| การบำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม 1. ลักษณะน้ำเสีย น้ำเสียมีลักษณะแตกต่างกันตามการเจือปนขององค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้ 1. จุลินทรีย์ (micro organisms) มีอยู่มากในน้ำทิ้งจากแหล่งชุมชน จุลินทรีย์ ส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรีย (Bacteria) และเชื้อโรคต่าง ๆ 2. สารดอินทรีย์ที่จุลินทรีย์ย่อยสลายได้ (Bio degradable organics) ได้แก่ สารอินทรีย์ที่จุลินทรีย์ใช้เป็นอาหาร เช่น แป้ง น้ำตาลโปรตีน เป็นต้น 3. ตะกอนแขวนลอย (suspended solids ) ได้แก่ สิ่งสกปรกต่าง ๆ ที่อยู่ในรูปของ แข็งที่ไม่ละลายน้ำ และอยู่ในรูปของตะกอนแขวนลอย เช่น ตะกอนเศษเยื่อ กระดาษ ตะกอนแกลบ ตะกอนแป้ง ตะกอนหิน ทราย ฯลฯ 4. สารอินทรย์บางชนิดที่มีปริมาณน้อยมาก (Traces organics) สารอินทรีย์บาง ชนิดที่มีอยู่ในน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม ถึงแม้จะมีปริมาณน้อยมาก แต่ก็ ทำให้เกิดกลิ่นและรสในแหล่งน้ำได้ ซึ่งได้แก่ ฟีนอล (Phenol) 5. สารพิษ (Toxic substances) ได้แก่ โลหะหนัก เช่น ปรอท แคดเมี่ยม และ สารอินทรีย์บางชนิด เช่น ไซยาไนด์ ยาฆ่าแมลง ฯลฯ 6. สีและความขุ่น สีในน้ำทิ้งถึงแม้ว่าส่วนมากจะไม่เป็นพิษ แต่ทำให้น้ำใน แหล่งน้ำมีสีน่ารังเกียจ ความขุ่นทำให้น้ำในแหล่งน้ำดูสกปรก 7. สารประกอบไนโตรเจนและฟอสฟอรัส สารประกอบในโตรเจนและ ฟอสฟอรัส สารประกอบไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเป็นปุ๋ยของพืชน้ำ โดย เฉพาะสาหร่ายสีเขียวเซลส์เดียวที่เรียกว่า อัลจี (algae) ถ้าน้ำทิ้งที่มีสาร ประกอบไนโตรเจนและฟอสฟอรัสมากเกินไป อาจทำให้น้ำมีสีเขียวขุ่น 8. สารอินทรีย์ที่จุลินทร์ย่อยสลายได้ยาก (nonbio degradable organics) สารเหล่านี้อาจทำให้เกิดสภาพที่น่ารังเกียจขึ้นได้ในลำน้ำ เช่น ผงซักฟอก (alkyl benzene sulphonate) ทำให้เกิดฟองในล้ำน้ำได้ 9. น้ำมันและสิ่งสกปรกลอยน้ำ (oil and floationg material) น้ำมันและสิ่ง สกปรกลอยน้ำ เช่น ขยะมูลฝอย ทำให้น้ำในแหล่งน้ำมีสภาพน่ารังเกียจ นอกจากนี้น้ำมันยังเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำด้วย 10.สารที่ระเหยได้ (Volatile Material) ไฮโดรเจนซัลไฟด์และสารระเหย ต่าง ๆ อาจทำให้เกิดปัญหาอากาศเสียได้ การเจือปนดังกล่าวสามารถตรวจวัดด้วยค่า พารามิเตอร์ที่สำคัญต่าง ๆ ดัง ต่อไปนี้ 1.. pH แสดงถึงความเป็นกรดเป็นด่างของน้ำทิ้ง น้ำทิ้งที่มีคุณสมบัติเป็นกรดจะมีค่า PH น้อยกว่า 7 เป็นด่างจะมีค่า PH มากกว่า 7 และเป็นกลางจะมีค่า PH เป็น 7 ค่า PH ของน้ำ ทิ้ง ที่มีความสำคัญในการกำจัดน้ำทิ้งด้วยวิธีการทางเคมี ฟิสิกส์ และชีววิทยา ซึ่งจำเป็นต้องควบคุม PH ของน้ำทิ้งให้คงที่หรือควบคุม ให้อยู่ในช่วงที่จำกัด การวัดค่า PH ทำได้ง่ายที่สุดคือ การใช้กระดาษ PH ที่จะมีสีเปลี่ยนไปตามค่า PH เมื่อนำมาเทียนกับสีมาตรฐานจะได้ PH โดยประมาณ หากต้องการค่า PH ที่ละเอียดใช้เครื่องมือ PH meter 2. สารละลายออกซิเจนในน้ำ (dissolved oxygen) สารละลายอ๊อกซิเจนเป็นดีชนีคุณภาพของน้ำที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่ง เพราะ อ๊อกซิเจนเป็นธาตุที่สำคัญต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ และป้องกันไม่ให้น้ำ เน่าเหม็น ในการกำจัดน้ำทิ้งด้วยวิธีการทางชีววิทยา น้ำทิ้งจะต้องมีอ๊อกซินเจน พอเพียง นอกจากนี้การวิเคราะห์หาปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำทิ้งที่จุลินทรีย์ ย่อยสารสลายได้จะหาเป็นปริมาณอ๊อกซิเจนต้องใช้ในการย่อยสลายอินทรีย์ ปริมาณอ๊อกซินเจนที่ละลายในน้ำ จะขึ้นกับองค์ประกอบหลายอย่าง คือ ก) เป็นปฏิภาคตรง กับความดันของบรรยากาศ ถ้าความดันสูงอ๊อกซิเจนละลาย ข) เป็นปฏิภาคกลับ กับอุณหภูมิ ถ้าอุณหภูมิของน้ำสูง อ๊อกซิเจนจะละลายได้ น้อยลง ค) เป็นปฏิภาคกลับ กับความเข้มข้นของเกลือแร่ในน้ำ ถ้าความเข้มข้นของเกลือ แร่สูงอ๊อกซิเจนจะละลายได้น้อย ง) BOD (Biochemical oxygen Demand) แสดงถึง ความต้องการอ๊อกซิเจนของน้ำที่หาได้โดยใช้ขบวนการทางชีววิทยา โดยใช้แบคทีเรียย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำทิ้ง ปริมาณอ๊อกซิเจนที่แบคทีเรีย ต้องใช้คือ ปริมาณ BOD จะเห็นได้ว่าปฏิกริยาชีวะเคมีระหว่างอ๊อกซิเจนกับสาร อินทรีย์ในน้ำทิ้งเกิดขึ้นอย่างช้า ๆ กว่าสารอินทรีย์จะถูกทำลายหมดจะใช้เวลา หลายสิบวัน ตามมาตราฐานจึงวัดค่า BOD ทั้งหมดในเวลา 5 วัน ที่อุณหภูมิ 20C การหาค่า BOD อาศัยหลักง่าย ๆ โดยนำตัวอย่างมาใส่ขวดสองขวด ขวดหนึ่งนำ มาวิเคราะห์หาปริมาณสารละลายอ๊อกซินเจนทันที สมมุติเท่ากับ 7.5 มก. /ล. อีกขวดหนึ่งปิดจุกให้แน่นนำไปเก็บไว้ในที่มืด (เพื่อป้องกันการสังเคราะห์แสง ของสาหร่ายสีเขียว) ที่อุณหภูมิ 20C เป็นเวลา 5 วัน แล้วนำมาวิเคราะห์หาปริมาณ สารละลายอ๊อกซิเจนที่เหลือ สมมุติเท่ากับ 1.5 มก. /ล.เพราะฉะนั้น ปริมาณสาร อ๊อกซิเจนหายไป คือ 6 มก. /ล. จะเป็นค่า BOD ของน้ำทิ้ง ประโยชน์ของค่า BOD - ใช้ในการประมาณค่าอ๊อกซิเจนที่ต้องการในการควบคุมและลดปริมาณหรือ บำบัดสารอินทรีย์ที่จะก่อให้เกิดปัญหา - ใช้ในการกำหนดขนาด และระดับของระบบบำบัดน้ำเสีย - ใช้ในการตรวจสอบประสิทธิภาพของขบวนการบำบัดบางส่วน - ใช้ในการควบคุมความสกปรกของแหล่งน้ำผิวดินต่าง ๆ ว่าควรจะกำจัดสาร อินทรีย์ที่จะทิ้งลงน้ำแค่ไหน เพื่อให้มีระดับอ๊อกซิเจนในแหล่งน้ำตามต้องการ 4. C.O.D (chemical oxygen demand) แสดงถึง ค่าความต้องการอ๊อกซิเจนของน้ำทิ้งที่หาได้โดยวิธีการทางเคมี ดังนั้น ค่า COD จึงแสดงถึงปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมดในน้ำทิ้ง ทั้งที่จุลินทรีย์ย่อย สลายได้และย่อยสลายไม่ได้โดยปรกติค่า BOD เสมอ COD เป็นพารามิเตอร์อีกตัวหนึ่งที่นำมาใช้เพื่อบ่งบอกถึงความสกปรกหรือ สารอินทรีย์ในน้ำ โดยอาศัยหลักเกณฑ์ว่า สารอินทรีย์เกือบทั้งหมดสามารถ ถูกออกซิไดซ์โดยตัวเติมออกซิเจนอย่างแรงภายใต้ภาวะที่เป็นกรและความร้อน เช่น พวก organic Nitrogen จะถูกออกซิไดซืจนกระทั่งเป็น Nitrate Nitrogen 5. Solid (ของแข็ง) คือ สิ่งเจอปนในน้ำที่เหลืออยู่เมื่อระเหยน้ำออกจนหมดไม่รวมถึงสารบางอย่าง ที่ระเหยไปกับน้ำ เช่น พวกกรดอินทรีย์ และกรดต่าง ๆ ที่ละลายในน้ำ สิ่งเจือปน ที่เหลือเป็นของแข็งนี้มีทั้งสารอินทรีย์ ซึ่งอาจจะละลายในน้ำหรือไม่ก็ได้ ในน้ำ ทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมมีของแข็งปะปนอยู่เป็นจำนวนมาก อาจแบ่งออกได้ เป็นประเภทดังต่อไปนี้ 1. ของแข็งทั้งหมด (Total Solid) ส่วนใหญ่จะใช้ค่านี้เป้นประโน์น้อย แต่ก็สามารถนำมาใช้ในการควบคุมระบบ บำบัดน้ำเสีย (plant control) ทั้งนี้จะใช้ในการตรวจการเปลี่ยนแปลงความหนา แน่นของน้ำเสีย เมื่อของแข็งทั้งหมดเกิด mineralized จะทำให้น้ำเสียมีความ หนาแน่นสูงขึ้น ทำให้การตกตะกอนยากขึ้นด้วย อย่างไรก็ตามในกรณีที่เป็นน้ำ เสียที่มีเกลืออนินทรีย์ละลายอยู่มาก การหาปริมาณของแข็งทั้งหมด (Total Solid) จึงเป็นการหาค่าเกลืออนินทรีย์เหล่านั้น ซึ่งจะเป็นการหาค่าเกลืออนินทรีย์เหล่า นั้นง่ายขึ้น 2. ของแข็งแขวนลอย (Suspended Solid) เป็นประเภทของแข็งที่มีประโยชน์มากในการเป็นเครื่องบ่งบอกถึงความสกปรก ของน้ำเสีย และยังใช้เป็นตัวบ่งบอกประสิทธิภาพของหน่วยกำจัดน้ำเสีย 3. ของแข็งตกตะกอน (Settleable Solid) ใช้ในการบ่งบอกความสกปรกของน้ำได้อย่างหนึ่ง และใช้ในการบอกปริมาณ กากตะกอน (sludge) ที่ถึงตกตะกอน สามารถกำจัดได้ด้วยขบวนการตกตะกอน นอกจากนี้ยังใช้เป็นประโยชน์ในการพิจารณาการบำบัดน้ำเสียนั้น ๆ ควรมีบ่อ ตกตะกอนก่อนหรือไม่ และสามารถใช้บ่งบอกถึงประสิทธิภาพของสารตกตะกอน ของระบบน้ำเสียได้ด้วย 4. ของแข็งระเหย (Volatile Solid) จะใช้ในด้านเกี่ยวกับเรื่องกากตะกอนของ น้ำเสีย โดยใช้ในการวัด Biological Stability ของระบบบำบัดน้ำเสีย ได้แก่ การวัดในรูปของ MLVSS หรือ Mixed Liquor Volatile Suspended Solid 5. Colliod เป็นส่วนที่ก่อให้เกิดความขุ่น (Turbidity) เป็นดัชนีบ่งชี้ในด้านคุณภาพ น้ำในการกำจัด Colliod นั้น เนื่องจากเป้นอนุภาพที่เล็กมาก จึงต้องใช้ขบวนการ Coagulation และตามด้วยการตกตะกอนอีกทีหนึ่ง 2. วิธีการบำบัดน้ำเสีย ขั้นตอนการบำบัดน้ำเสีย โดยทั่วไปการบำบัดน้ำทิ้งแบ่งออกได้เป้น 4 ขั้น ดังนี้ 1. การบำบัดขั้นเตรียมการ (Preliminary Treatment) ได้แก่การแยกเอาสิ่งสกปรกขนาดใหญ่ออกโดยการใช้ตะแกรง (Screens) และ แยกตะกอนดินทรายที่มีน้ำหนักออกโดยใช้รางตกตะกอน (Grit Chamber) จุดมุ่งหมายการบำบัดเพื่อมิให้สิ่งสกปรกชิ้นใหญ่ ๆ ไปอุดตันเครื่องสูบน้ำหรือ ท่อทางระบายน้ำ 2. การบำบัดขั้นต้น (Primary treatment) ได้แก่ การนำน้ำทิ้งมาตกตะกอนเบาตะกอนที่แยกออกจากกัน เรียกว่า primary sludge การบำบัดในขั้นนี้จะลดค่า BOD ได้ประมาณ 25-40% แล้วแต่ คุณลักษณะของน้ำทิ้งและประสิทธิภาพของถังตกตะกอน 3. การบำบัดขั้นที่สอง (Secondary treatment) ได้แก่ การจำจัดสารอินทรีย์หรือ BOD ซึ่งอยู่ในรูปของสารละลายหรืออนุภาค คอลลอยด์ การบำบัดใช้ขบวนการทางชีววิทยาแบบ activated sludge และ Trickling Filter ซึ่งใช้แบคทีเรียเป็นตัวทำลายสารอินทรีย์ในน้ำทิ้งจะมีตะกอน แบคทีเรียจะต้องกำจัด (Secondary Sludge) รวมกับตะกอนที่เกิดจากการบำบัด ขั้นต้น การบำบัดในขั้นที่สองนี้ จะลดค่า BOD ได้ 75-95 % 4. การบำบัดขั้นที่สอง (Tertiary treatment) ใช้ในกรณีที่ต้องการน้ำทิ้งที่สะอาดจนสามารถใช้ในการอุปโภคบริโภคได้ ขบวนการบำบัดที่ใช้เป็นขบวนการเคมีรวมกับฟิสิก-เคมี น้ำทิ้งจากการบำบัด ขั้นตอนที่สอง จะถูกนำมาตกตะกอนแยกสารประกอบฟอสเฟตออกด้วยปูนขาว จากนั้นจึงนำมากำจัดสารอินทรีย์ที่เหลืออยู่ด้วย ขบวนการดูดซึม และกำจัด แอมโมเนียและสารประกอบโลหะต่าง ๆ ออกด้วยขบวนการ ion excbange หลังจากฆ่าเชื้อโรคแล้วจะได้น้ำทิ้งที่สะอาด สิ่งสกปรกที่ละลายน้ำ มีทั้งสารอินทรีย์และอนินทรีย์ขนิดใดจะมีมากกว่ากัน ขั้นอยู่กับชนิดของโรงงานอุตสาหกรรม ดังนั้นวิธีการกำจัดสิ่งสกปรกที่ละลาย น้ำ จึงมี 3 วิธี คือ 1. วิธีทางเคมี (Chemical Process) ใช้กำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นสารอนินทรีย์ 2. วิธีทางชีววิทยา (Biological Process) ใช้กำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นสารอินทรีย์ 3. วิธีกายภาพ (Physical Process) ใช้กำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นสารอินทรีย์และ อนินทรีย์ ขบวนการบำบัดน้ำทิ้งทางกายภาพ (Physical Treatment) น้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ มีสิ่งสกปรกต่าง ๆ ซึ่งมีทั้งสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ปะปนอยู่ในรูปของแข็งและสารละลาย สำหรับขบวนการขั้นแรก ซึ่งได้แก่ ขบวนการกำจัดทางกายภาพ (Physical Treatment) เป็นขบวนการกำจัด ของแข็ง เศษวัสดุ กรวด ทราย ที่ปนมากับน้ำทิ้งและยังช่วยลดค่า BOD ของน้ำลง ได้บางส่วน ขบวนการกำจัดทางกายภาพมีดังนี้ 1. การดักด้วยตะแกรง (Sereening) 2. การกำจัดกรวดทราย (Grit Chamber) 3. การดักไขมัน (Grease Traps) 4. การทำให้ลอย (Floatation) 5. การตกตะกอนของแข็งขนาดเล็ก (Primary Sedimentation) การดักด้วยตะกอน (Screening) เป็นขบวนการที่ใช้กำจัดวัสดุที่มีขนาดโตที่ขนาดโตที่ติดมากับน้ำเสีย ตะแกรงที่ ใช้ดักเศษวัสดุแบ่งออกเป็นชนิด คือ 1. ตะแกรงชนิดหยาบ (Course Screen) เพื่อดักวัสดุที่มีขนาดโตไม่ให้วัสดุเหล่า นี้เข้าไปทำความเสียหายให้กับเครื่องสูบน้ำ 2. Bar Screen ทำงานคล้ายกับชนิดแรก แตกต่างกับที่ขนาดช่วงเปิด ช่วงเปิดตะแกรง ก่อนเข้าปั๊ม มีขนาด 2-6 นิ้ว ก่อนเข้า Grit Camber 3/4-2 นิ้ว ก่อนเข้า เครื่องบด 1/4-3/4 นิ้ว 3. ตะแกรงละเอียด (Fine Screen) ตะแกรงขนาดกว้าง 1/6" จะติดก่อนเข้า Frickling Filter หรือ Final Sedimentation Grit Chamber การกำจัดกรวด ทรายหรือโลหะหนัก เม็ดดิน เศษอาหาร การดักไขมัน (Grease traps) ใช้กับสิ่งสกปรกที่ลอยติดมากับน้ำทิ้ง เช่น ไขมัน สบู่ ลักษณะจะเป็นบ่อสี่เหลี่ยมมีระยะเวลาเก็บกับประมาณ 1-15 นาที โดยมีท่อ ออกอยู่ในตำแหน่งใต้น้ำและระดับต่ำกว่าท่อเข้าเล็กน้อย การทำให้ลอย (Floatation) ใช้กับน้ำทิ้งที่มีสารแขวนลอยที่มีขนาดเล็ก ซึ่งจะต้องใช้เวลาในการตกตะกอนนาน หรือพวกไขมันซึ่งอาจอยู่ในรูปของ Colloidal หลักการที่จะกำจัดคือ การเป่าอากาศให้เกิดการแยกตัวออกจากน้ำทิ้ง สามารถทำได้หลายวิธี 1. Aeration Type โดยใช้เครื่องเป่าอากาศ Blower หรือเครื่องอัดลม Compressor เป่าอากาศให้เป็นฟองเล็ก ๆ ผ่าน diffuser เพื่อให้ไขมันเกิดการกระจายตัว 2. Pressure Type คล้ายแบบแรกแต่ใช้ความดันสูงกว่าความดันบรรยากาศ 3 เท่า 3. Vaccum Type ใช้ปั๊มดูดอากาศออก มีผลทำให้การละลายตัวของ gas ในน้ำ ทิ้งลดลง gas แยกตัวออกเป้นฟองเล็ก ๆ ซึ่งพาเอาไขมันลอยตัวขึ้นมาด้วยจับกัน ที่ผิวหน้าของถังดัก การตกระกอนของแข็งขนาดเล็ก (Primary Sedimenation) การที่มีถึงตกตะกอน ก็เพื่อกำจัดพวกตะกอนของแข็งขนาดเล็ก (Suspended Solids) ซึ่งจะต้องกำจัด ก่อนเข้าสู่ระบบกำจัดขั้นต่อไป ขบวนการบำบัดน้ำทิ้งทางเคมี วัตถุประสงค์ในการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางเคมี มีดังนี้ 1. สร้างตะกอนให้ใหญ่ขึ้นเพื่อให้สามารถตกตะกอนได้ง่ายขึ้น (Coagulation and Flocculation) 2. ทำให้มลสารที่ละลายอยู่ในน้ำตกตะกอน (precipitation) หรือทำให้ไม่ละลาย น้ำ (Insolubilization) 3. ปรับสภาพของน้ำให้เหมาะสมกับความต้องการ เช่น ปรับค่าความเป็นกรด-ด่าง 4. ฆ่าเชื้อโรค (disinfection) 5. ปรับสภาพของตะกอน (Sludge Conditioning) เพื่อใช้ในขบวนการย่อยตะกอน หรือแยกเอาน้ำออกจากตะกอน การทำงานแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนดังนี้ 1. เติมสารเคมีลงไปในของเหลว 2. กวนเร็ว (Rapid mixing) เพื่อกระจายสารเคมี (Coagulant) ให้ผสมลงในของ เหลวอย่างทั่วถึง 3. กวนช้า (Slow mixing) เพื่อให้อกนุภาคสัมพัสกันและรวมตัวให้มีขนาดใหญ่ ขึ้นขั้นตอนการทำงาน เมื่อน้ำเสียเข้ามาในถึงจะเป็นการใส่สารเคมี (Coagulant) ลงไปผสมให้เข้ากับน้ำเสีย โดยมีเครื่องกวนอยู่ตลอดเวลา ระยะเวลาเก็บกักในถัง ประมาณ 1-3 นาที (กวนเร็ว) น้ำจะถูกส่งไปเข้าถังสร้างตะกอน โดยมีเครื่องกวนช้า ให้น้ำหมุนด้วยความเร็วไม่เกิน 0.6 เมตร/วินาที มีระยะเวลาอยู่ในถังนี้ประมาณ 10-30 นาที น้ำที่ผ่านถังที่สองออกไปแล้วจะมีอนุภาครวมตัวขนาดใหญ่และตก ตะกอนได้ง่ายในถึงตกตะกอนเคมี โดยน้ำใสส่วนบนจะทิ้งเป็นน้ำออกจากระบบ ส่วนตะกอนที่ก้นถังตกตะกอนจะถูกสูบไปทิ้งต่อไป สารเคมีที่ใช้ ได้แก่ ปูนขาว สร้างตะกอนได้ดีเกิดตะกอนมาก ทำให้ pH สูง สารส้ม สร้างตะกอนได้ดี ทำให้ pH ในช่วง 5.5-8.0 เฟอริคคลอไรด์ (Ferric chloride) pH ในช่วง 5.0-8.5 เฟอริคซัลเฟต (Ferrous sulfate) โพลีอิเล็คโทรไลท์ (Polyelectrolytes) เป้นตัวช่วยในการตกตะกอนได้ดี ระบบบำบัดน้ำทิ้งด้วยวิธีการทางชีวภาพ ระบบบำบัดน้ำทิ้งด้วยวิธีการทางชีวภาพ แบ่งออกเป็น 2 ชนิด ดังนี้ 1. แบบใช้อากาศ ได้แก่ระบบ oxidation ponds ง่ายแก่การควบคุม ไม่มีเครื่องจักร ระบบ Activated Sludge ยุ่งยากแก่การควบคุมระบบใช้เครื่องจักรในการเติม อ๊อกซิเจน ในการกำจัดแบบใช้อ๊อกซิเจน น้ำทิ้งจะต้องมีอาหารเสริมสร้างอย่างเพียงพอ อัตราส่วน BOD : N : P = 100 : 5 : 1 นอกจากนี้น้ำทิ้งต้องมีคุณลักษณะที่ไม่ขัด ต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่สำคัญคือ ในน้ำทิ้งต้องมีปริมาณอ๊อกซิเจน พอเพียง มิฉะนั้นปฏิกริยาแบบใช้อ๊อกซิเจนจะกลายเป็นแบบไม่ใช้อ๊อกซิเจน ทำให้น้ำทิ้งเน่าเหม็น ซึ่งหมายถึงความล้มเหลวของระบบกำจัด ระบบกำจัดแบบใช้อ๊อกซิเจนจะแบ่งออกเป้น 2 พวกใหญ่ ๆ คือ ก) พวกที่แบคทีเรียอยู่ในลักษณะแขวนลอย (Suspension) ได้แก่ ระบบ Oxidation ponds, Aerated Lagoons และ Activated Sludge ข) พวกที่แบคทีเรียยึดเกาะกับตัวกลางอย่างหนึ่ง (Bacterial bed) ซึ่งอาจอยู่กับ ที่ (Fixed bed) ได้แก่ ระบบ Trickling Filter หรือเคลื่อนที่ (moving bed) ได้แก่ Biological discs ระบบ oxidation ponds เป้นระบบการกำจัดน้ำทิ้งที่ง่ายที่สุด เป็นบ่อดินธรรมดา หรือบ่อดินดาดด้วยคอนกรีต น้ำทิ้งจะไหลเข้าและออกบ่อกำจัดตลอดเวลา ใน ระหว่างที่น้ำทิ้งอยู่ในบ่อกำจัดแบคทีเรียจะทำลาย BOD ในน้ำทิ้งด้วยปฏิกริยา แบบใช้อ๊อกซิเจน อ๊อกซิเจนเกือบทั้งหมดที่แบคทีเรียใช้ในการสังเคราะห์แสง ของอัลจี เนื่องจากอัตราการเติมอ๊อกซิเจนนี้ค่อนข้างต่ำ ดังนั้นการเจริญเติบโต ของแบคทีเรียจึงถูกกำจัดด้วยปริมาณอ๊อกซิเจน อัตราเร็วของปฏิกริยาการทำลาย BOD จึงค่อนข้างช้าระบบ oxidation ponds จึงต้องใช้บ่อที่มีขนาดใหญ่ กินเนิ้อที่ มาก เนื่องจากประสิทธิภาถของ oxidation ponds ขึ้นอยู่กับปริมาณอ๊อกซิเจนที่ จะได้จากการสังเคราะห์แสง ระบบกำจัดนี้จึงใช้ได้ดีในบริเวณที่มีแสงแดดมาก oxidation ponds แบ่งออกเป้น 2 ระบบ คือ high rate ponds และ Faculative ponds 1. High rate ponds ระบบนี้ใช้บ่อตื้น ๆ ความลึกไม่เกิน 0.5 เมตร เพื่อให้แสง แดดส่องทะลุถึงก้นบ่อน้ำทิ้ง ควรต้องผ่านการกำจัดขั้นต้นแยกตะกอนออก เสียก่อน 2. Facultative ponds ระบบนี้ใช้บ่อลึกประมาณไม่เกิน 2 เมตร ทำให้แสงแดด ส่องลงไปไม่ตลอดความลึก การเจริญเติบโตของอัลจีจึงช้ากว่าในบ่อแบบ high rate น้ำทิ้งที่กำจัดไม่จำเป็นต้องตกตะกอนก่อน ทำให้เกิดชั้นตะกอนทับถม อยู่ก้นบ่อ ปฏิกิริยาชีวเคมีเกิดขึ้นในส่วนของบ่อเป็นแบบใช้อ๊อกซิเจน ส่วน ปฏิกริยาชีวเคมีในส่วนล่างเป็นแบบไม่ใช้อ๊อกซิเจน น้ำทิ้งที่ออกจากบ่อกำจัด แบบ Faculative มีอัลจีไม่มากนัก ระบบ Aerated Lagoons เป็นระบบกำจัดที่ใช้แพร่หลายมากที่สุดในการกำจัด น้ำทิ้งจากชุมชนและโรงงานอุตสาหกรรม ถึงปฏิกริยาของระบบนี้คือ บ่อขนาด ใหญ่ลึกไม่น้อยกว่า 2 เมตร ปฏิกริยาการทำลาย BOD โดยแบคทีเรียจะเร็วกว่า ปฏิกริยาที่เกิดขึ้นในระบบ oxidation ponds เพราะมีการเติมอ๊อกซิเจนด้วยเครื่อง เติมอากาศ จึงทำให้การเจริญเติบโตของแบคทีเรียไม่ถูกกำจัดด้วยอัตราการเติม อ๊อกซิเจน เช่น ในระบบ oxidation ponds เนื่องจากบ่อที่ใช้ในระบบนี้ลึกกว่า บ่อในระบบ oxidation ponds และปฏิกริยาการทำลาย BOD เร็วกว่าหลายเท่า ระบบนี้ยังใช้พื้นที่น้อยกว่าระบบ oxidation ponds ประมาณ 8-10 เท่า Aerated Lagoons แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ 1. Aerobic Lagoons ได้แก่ บ่อที่มีกำลังเครื่องเติมอากาศ (aerator) พอเพียงที่ จะกวนน้ำในบ่ออย่างทั่วถึง จนไม่มีการตกตะกอนเกิดขึ้นในบ่อปฏิกริยาชีวเคมี ที่เกิดขึ้นในบ่อจะเป็นแบบใช้อ๊อกซิเจนตลอดความลึก โดยปกติน้ำทิ้งที่ออก จากบ่อกำจัดค่อนข้างขุ้น จำเป็นต้องแยกตะกอนออกโดยตกตะกอนในถึงตก ตะกอนหรือบ่อตกตะกอน 2. Facultative Lagoons ได้แก่ บ่อที่มีกำลังเครื่องเติมอากาศพอเพียงที่จะให้ อ๊อกซิเจนแก่แบคทีเรียตามปริมาณที่ต้องการ แต่ไม่เพียงพอที่จะกวนน้ำในบ่อ อย่างทั่วถึง ทำให้เกิดการตกตะกอนในบ่อตะกอนจะถูกย่อยสลายด้วยปฏิกริยา ชีวเคมีแบบไม่ใช้อ๊อกซิเจน ข้อดีของระบบ Aerated Lagoons คือ การควบคุมดูแลทำได้ง่าย ค่าก่อสร้างต่ำ ไม่ได้ใช้พื้นที่มาก ไม่มีปัญหาการกำจัดกากตะกอน รับ shock load ได้ดี เพราะ มีปริมาตรมาก ไม่มีกลิ่มเหม็น ประสิทธิภาพสูงพอสมควร ระบบ Activated sludge เป็นระบบกำจัดที่ใช้เครื่องเติมอากาศมากที่สุด ค่า ก่อสร้างและค่าใช้จ่ายในการกำจัดจึงสูงกว่าระบบอื่น ๆ ใช้พื้นที่น้อยกว่ามาก เหมาะสมในกรณีที่มีพื้นดินมีจำกัดหรือที่ดินมีราคาแพงมาก และต้องการน้ำที่ มีคุณภาพสูง 2. แบบไม่ใช้อากาศ ขบวนการไม่ใช้อากาศ เป็นขบวนการกำจัดน้ำเสียที่อาศัยแบคทีเรียไม่ใช้อากาศ (Anaerobic bateria) การย่อยสลายสารอินทรีย์ (organic matter) ที่เจือปนอยู่ ในน้ำเสียจนถึงขั้นสุดท้ายคือ การเกิดแก๊สที่เธน ในขั้นแรกสารอินทรีย์ในรูปโมเลกุลใหญ่หรือของแข็งพวกไม่ละลายน้ำจำพวก คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน จะย่อยสลายโดยแบคทีเรียพวก Hydrolysis ให้ เป้นสารที่ขนาดโมเลกุลเล็กจำพวกน้ำตาม Amino Acid และ Fatty Acid จากนั้น แบคทีเรียพวก acidogenic จะเปลี่ยนสารโมเลกุลขนาดเล็กเป็นพวก volatile fatty acid เช่น Acetic acid, Propionic acid, Butyric acid ฯลฯ เนื่องจาก Acetic acid เป็นกรดชนิดเดียวที่สามารถเปลี่ยนเป้นแก๊สีเธน ส่วนกรดอื่นจะต้อง อาศัยแบคทีเรียพวก Acetogenic ในการเปลี่ยนกลับมาเป็น Acetic acid ระบบกำจัดน้ำเสียแบบไม่ใช้อากาศมีด้วยกัน 5 ชนิด ดังนี้ 1. Anaerobic contatc Process (AC) เป็นระบบเลี้ยงตะกอนแบบแขวนลอยอยู่ในถังกำจัด โดยอาศัยเครื่องกวนซึ่งช่วย สร้างการสัมผัสระหว่างน้ำเสียกับแบคทีเรียอย่างทั่วถึง ระบบดังกล่าวใช้วิธีกัก เก็บแบคทีเรียโดยอาศัยถังตกตะกอนในการแยกตะกอนแบคทีเรียออกจากน้ำเสีย และหมุนกลับมายังถังการจัดเพื่อประสิทธิภาพการกำจัดและลดปริมาณถังกำจัด 2. Anaerobic Filter Process (AF) เป็นระบบเลี้ยงตะกอนแบบเกาะเป็นแผ่นฟิลม์อยู่บนตัวกลาง (Media) ที่อยู่กับที่ น้ำเสียจะสัมผัสกับมวลของแบคทีเรียโดยการไหลขึ้น (up flow) หรือลง (down flow) ผ่านถังกำจัดซึ่งมีตัวกลางบรรจุอยู่ 3. Anaerobid Rotating Blologica Contactor ProcesARBC) เป็นระบบเลี้ยงตะกอนแบบเกาะเป็นแผ่นฟิลม์อยู่บนตัวกลางที่หมุนอยู่ในน้ำเสีย และการผสมกันของน้ำเสีย ตัวกลางมีลักษณะเป็น 2 แบบคือ แบบแผ่น (Disc media) และแบบบรรจุกรง (Packed Drum Media) 4. Anaerobic Floidised Bed Process (AFB) เป็นระบบเลี้ยงตะกอนแบบเกาะเป็นแผ่นฟิลม์อยู่บนเม็ดตัวกลางขนาดเล็กที่ แขวนลอยในถังกำจัดเม็ดตัวกลางถูกยกให้ลอยตัวและแขวนลอยอยู่ด้วยอัตรา การไหลปริมาณสูง ที่เกิดจากการหมุนเวียนของน้ำเสียที่ออกจากระบบ รวมกับ น้ำเสียที่เข้าระบบจากก้นถังกำจัดอัตราการไหลดังกล่าวจะต้องมีขนาดพอดีที่จะ ยกเม็ดตัวกลางให้ลอยขึ้น แต่ไม่มากเกินไปจนพาเม็ดตัวกลางหลุดออกจากระบบ 5. Up Flow Anaerobic Sludge Blandot Process (UASB) เป็นระบบเลี้ยงตะกอนให้เป็นแบบก้อนเม็ด ที่มีขนาดใหญ่พอที่จะจมได้ด้วย น้ำหนักของตัวเองจึงไม่ถูกพาออกไปจากระบบ น้ำเสียถูกนำเข้าระบบแบบไหล ขึ้นจากก้นถึงกำจัดเป็นการช่วยการสัมผัสกับแบคทีเรีย และป้องกันไม่ให้ ก้อนเม็ดแบคทีเรียจมตัวจนสะสมกันแน่นที่ก้นถังกำจัด |