนั้น การไม่มีหน่วย ข้อมูลไอออนไม่ครบถ้วน หรือความไม่สมดุลของประจุที่ไม่สามารถอธิบายได้ อาจทำให้การคำนวณการเกิดตะกรันและคำแนะนำด้านสารเคมีไม่น่าเชื่อถือ

ใช้การทดสอบการตกตะกอนเพื่อประกอบการตัดสินใจเรื่องการกำจัดอนุภาค

สารช่วยตกตะกอนชนิดอะลูมิเนียม เกลือเฟอร์ริก และพอลิเมอร์บางชนิดอาจเป็นตัวเลือกเมื่อมีเป้าหมายเพื่อทำให้คอลลอยด์ไม่เสถียรและช่วยกำจัดของแข็ง การเลือกขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาค สารอินทรีย์ pH ความเป็นด่าง อุณหภูมิ และความสามารถของอุปกรณ์แยกในขั้นตอนถัดไป

สารช่วยตกตะกอนเกลือโลหะทั่วไปใช้ความเป็นด่างและอาจทำให้ pH ลดลง ในน้ำที่มีความสามารถในการบัฟเฟอร์ต่ำ การเพิ่มปริมาณสารเคมีอาจทำให้สภาวะอยู่นอกช่วงที่การตกตะกอนมีประสิทธิภาพ ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการไฮโดรไลซ์ล่วงหน้าอาจมีความต้องการความเป็นด่างแตกต่างกัน แต่ยังต้องทดสอบประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ที่ระบุเพียงว่า “พอลิอะลูมิเนียมคลอไรด์” ยังให้ข้อมูลไม่เพียงพอสำหรับการเปรียบเทียบอย่างมีความหมาย ต้องพิจารณาปริมาณอะลูมิเนียม ความเป็นเบส สิ่งเจือปน และความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ที่จัดส่งด้วย

การทดสอบจาร์เทสต์ควรเปรียบเทียบช่วงปริมาณสารและสภาวะ pH ที่ใกล้เคียงการใช้งานจริง โดยใช้น้ำที่เป็นตัวแทนของสภาวะจริง ประเมินความขุ่นหลังตกตะกอน การเกิดฟล็อก พฤติกรรมการตกตะกอน โลหะตกค้าง และในกรณีที่เกี่ยวข้อง ให้ประเมินการกำจัดคาร์บอนอินทรีย์และความสามารถในการกรอง น้ำในบีกเกอร์ที่ใสที่สุดอาจไม่ใช่ตัวเลือกการเดินระบบที่ดีที่สุด หากฟล็อกที่ได้แตกตัวระหว่างการถ่ายโอนหรือทำให้ตัวกรองรับภาระมากเกินไป

การเลือกพอลิเมอร์ยังต้องพิจารณาชนิดประจุ ลักษณะโมเลกุล การเจือจาง และการเตรียมสาร การใช้เกินขนาดอาจลดประสิทธิภาพการแยก และพอลิเมอร์ที่เหมาะกับการทำให้น้ำใสอาจไม่เหมาะสำหรับใช้ก่อนเมมเบรน ต้องตรวจสอบความเข้ากันได้ตลอดกระบวนการ ไม่ใช่อนุมานจากผลการทดสอบการตกตะกอนเพียงครั้งเดียว

แยกการปรับ pH การทำให้น้ำอ่อน และการยับยั้งตะกรันออกจากกัน

กรด ด่าง สารทำให้น้ำอ่อน และสารยับยั้งตะกรันจัดการกับกลไกที่แตกต่างกัน การมองว่าสารเหล่านี้ใช้แทนกันได้อาจทำให้ข้อจำกัดต้นเหตุยังไม่ได้รับการแก้ไข

การปรับ pH เป็นการเปลี่ยนสภาวะทางเคมี การเติมกรดอาจลดแนวโน้มการเกิดตะกรันคาร์บอเนต แต่การเลือกกรดยังเปลี่ยนองค์ประกอบไอออนด้วย กรดซัลฟิวริกเพิ่มซัลเฟต ซึ่งมีความสำคัญเมื่อมีความเสี่ยงต่อการตกตะกอนของแคลเซียมซัลเฟต แบเรียมซัลเฟต หรือสตรอนเชียมซัลเฟต กรดไฮโดรคลอริกเพิ่มคลอไรด์ ซึ่งต้องพิจารณาร่วมกับข้อจำกัดด้านการกัดกร่อนและกระบวนการ ควรหาปริมาณกรดที่ต้องใช้จากค่าความเป็นด่างและการไทเทรตหรือแบบจำลองกระบวนการที่เหมาะสม ไม่ใช่พิจารณาจากค่า pH เริ่มต้นเพียงอย่างเดียว

การทำให้น้ำอ่อนเป็นการกำจัดความกระด้าง การตกตะกอนด้วยปูนขาวหรือการแลกเปลี่ยนไอออนอาจเหมาะสมเมื่อต้องกำจัดความกระด้างจริง ผลกระทบของแต่ละวิธีมีมากกว่าราคาสารเคมี: การตกตะกอนทำให้เกิดตะกอนและต้องแยกของแข็ง ส่วนการแลกเปลี่ยนไอออนต้องฟื้นฟูเรซินและก่อให้เกิดน้ำเสีย การเลือกขึ้นอยู่กับอัตราการไหล เคมีของน้ำ ข้อกำหนดคุณภาพน้ำตกค้าง และความสามารถในการจัดการของเสีย

สารยับยั้งตะกรันยับยั้งกลไกการตกตะกอนที่ระบุได้ภายในขีดจำกัดที่กำหนด ความเหมาะสมขึ้นอยู่กับผลวิเคราะห์ไอออนที่ครบถ้วนและสภาวะการใช้งานที่เสนอ สำหรับระบบรีเวอร์สออสโมซิส การประเมินต้องรวมอัตราการกู้คืน อุณหภูมิ pH การจัดเรียงเมมเบรน และเคมีของน้ำเข้มข้น คำแนะนำปริมาณสารที่ไม่ระบุอัตราการกู้คืนและชนิดตะกรันที่เป็นข้อจำกัด ไม่ใช่พื้นฐานการออกแบบที่มีเหตุผลรองรับ

สารยับยั้งตะกรันไม่สามารถชดเชยการเพิ่มความเข้มข้นที่มากเกินไปหรือการปรับสภาพน้ำขั้นต้นที่ไม่เพียงพอได้อย่างไม่จำกัด หากผลคาดการณ์บ่งชี้ถึงความเสี่ยงที่ยอมรับไม่ได้ การลดอัตราการกู้คืนหรือกำจัดองค์ประกอบที่เป็นข้อจำกัดอาจเชื่อถือได้มากกว่าการเพิ่มปริมาณสารเคมี ควรตรวจสอบปฏิกิริยาร่วมกับสารช่วยตกตะกอนและพอลิเมอร์ที่ตกค้างด้วย เนื่องจากสารที่เข้ากันไม่ได้ซึ่งปะปนมากับน้ำอาจทำให้เมมเบรนเกิดการอุดตัน

เลือกการออกซิเดชันและการฆ่าเชื้อโดยพิจารณาความต้องการและข้อจำกัดในขั้นตอนถัดไป

การออกซิไดซ์เพื่อกำจัดเหล็กหรือแมงกานีส และการฆ่าเชื้อเพื่อควบคุมจุลินทรีย์อาจใช้สารเคมีบางชนิดร่วมกันได้ แต่มีวัตถุประสงค์ในการออกแบบต่างกัน การออกซิเดชันต้องเปลี่ยนองค์ประกอบเป้าหมายให้อยู่ในรูปที่กระบวนการสามารถกำจัดได้ ส่วนการฆ่าเชื้อต้องให้การควบคุมจุลินทรีย์ตามที่กำหนดภายใต้เงื่อนไขคุณภาพน้ำและการใช้งานที่เกี่ยวข้อง

สำหรับเหล็กและแมงกานีส ให้ตรวจสอบ pH ความต้องการสารออกซิไดซ์ เวลาในการทำปฏิกิริยา และขั้นตอนการกรองที่จำเป็นต่อการกักเก็บของแข็งที่ตกตะกอน การเติมสารออกซิไดซ์โดยไม่มีการแยกของแข็งในขั้นตอนถัดไปอย่างเพียงพออาจเพียงย้ายปัญหาการปนเปื้อนไปยังตัวกรอง เมมเบรน หรืออุปกรณ์ในระบบจ่ายน้ำ

สำหรับการฆ่าเชื้อ ปริมาณสารที่เติมไม่เท่ากับปริมาณสารตกค้างที่มีประสิทธิผล สารอินทรีย์ แอมโมเนีย โลหะในรูปรีดิวซ์ และองค์ประกอบอื่นจะใช้สารออกซิไดซ์ คลอรีนยังมีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับ pH อุณหภูมิ สภาวะการสัมผัส และชนิดของจุลินทรีย์เป้าหมาย การวัดสารตกค้าง ณ จุดเดียวไม่ได้ยืนยันว่าการบำบัดทั่วทั้งถังที่ผสมไม่ทั่วถึงมีประสิทธิภาพเพียงพอ

ประเมินความเสี่ยงจากผลพลอยได้ที่เกี่ยวข้องและข้อจำกัดของอุปกรณ์ก่อนเลือกสารออกซิไดซ์ สารอินทรีย์มีความสำคัญในการประเมินการใช้คลอรีน ขณะที่โบรไมด์เป็นข้อมูลสำคัญในการประเมินการใช้โอโซน เมมเบรนรีเวอร์สออสโมซิสชนิดพอลิเอไมด์จำนวนมากมีข้อจำกัดการสัมผัสสารออกซิไดซ์อย่างเข้มงวด ข้อกำหนดเฉพาะของเมมเบรนควรเป็นเกณฑ์สำหรับการวางระบบเติมคลอรีนและกำจัดคลอรีนก่อนขั้นตอนเมมเบรน การใช้สารรีดิวซ์มากเกินไปอาจก่อให้เกิดสภาวะที่ไม่พึงประสงค์ในขั้นตอนถัดไป จึงต้องควบคุมทั้งการเติมสารและการตรวจยืนยัน

พิจารณาความเข้ากันได้ของสารเคมีให้สอดคล้องกับการใช้งานจริง

ทะเบียนสารเคมีควรแยกสารที่ใช้บำบัดออกจากสารสำหรับระบบสาธารณูปโภคและของไหลถ่ายเทความร้อน ตัวอย่างเช่น โพรพิลีนไกลคอล CAS#57-55-6 อาจเกี่ยวข้องกับระบบวงจรปิดแยกต่างหากสำหรับป้องกันการแข็งตัว แต่ใช้แทนสารช่วยตกตะกอน สารยับยั้งตะกรัน หรือสารฆ่าเชื้อไม่ได้ การละลายน้ำได้และข้อกำหนดความบริสุทธิ์สูงไม่ได้ยืนยันว่าเหมาะสำหรับเติมลงในกระแสน้ำบำบัดโดยตรง ของไหลประเภทนี้ต้องประเมินแยกต่างหากในด้านสูตรสารยับยั้ง ความเข้ากันได้กับวัสดุ และความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนข้าม

ภายในระบบบำบัด ให้ตรวจสอบทั้งความเข้ากันได้ในการจัดเก็บและปฏิกิริยาระหว่างสารในกระแสที่เจือจาง กรดและไฮโปคลอไรต์ต้องจัดเก็บแยกจากกันเพื่อป้องกันการปล่อยก๊าซคลอรีน สารออกซิไดซ์และสารรีดิวซ์ต้องแยกจัดเก็บอย่างเหมาะสม และไม่ควรถือว่าสารช่วยตกตะกอนกับสารยับยั้งตะกรันเข้ากันได้เพียงเพราะจุดฉีดสารอยู่ห่างกัน

ระบุตำแหน่งเติมสาร อุปกรณ์ฉีด การจัดให้มีการผสม คุณภาพน้ำที่ใช้เจือจาง และวัสดุที่สัมผัสสารควบคู่ไปกับข้อกำหนดของสารเคมี ผลิตภัณฑ์ที่ให้ผลดีในห้องปฏิบัติการอาจไม่ให้ผลตามคาด หากปั๊มที่ติดตั้งไม่สามารถควบคุมปริมาณสารตามที่ต้องการ หรือกระบวนการมีการผสมและเวลาในการทำปฏิกิริยาไม่เพียงพอ

เปรียบเทียบต้นทุนการบำบัดที่ส่งมอบจริง ไม่ใช่ราคาต่อภาชนะ

ควรปรับข้อเสนอจากผู้จำหน่ายให้อยู่บนพื้นฐานประสิทธิภาพเดียวกัน ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์เหลวที่ต่างกันอาจทำให้ราคาต่อตันทำให้เข้าใจผิด ขณะที่ผลิตภัณฑ์ที่มีสารออกฤทธิ์ใกล้เคียงกันก็ยังอาจต้องใช้ปริมาณที่ให้ประสิทธิผลต่างกัน

สำหรับผลิตภัณฑ์เหลวที่เติมโดยคำนวณจากมวลผลิตภัณฑ์ตามสภาพที่จำหน่าย:

ปริมาณการใช้ต่อวัน (kg/day) = อัตราการไหล (m³/day) × ปริมาณสารที่เติม (mg/L) ÷ 1,000.

เมื่อใช้อัตราการไหลตัวอย่าง 1,000 m³/day และปริมาณผลิตภัณฑ์ตามสภาพที่จำหน่าย 20 mg/L จะมีการใช้ผลิตภัณฑ์ 20 kg/day หากปริมาณสารที่ระบุเป็นปริมาณสารออกฤทธิ์ ต้องปรับปริมาณผลิตภัณฑ์ที่จัดส่งตามความเข้มข้นของสารออกฤทธิ์ด้วย นอกจากนี้ การกำหนดขนาดปั๊มยังต้องใช้ข้อมูลความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์และสภาวะการเติมสารทั้งต่ำสุดและสูงสุด

เปรียบเทียบต้นทุนสารเคมีกับความต้องการด่างหรือกรดที่เกี่ยวข้อง การเกิดตะกอน การแยกน้ำออกจากตะกอน การล้างย้อนตัวกรอง การล้างเมมเบรน การกำจัดของเสีย และข้อกำหนดการจัดเก็บ สารช่วยตกตะกอนที่ราคาต่ำกว่าอาจหมดความได้เปรียบ หากทำให้ความต้องการสารปรับสภาพให้เป็นกลางหรือต้นทุนการจัดการตะกอนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ข้อกำหนดการจัดซื้อควรระบุปริมาณสารออกฤทธิ์ที่เกี่ยวข้อง สิ่งเจือปนที่ยอมรับได้ เอกสารประจำล็อต อายุการเก็บรักษา และเงื่อนไขการจัดเก็บ สำหรับการใช้งานที่อยู่ภายใต้ข้อกำกับ ให้ยืนยันการอนุมัติหรือการรับรองที่เขตอำนาจศาลปลายทางและการใช้งานนั้นกำหนด ข้อกำหนดเกรดอุตสาหกรรมหรือเอกสารข้อมูลความปลอดภัยเพียงอย่างเดียวไม่ได้ยืนยันว่าเหมาะสำหรับน้ำดื่ม

กำหนดให้การจัดซื้อขึ้นอยู่กับช่วงสภาวะการใช้งาน

การเลือกขั้นสุดท้ายควรระบุช่วงที่คาดว่าสารเคมีจะทำงานได้ ได้แก่ ช่วงคุณภาพน้ำดิบ อัตราการไหล อุณหภูมิ pH ช่วงปริมาณสารที่เติม วัตถุประสงค์การบำบัด และข้อจำกัดในขั้นตอนถัดไป หากยังมีความไม่แน่นอน ให้ทำจาร์เทสต์ การทดสอบระดับห้องปฏิบัติการ หรือการทดลองนำร่องที่ออกแบบอย่างเหมาะสมก่อนตกลงจัดหาระยะยาว

เกณฑ์การยอมรับควรครอบคลุมประสิทธิภาพของน้ำที่ผ่านการบำบัดและผลกระทบต่อการเดินระบบ รวมถึงสารตกค้าง พฤติกรรมของตะกอน ภาระของตัวกรอง และความเข้ากันได้กับเมมเบรนเมื่อเกี่ยวข้อง ตกลงแนวทางปรับปริมาณสารเมื่อสภาวะน้ำต้นทางอยู่นอกช่วงที่ทดสอบ และกำหนดว่าค่าที่วัดใดจะเป็นสัญญาณให้ตรวจสอบเพิ่มเติมแทนการเพิ่มปริมาณสารโดยอัตโนมัติ

ความมั่นคงในการจัดหาก็เป็นส่วนหนึ่งของการตัดสินใจนี้เช่นกัน ตรวจสอบความสม่ำเสมอระหว่างล็อต ระยะเวลาจัดส่งทดแทน สินค้าคงคลังในพื้นที่ ความเข้ากันได้ของบรรจุภัณฑ์ และผลกระทบจากการเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์ทางเลือกที่ใช้ชื่อสารเคมีทั่วไปเหมือนกันอาจมีความเข้มข้นหรือสูตรแตกต่างกันมากพอจนต้องปรับเทียบใหม่และทดสอบซ้ำ ดังนั้น การเลือกที่มีหลักฐานรองรับจึงเป็นการกำหนดองค์ประกอบร่วมกันระหว่างเคมีภัณฑ์ อุปกรณ์ ระบบควบคุม และเงื่อนไขการจัดหา ไม่ใช่เพียงชื่อผลิตภัณฑ์ที่ได้รับอนุมัติ