Abstract:
สารอินทรีย์ละลายน้ำ (Dissolved organic matter, DOM) ในแหล่งน้ำดิบสำหรับการผลิตน้ำประปานั้นสามารถเป็นสารตั้งต้น (Precursor) ของสารพลอยได้จากการฆ่าเชื้อ (Disinfection by-product, DBP) การวิเคราะห์ DOM ด้วยฟลูออเรสเซนซ์สเปคโทรสโคปี โดยใช้ Excitation-Emission Matrix (EEM) สามารถแสดงให้เห็นแง่มุมต่างๆ ของ DOM ได้ครอบคลุมกว่าพารามิเตอร์พื้นฐาน การศึกษานี้วิเคราะห์น้ำตัวอย่างจากระบบปรับปรุงคุณภาพน้ำ โรงผลิตน้ำประปาบางเขน ครอบคลุมทั้งปี ด้วยการวิเคราะห์ EEM มีจุดประสงค์เพื่อติดตามประสิทธิการกำจัด DOM ของแต่ละกระบวนการ จากนั้นทำการจำลองการฆ่าเชื้อโรคกับน้ำตัวอย่างโดยใช้คลอรีน เพื่อศึกษาแนวโน้มการทำปฏิกิริยาระหว่างคลอรีนและ DOM ที่เป็น DBP precursor และวิเคราะห์ความสามารถการกำจัด DBP Precursor ในแต่ละกระบวนการผลิตน้ำประปา ผลการวิเคราะห์สารอินทรีย์ในน้ำดิบแสดงให้เห็นว่า DOM มีองค์ประกอบหลักเป็นกลุ่ม Humic/Fulvic-like อาจมีองค์ประกอบของกลุ่ม Protein-like บ้างตามฤดูกาลที่มีสาหร่ายเจริญเติบโตในน้ำดิบ กระบวนการตกตะกอนสามารถกำจัดสารอินทรีย์กลุ่ม Humic/Fulvic-like ได้ดี ที่เป็น Precursor ของ DBP กลุ่ม Trihalomethanes (THMs) และ Haloacetic acids (HAAs) ตรงกันข้ามกับกระบวนการกรองที่กำจัดกลุ่ม Protein-like ได้ดี ที่เป็น Precursor ของ DBP กลุ่ม Haloacetonitriles (HANs) และกระบวนการฆ่าเชื้อโรค คลอรีนทำปฏิกิริยากับกลุ่ม Protein-like ได้ดีกว่ากลุ่ม Humic/Fulvic-like แต่กลุ่ม Protein-like มักถูกกำจัดออกไปในกระบวนการกรองแล้ว จากการจำลองการฆ่าเชื้อโรค พบว่าคลอรีนสามารถทำปฏิกิริยากับสารอินทรีย์ได้ทุกกลุ่ม หากมีความเข้มข้นที่เพียงพอ ทั้งกลุ่ม Humic/Fulvic-like และกลุ่ม Protein-like พบ Precursor มากที่สุดที่น้ำดิบ และลดลงตามลำดับกระบวนการผลิตน้ำ
Dissolved organic matter (DOM) in raw water for water supply serves as a precursor to disinfection by-products (DBPs). DOM can be analyzrd by fluorescence spectroscopy via excitation and emission matrix (EEM) technique provides a more comprehensive understanding of DOM properties compared to bulk parameters. In this study, water samples were collected from the Bangkhen water treatment plant over the course of a year. The objectives were to assess the performance of DOM treatability at each treatment stage, conduct chlorination experiments to observe the interactions between chlorine and DBP precursors, and analyze the treatability of DBP precursors at each treatment stage. The results revealed that the DOM component of raw water primarily consisted of humic/fulvic-like DOM , with the minor presence of protein-like DOM from algae growth potentially resulted from seasonal variation of raw water. The clarifying tank exhibited good treatability towards humic/fulvic-like DOM which is precursor of trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs). Conversely the sand filter demonstrated effective removal of protein-like DOM which is precursor of haloacetonitriles (HANs), while the disinfection by chlorination exhibited higher reactivity towards protein-like DOM as compared to humic/fulvic-like DOM, although the former was typically removed by filtration. The findings from the chlorination experiments indicated that elevated chlorine concentrations could react with both humic/fulvic-like DOM and protein-like DOM. Furthermore, the concentration of precursors in raw water was observed to decrease at each treatment stage