ระบบทำให้เชื้อโรคในน้ำเสียสูญเสียฤทธิ์เป็นอุปกรณ์การบำบัดเฉพาะทางที่ออกแบบมาเพื่อจัดการน้ำเสียที่มีจุลินทรีย์ก่อโรค ซึ่งเกิดขึ้นจากองค์กรผลิตผลิตภัณฑ์ชีวเภสัชกรรม ห้องปฏิบัติการ และสถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์
ระบบดังกล่าวใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนสูงแบบทางกายภาพ โดยให้ไอน้ำทำความร้อนโดยตรงต่อน้ำเสียจนถึงอุณหภูมิ 150°C ซึ่งสามารถทำให้แบคทีเรียก่อโรค ไวรัส และจุลินทรีย์อื่นๆ ในน้ำทิ้งสูญเสียฤทธิ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงมั่นใจได้ว่าน้ำทิ้งจะปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมได้อย่างปลอดภัยและเป็นไปตามข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อมของประเทศ
ระบบเหมาะสำหรับห้องปฏิบัติการความปลอดภัยทางชีวภาพทุกระดับ รวมถึงห้องปฏิบัติการ BSL-3 และ BSL-4 รวมทั้งโรงงานผลิตยาชีวภาพและเวชภัณฑ์ โดยมีการออกแบบแบบโมดูลาร์ ทำให้สามารถปรับแต่งระบบให้รองรับความจุต่างๆ ได้ โดยปริมาตรการทำงานของถังทำให้สูญเสียฤทธิ์อยู่ระหว่าง 1,000 ลิตร ถึง 10,000 ลิตร และมีความสามารถในการบำบัดน้ำเสียวันละสูงสุดถึง 200 ลูกบาศก์เมตร จึงสามารถตอบสนองความต้องการในการประมวลผลน้ำเสียทุกขนาด
ข้อได้เปรียบหลักของผลิตภัณฑ์
1. ความน่าเชื่อถือของการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนสูง
ระบบใช้กระบวนการฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูงถึง 150°C ซึ่งสูงกว่ามาตรฐาน 121°C ที่ระบุไว้ในมาตรฐาน GB 19489-2008 ของจีน เรื่อง "ข้อกำหนดทั่วไปด้านความปลอดภัยทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการ" อย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้สามารถกำจัดจุลินทรีย์ได้อย่างละเอียดและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
ประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อได้รับการยืนยันโดยใช้ค่า F₀ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์หลักที่ใช้วัดความน่าเชื่อถือของการฆ่าเชื้อ โดยแสดงเวลาในการฆ่าเชื้อที่เทียบเท่ากับการฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 121°C เป็นเวลา 30 นาทีภายใต้เงื่อนไขอุณหภูมิและเวลาที่เฉพาะเจาะจง
ที่อุณหภูมิสูงขึ้นนี้ ระบบสามารถทำให้เชื้อโรคในน้ำเสียสูญเสียความสามารถในการติดเชื้อได้ถึงร้อยละ 99.99 ซึ่งรับประกันว่าเชื้อโรคจะไม่สามารถก่อให้เกิดการติดเชื้อได้อีกต่อไป
กลไกการลดความสามารถในการติดเชื้อ:
1. แบคทีเรีย: อุณหภูมิสูงทำให้พันธะไฮโดรเจนในโปรตีนและกรดนิวคลีอิกของแบคทีเรียแตกหัก ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนรูปร่าง (denaturation) หรือการแข็งตัว (coagulation) ของโปรตีน การสูญเสียกิจกรรมของเอนไซม์ และในที่สุดนำไปสู่การตายของเซลล์
2. ไวรัส: ความร้อนทำให้พันธะเคมีในดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอของไวรัสดูดซับพลังงานแล้วแตกหัก ส่งผลให้วัสดุพันธุกรรมถูกทำลาย และบรรลุผลสำเร็จในการลดความสามารถในการติดเชื้อของไวรัส
3. ข้อได้เปรียบ: เป็นวิธีการทางกายภาพ จึงไม่ก่อให้เกิดมลพิษรอง สามารถทำให้เชื้อโรคสูญเสียความสามารถในการก่อโรคได้อย่างสมบูรณ์ ตรวจสอบและยืนยันผลได้แบบติดตามที่มาได้ และสอดคล้องตามข้อกำหนดของการรับรองมาตรฐาน GMP
2. การกู้คืนพลังงานความร้อนที่เหลือเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ระบบการกำจัดเชื้อโรคในน้ำเสียแบบแบตช์แบบดั้งเดิมมีปัญหาการใช้พลังงานสูงและใช้น้ำหล่อเย็นมากเกินไป
ระบบนี้มีนวัตกรรมการผสานเทคโนโลยีการกู้คืนพลังงานความร้อนที่เหลือ: ความร้อนจากน้ำเสียร้อนหลังการกำจัดเชื้อโรคจะถูกกู้คืนผ่านขดลวดแลกเปลี่ยนความร้อน และนำไปใช้ในการให้ความร้อนเบื้องต้นแก่น้ำเสียที่ไหลเข้ามา ซึ่งช่วยลดการใช้ไอน้ำลง 40% ส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
3. ระบบควบคุมอัตโนมัติอัจฉริยะ
ติดตั้งระบบควบคุมอัตโนมัติเต็มรูปแบบแบบ PLC รุ่น Siemens S7-1200 และหน้าจอแสดงผลแบบสัมผัส HMI รุ่น TP1200 ทำให้เครื่องสามารถทำงานอัตโนมัติแบบไม่ต้องมีผู้ควบคุมตลอดเวลา ลดการแทรกแซงด้วยมือและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาได้อย่างมาก
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคและรายการอุปกรณ์
| ชิ้นส่วน |
พารามิเตอร์ |
หมายเหตุ |
| ความดันการออกแบบ |
0.4 เมกะปาสคัล |
ถังทำให้ไม่ใช้งานได้ ออกแบบและผลิตตามมาตรฐานภาชนะรับแรงดัน (สอดคล้องกับ GB 150.1-2011) |
| อุณหภูมิการออกแบบ |
150°C |
สูงกว่าอุณหภูมิมาตรฐานของอุตสาหกรรมที่ 121°C อย่างมาก เพื่อการทำให้ไม่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ยิ่งขึ้น |
| ปริมาตรของถังทำให้ไม่ใช้งานได้ |
1,000 ลิตร, 2,000 ลิตร, 3,000 ลิตร, 5,000–10,000 ลิตร |
สามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการของลูกค้า; รองรับการจัดวางแบบหลายถัง |
| ปริมาตรของถังเก็บ |
1.5–2 เท่าของปริมาตรรวมของถังทำให้ไม่ใช้งานได้ |
เช่น ถังสองถัง ความจุถังละ 5,000 ลิตร → ถังเก็บ: 7,500–10,000 ลิตร |
| ระยะเวลาของรอบการบำบัด |
ประมาณ 60 นาทีต่อถัง |
รวมถึงการเติม การให้ความร้อน (10 นาที) การฆ่าเชื้อ (30 นาที) การระบายความร้อน (20 นาที) และการปล่อยออก |
| ความจุการบำบัดต่อวัน |
10–200 ลูกบาศก์เมตร/วัน |
ขึ้นอยู่กับการจัดวางถังและการใช้งานบ่อยเพียงใด; ถังขนาด 5,000 ลิตรแบบคู่สามารถผลิตได้สูงสุด 200 ลูกบาศก์เมตร/วัน |
| ชั้นฉนวน |
สแตนเลสเกรด 316 ด้านใน + สแตนเลสเกรด 304 ด้านนอก + โพลียูรีเทนแบบปรับปรุงแล้ว |
ความหนา: 80–120 มม.; ช่วยลดการสูญเสียความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน |
| เซ็นเซอร์ |
เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบ PT100 และเซ็นเซอร์วัดระดับแบบอัลตราโซนิก |
มีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง เพื่อควบคุมกระบวนการได้อย่างแม่นยำ |
| วาล์วและแอคทูเอเตอร์ |
สแตนเลสเกรด 304 |
รองรับการทำลายเชื้อที่อุณหภูมิสูงแบบ In-place เพื่อให้มั่นใจในความสะอาดและปลอดภัย |
| การบำบัดก๊าซเสีย |
ตัวกรอง HEPA แบบมีประสิทธิภาพสูง |
ประสิทธิภาพในการกรองสูงถึง ≥99.99% สำหรับอนุภาคที่มีขนาด ≥0.22 ไมครอน เพื่อให้มั่นใจว่าการปล่อยไอเสียออกสู่สิ่งแวดล้อมปลอดภัย |
สถาปัตยกรรมของระบบและหลักการทำงาน
ระบบทำงานแบบแบตช์ (Sequencing Batch Reactor) โดยทั่วไปจะจัดวางโครงสร้างด้วยถังเก็บน้ำเสียหนึ่งถัง และถังทำลายเชื้อโรคสองถังขึ้นไป ซึ่งทำงานแบบเป็นช่วงๆ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน
1. องค์ประกอบของระบบ
ถังเก็บน้ำเสีย:
1. ออกแบบให้เป็นภาชนะที่ทำงานภายใต้ความดันบรรยากาศ สำหรับการเก็บและเก็บกักน้ำเสียชั่วคราว
2. มีปริมาตรเท่ากับ 1.5–2 เท่าของความจุรวมของถังทำลายเชื้อโรค เพื่อให้มั่นใจว่ากระบวนการไหลของน้ำเสียระหว่างขั้นตอนการเก็บและการบำบัดดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง
3. ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดระดับของเหลวเพื่อการตรวจสอบแบบเรียลไทม์
ถังทำลายเชื้อโรค:
1. ออกแบบและผลิตตามมาตรฐานภาชนะรับแรงดัน (GB 150.1-2011)
2. มีชั้นฉนวนกันความร้อน (สแตนเลสเกรด 316 SS ด้านใน + สแตนเลสเกรด 304 SS ด้านนอก + โพลียูรีเทนปรับปรุงแล้วหนา 80–120 มม.) เพื่อลดการสูญเสียความร้อนให้น้อยที่สุด
3. ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ความดัน และระดับของเหลว เพื่อตรวจสอบพารามิเตอร์การปลดฤทธิ์แบบเรียลไทม์
4. ประกอบด้วยตัวกรอง HEPA (มีประสิทธิภาพ ≥99.99% สำหรับอนุภาคขนาด ≥0.22 ไมครอน) เพื่อให้มั่นใจว่าการปล่อยก๊าซไอเสียเป็นไปอย่างปลอดภัย
ระบบควบคุม:
1. คอนโทรลเลอร์ PLC รุ่น Siemens S7-1215C พร้อมอินเทอร์เฟซการตรวจสอบระยะไกลแบบ Modbus RTU (RS-485)
2. หน้าจอสัมผัส Siemens TP1200: จอแสดงผลสีขนาด 10.1 นิ้ว รองรับการสัมผัสแบบ 5 จุด แสดงพารามิเตอร์กระบวนการแบบเรียลไทม์
2. ลำดับขั้นตอนการปฏิบัติงาน
การเก็บรวบรวมน้ำเสีย:
1. น้ำเสียจากกระบวนการถูกส่งผ่านท่อปิดเข้าสู่ถังเก็บ
2. ถังจะตรวจวัดระดับของเหลวอย่างต่อเนื่อง เมื่อถึงระดับที่ตั้งไว้ล่วงหน้า วงจรการบำบัดจะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ
การปลดฤทธิ์น้ำเสีย:
1. น้ำเสียถูกส่งผ่านจากถังเก็บไปยังถังทำให้เชื้อโรคตาย
2. ไอน้ำซึ่งควบคุมโดยวาล์วควบคุมแบบไฟฟ้า-ลม ทำให้น้ำเสียร้อนขึ้นถึง 150°C ผ่านตัวผสมไอน้ำกับน้ำ
3. ระบบบันทึกอุณหภูมิการฆ่าเชื้อ ระยะเวลา และพารามิเตอร์สำคัญอื่นๆ โดยอัตโนมัติ เพื่อให้มั่นใจในความสามารถในการติดตามย้อนกลับได้
4. รอบการทำให้เชื้อโรคตายแบบครบวงจรใช้เวลาประมาณ 60 นาที ประกอบด้วย การให้ความร้อน (10 นาที) การคงอุณหภูมิเพื่อฆ่าเชื้อ (30 นาที) และการระบายความร้อน (20 นาที)
การปล่อยน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้ว:
1. น้ำเสียที่ผ่านการทำให้เชื้อโรคตายแล้วจะถูกระบายความร้อนให้อุณหภูมิต่ำกว่า 40°C
2. จากนั้นจะถูกปล่อยออกโดยอัตโนมัติผ่านวาล์วระบายน้ำไปยังระบบบำบัดน้ำเสียขั้นตอนต่อไป
3. เวลาและปริมาตรของการปล่อยน้ำจะถูกบันทึกโดยอัตโนมัติ เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของข้อมูลการดำเนินงานอย่างครบถ้วน
การวินิจฉัยตนเองของระบบ:
1. ก่อนเริ่มการทำงาน ระบบจะตรวจสอบสถานะของวาล์ว ความสมบูรณ์ของการปิดผนึกท่อ และความดันไอน้ำโดยอัตโนมัติ
2. ในกรณีที่ PLC หลักเกิดความล้มเหลว ระบบควบคุมสำรองจะเข้ามาทำหน้าที่ภายใน 5 วินาที เพื่อให้การดำเนินงานไม่หยุดชะงัก
3. โปรแกรมการดำเนินงานแบบสลับถังคู่ช่วยสมดุลการสึกหรอของอุปกรณ์และยืดอายุการใช้งาน
