| ตอนที่ 2
- คุณสมบัติของน้ำเสีย การรู้ถึงคุณสมบัติและปริมาณของน้ำเสียเป็นประโยชน์อย่างมากต่อวิศวกรผู้ออกแบบและ ผู้ควบคุมระบบบำบัด เพราะจะทำให้วิศวกรเลือกและออกแบบระบบบำบัดน้ำเสียได้อย่างเหมาะ สม ส่วนผู้ดูแลควบคุมระบบก็จะรู้ถึงประสิทธิภาย และการทำงานของระบบว่าเป็นไปตามเกณฑ์ ที่กำหนดไว้หรือไม่ เป็นต้น คุณสมบัติของน้ำเสียสามารถแบ่งออกได้ดังต่อไปนี้ คุณสมบัติทางกายภาย (Physical Characteristics) คุณสมบัติทางกายภาพประกอบด้วย สี กลิ่น ความขุ่น ตะกอน อุณหภูมิ และการไหล คุณสมบัติเหล่านี้นอกจากจะนำมาใช้ออกแบบและวัดความผิดปกติของระบบแล้ว ยังมีผลต่อการ ดำรงชีวิตของพืชน้ำ และสัตว์น้ำอีกด้วย ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิจะมีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบบำบัด อุณหภูมิสูงจะช่วยเร่งให้ เกิดการย่อยสลายเร็วขึ้น แต่ต้องไม่สูงเกินขีดจำกัด เช่น น้ำทิ้งมีอุณหภูมิสูงเกินกว่า 40 ํ C จะทำ ให้พืชและสัตว์น้ำขนาดเล็กในแม่น้ำลำคลองตายได้ ทำให้เกิดผลกระทบต่อสัตว์น้ำที่มีขนาดใหญ่ กว่า ได้แก่ กุ้ง หอย ปู ปลา เป็นต้น เมื่ออาหารของสัตว์น้ำเหล่านี้น้อยลง กุ้ง หอย ปู ปลา จะมี ปริมาณน้อยลง นั่นย่อมหมายถึงว่าห่วงโซ่อาหารของคนถูกรบกวน เป็นสาเหตุให้อาหารประเภท นี้มีราคาแพงยิ่งขึ้นไปอีกด้วย สารแขวนลอยก็เช่นเดียวกัน สามารถใช้เป็นดัชนีบ่งบอกว่าน้ำทิ้งได้มาตรฐานหรือไม่ หาก ไม่ได้ตามมาตรฐานจะได้กระทำการตรวจสอบแก้ไขการทำงานของระบบต่อไป ในแหล่งน้ำตาม ธรรมชาติหากมีสารแขวนลอยคลุมผิวน้ำหนาจนแสงแดดไม่สามารถส่องผ่านลงไปได้ เป็นการ หยุดยั้งกระบวนการสังเคราะห์แสงให้เกิดขึ้นไม่ได้แล้ว ยังทำให้ออกซิเจนในอากาศถ่ายเทลงสู่ แหล่งน้ำได้น้อยอีกด้วย ทำให้เกิดผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์น้ำขนาดเล็ก ตลอดจน แหล่งอาหารประเภทโปรตีนของคนได้ การไหล การเปรเปลี่ยนของปริมาณการไหลของน้ำเสียสู่ระบบบำบัดอย่างไม่สม่ำเสมอ เป็นสาเหตุให้ประสิทธิภาพการทำงานของระบบบำบัดเปลี่ยนแปลงไป อาจไม่ได้มาตรฐานน้ำทิ้ง ตามที่รัฐกำหนดไว้ได้ ผู้ออกแบบจะต้องกำหนดขนาดเส้นท่อ และระยะทางให้พอเหมาะกับ ปริมาณการไหลของน้ำเสียที่ไม่เท่ากันตลอดทั้งวันเป็นต้น คุณสมบัติทางเคมี (Chemical Characteristics) คุณสมบัติทางเคมีของน้ำเสียมีมากมายหลายชนิด เช่น สารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ ธาตุ อาหาร สารพิษ และพวกโลหะหนัก ในแต่ละชนิดยังแยกย่อยออกไปได้อีกหลายอย่าง การวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีเพื่อทราบองค์ประกอบและความเข้มข้นของสารต่าง ๆ ที่ปนมา หรือเหลืออยู่ในน้ำเสียหรือน้ำทิ้งในที่นี้จะหยิบยกเอาสารบางตัวมากล่าวเพื่อให้เกิดความเข้าใจ เท่านั้น เช่น พีเอช (pH) เป็นการวัดความเข้มข้นของธาตุ ไฮโดรเจน (H) ที่มีอยู่ในน้ำเสีย ไม่ไม่หน่วย แต่มีตารางบอกจาก 1 ถึง 14 น้ำเสียที่เป็นการกลางจะมีพีเอช เท่ากับ 7 พีเอชมีความสำคัญมาก ต่อระบบบำบัดทางชีวภาพ เพราะจุลินทรีย์ในระบบจะทำงานได้ดีในช่วง pH 6.8-8 เท่านั้น น้ำเสียชุมชนจะค่อนข้างเป็นกลาง ไม่เหมือนกับน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมที่แปรเปลี่ยนไป ตามประเภทของมัน บีโอดี (BOD) เป็นตัวแทนของสารอินทรีย์ (เศษอาหารและสิ่งปฏิกูล) ที่มีอยู่ในน้ำ สารอินทรีย์นี้นอกจากจะเป็นสารอาหารของจุลินทรีย์แล้ว ยังทำให้ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ ลดน้อยลงเป็นอันตรายต่อการดำรงชีวิตของพืชสัตว์หลายประเภทในน้ำ วิศวกรและผู้ควบคุม ระบบใช้ค่าบีโอดี เพื่อเลือกและออกแบบระบบ อีกทั้งยังใช้ตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงาน ของระบบอีกด้วย น้ำเสียจากอาคารบ้านเรือนหลังจากผ่านบ่อดักไขมันจะมีค่า บีโอดี ราว 200-250 มิลลิกรัมต่อลิตร ไนโตรเจน (N) เป็นสารอาหารที่สิ่งมีชีวิตต้องการ ในน้ำเสียมีไนโตรเจนอยู่หลายรูปแบบ คือ ในรูปของสารอินทรีย์ แอมโมเนีย ไนไตรท ไนเตรท์ การที่เราตรวจพบว่าในน้ำเสียมี ไนโตรเจนในรูปแบบใดจะสามารถบอกให้รู้ว่าน้ำเสียนั้นใหม่หรือเก่า น้ำเสียชุมชนที่เกิดขึ้นใหม่ จะมีค่าไนโตรเจนในรูปของสารอินทรีย์ประมาณ 20-25 มิลลิกรัมต่อลิตร ถ้าเป็นน้ำเสียเก่าจะมีค่า ไนเตรทสูงเป็นต้น ฟอสฟอรัส (P) เป็นสารอาหารเช่นเดียวกันกับไนโตรเจน จำเป็นต่อการดำรงชีวิตด้วย เช่นกันหากน้ำผิวดินมีค่าฟอสฟอรัสสูงจะทำให้เกิดสาหร่ายขึ้นเป็นจำนวนมาก ฟอสฟอรัสมีอยู่ หลายรูปแบบเช่นเดียวกับไนโตรเจน คือ ในรูปของสารอินทรียื โพลิฟอสเฟต และออโธฟอสเฟต ในน้ำทิ้งชุมชนทั่วไปจะมีค่าฟอสฟอรัสประมาณ 2 ถึง 20 มิลลิกรัมต่อลิตร คุณสมบัติทางชีวภาพ (Biological Characteristics) การตรวจวิเคราะห์จุลินทรีย์ในน้ำเสียเพื่อทราบว่าจุลินทรีย์ที่ปนมามีประเภทที่เป็นอันตราย หรือไม่ เราสามารถใช้จุลินทรีย์บางตัวเป็นดัชนีบ่งบอกให้ทราบว่าน้ำเสียนั้นมีสิ่งปฏิกูลปนมา หรือไม่ มีอันตรายไหม? โคลิฟอร์มแบคทีเรียสามารถใช้เป็นดัชนีบ่งบอกสิ่งเหล่านี้ได้ แม้ว่าตัว มันเองนั้นไม่ทำให้เกิดโรคในคนและสัตว์ก็ตาม แต่มันมีแหล่งกำเนิดจากลำไส้ของคนและสัตว์ ซึ่งอาจมีเชื้อโรคระบบทางเดินอาหารปะปนอยู่ เมื่อตรวจพบว่ามีเชื้อโรคโคลิฟอร์ม อยู่ในน้ำใด น้ำนั้นจะไม่มีความปลอดภัยนอกจากนี้ยังมีเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายอีกหลายชนิด เช่น พวกเชื้อรา ไวรัส สัตว์เซลเดียว และ สาหร่ายบางประเภทที่อาจจะเป็นอันตรายต่อสุขภาพ อนามัยของคนและสัตว์ เชื้อจุลินทรีย์นอกจากจะใช้เป็นดัชนีบอกถึงความสกปรกของน้ำแล้ว ยังใช้เป็นดัชนีบอกให้ทราบว่าการทำงานของระบบบำบัดชีวภาพดีมากน้อยเพียงใดอีดด้วย การศึกษาคุณสมบัติของน้ำเสีย การศึกษาคุณสมบัติของน้ำเสียเพื่อที่จะทราบว่าน้ำเสียนั้น ๆ มีคุณสมบัติ ทางกายภาพ เคมี และชีวภาพเป็นอย่างไร มีความเข้มข้นระดับไหน และจะเลือกวิธีบำบัดแบบใดจึงจะ เหมาะสม ในการนี้จะต้องเก็บตัวอย่างมาทำการวิเคราะห์เสียก่อนจึงจะทราบได้ การเก็บตัวอย่าง น้ำเสียมีรายละเอียดดังที่จะกล่าวต่อไป การเก็บตัวอย่าง (Sampling) การเก็บตัวอย่างเพื่อนำมาวิเคราะห์หาคุณสมบัติของน้ำทิ้งนั้นจะต้องได้ตัวอย่างที่เป็น ตัวแทนของน้ำทิ้งนั้นจริงๆมิฉะนั้นแล้วผลการวิเคราะห์ออกมาจะไม่ถูกต้องน้ำไปใช้ประโยชน์ ตามที่ต้องการไม่ได้ ด้วยเหตุนี้การเก็บตัวอย่างในแต่ละครั้งจะต้องกำหนดวัตถุประสงค์ไว้ และดำเนินการเลือกวิธีเก็บตัวอย่างแล้ววิเคราะห์ให้ได้ข้อมูลตามที่ต้องการการเก็บตัวอย่างมีอยู่ หลายวิธีด้วยกัน คือ ก.การเก็บตัวอย่างแบบจ้วง (Grab Sampling) การเก็บตัวอย่างครั้งเดียว ที่จุดเดียวในเวลาใดเวลาหนึ่งแล้วนำมาวิเคราะห์ก็จะได้ผลแสดง คุณสมบัติของน้ำเสีย ณ จุดนั้นและในเวลานั้นเท่านั้นหาได้เป็นตัวแทนของน้ำเสียอย่างแท้จริงไม่ การเก็บตัวอย่างแบบนี้จะทำให้ทราบถึงคุณสมบัติของน้ำเสียในแต่ละจุดว่ามีคุณสมบัติอย่างไร มีความเข้มข้นระดับไหน สมควรจะนำมารวมกับน้ำเสียจากจุดอื่น ๆ ก่อนเข้าระบบบำบัดหรือไม่ หรือควรแยกออกมาบำบัดเฉพาะส่วนจะเหมาะสมปละประหยัดกว่า การเก็บตัวอย่างในลักษณะ นี้จะเป็นความผันแปรของปริมาณและความเข้มข้นของน้ำเสียในจุดต่าง ๆ ได้อย่างชัดเจน ข. การเก็บตัวอย่างแบบผสมรวม (Composite Sampling) หมายถึงการเก็บตัวอย่างน้ำเสีย ณ จุดหนึ่งจุดใดติดต่อกันตลอดวัน แล้วจึงนำน้ำเสียจากจุดเก็บ ต่าง ๆ มารวมกัน การเก็บน้ำเสียแบบนี้ปริมาณที่เก็บต้องเป็นปฏิภาคโดยตรงกับปริมาณ ของการไหลของน้ำเสีย ถ้าน้ำเสียไหลอกมากก็เก็บมาก ถ้าไหลออกมาน้อยก็เก็บน้อย การเก็บ แต่ละครั้งจะห่างประมาณ 2 ชั่งโมง หรือ 3 ชั่วโมงตามความเหมาะสมจนครบ 1 วัน (ถ้าเก็บ 2 ชั่วโมงครั้งจะต้องเก็บ 12 ตัวอย่าง) แล้วจึงนำเอาน้ำเสียที่เก็บได้มารวมกันก็จะได้น้ำเสียที่เป็นตัวแทนจริง ๆ (ปริมาณน้ำเสียรวมเพื่อ การวิเคราะห์จะต้องไม่น้อยกว่า 4 ลิตร) ผลจากการวิเคราะห์ของน้ำเสียที่เก็บด้วยวิธีนี้สามารถ นำออกแบบระบบบำบัดได้ ข้อดี ของการเก็บน้ำตัวอย่างด้วยวิธีนี้ก็คือ จะรู้ว่าน้ำเสีย ณ จุดใดมีคุณสมบัติเป็นอย่างไร มีความเข้มข้นแค่ไหน มีปริมาณเท่าใด ควรจะนำมารวมหรือแยกบำบัด ข้อเสีย ของการเก็บน้ำเสียตัวอย่างด้วยวิธีนี้ คือ เสียเวลา และจะต้องวิเคราะห์น้ำเสียหลาย ตัวอย่างด้วยกัน การเก็บตัวอย่างน้ำเสียด้วยวิธีนี้ หากสามารถซื้อเครื่องเก็บแบบอัตโนมัติได้ก็จะเป็น การดีสะดวกแต่มีราคาแพง น้ำเสียที่เก็บในชั่วโมงต้น ๆ จะต้องเก็บไว้ในห้องเย็นหรือแช่น้ำแข้งไว้ เพื่อไม่ให้ คุณสมบัติของน้ำเสียเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมมาก การแช่น้ำในห้องเย็นหรืออุณหภูมิต่ำจะหยุด การทำงานของแบคทีเรียที่ปนมากับน้ำเสีย ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงน้อย แต่ก็ไม่ควรเกิน 6 ชั่วโมง น้ำเสียที่จะต้องเก็บนานเกิน 6 ชั่วโมง ก่อนเก็บจะต้องงเติมสารเคมีบางชนิกเพื่อป้องกัน การเปลี่ยนแปลง ค. การเก็บตัวอย่างจากบ่อรวม (Sump Sampling) หมายถึง การเก็บน้ำเสียจากบ่อ (Sump)ที่เป็นที่รวมของน้ำเสียจากแหล่งต่าง ๆ น้ำเสียจากบ่อ รวมจัดได้ว่าเป็นตัวแทนของน้ำเสียที่แท้จริงได้เช่นเดียวกัน หากน้ำเสียถูกกักไว้ในบ่อนาน กว่า 6 ชั่วโมงเมื่อนำมาวิเคราะห์ทราบคุณสมบัติแล้วสามารถนำไปออกแบบบำบัดได้เช่นกัน ข้อดี ของการเก็บน้ำเสียด้วยวิธีนี้ คือ เก็บง่าย ไม่ต้องเก็บหลายตัวอย่าง ข้อเสีย ที่ไม่สามารถแยกน้อเสียที่มีความเข้มข้นน้อยออกได้ เพราะไม่ทราบว่าจะแยกออก ณ จุดใด เนื่องจากไม่มีข้อมูลเหล่านั้นอยู่เลย ทำให้ต้องบำบัดน้ำเสียปริมาณมาก และค่าใช้จ่ายใน การบำบัดสูง ง. ภาชนะที่เก็บน้ำเสีย (Sample Bottle) ควรใช้ขวดแก้วปากกว้างล้างให้สะอาด หรือืขวดพลาสติกที่มีคุณภาพดี ไม่ทำ)กิกิริยากับกรดหรือ ตด่าง การเก็บน้ำเสียไม่ควรเก็บจนเต็มขวด ควรมีที่ว่างอากาศเหลืออยู่ เพื่อป้องกันไม่ให้จุลินทรีย?ที่ปนมากับน้ำเสียตายเพราะขาดออกซิเจน ขวดเก็บน้ำเสียจะต้องมีฉลากติดไว้ บนฉลากจะบอกรายละเอียดถึงแหล่งน้ำเสีย วิธีเก็บ วิธีรักษา เก็บ ณ จุดใด เวลาเท่าไร ใครเป็นผู้เก็บ พร้อมทั้งวันที่ที่เก็บด้วย ทั้งนี้หากการวิธเคราะห์ มีปัญหาผู้วิเคราะห์จะได้สอบถามผู้เก็บ หรือติดต่อให้ไปเก็บตัวอย่าง ณ จุดที่ต้องการใหม่ได้ การเก็บน้ำเสียเพื่อรอการวิเคราะห์ ตัวอย่างน้ำเสียที่เก็บแล้วควรแช่ในถังน้ำแข็ง แล้วรีบนำกลับมาห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ โดยทันทีหากสามารถทำได้ เพื่อป้องกันไม่ให้คุณสมบัติของน้ำเสียแปรเปลี่ยนไป หากทราบว่า น้ำเสียที่เก็บไว้ในถังเย็นไม่สามารถนำกลับมาวิเคราะห์ได้ภายใน 6 ชั่วโมง ก่อนเก็บจะต้องเติม สารเคมีบางตัวลงไปเพื่อรักษาคุณสมบัติของน้ำเสียนั้น ๆ ไว้ไม่ให้คุณสมบัติเปลี่ยนแปลง หรือ เปลี่ยนแปลงไปน้อยที่สุด ดังที่แสดงไว้ในตารางที่ 2.1 การวิเคราะห์คุณสมบัติของน้ำเสีย (Wastewater Analysis) การวิเคราะห์คุณสมบัติของน้ำเสีย ควรทำตามวิธีมาตรฐานที่ทางสหรัฐอเมริกากำหนดไว้ เพราะเป็นวิธีที่ทั่วโลกยอมรับและใช้กันอยู่ประโยชน์ของการใช้วิธีการวิเคราะห์เดียวกันก็คือ สามารถนำเอาข้อมูลจากที่ต่าง ๆ มาใช้ประโยชน์และเปรียบเทียบผลกันได้ หากใช้วิธีต่างกัน จะลดข้อกำจัดของแต่ละวิธีออกไปเสียก่อน จึงจำนำข้อมูลมาเปรียบเทียบกันทำให้เสียเวลา สำหรับเครื่องมือที่ใช้ในวิเคราะห์ก็เช่นเดียวกัน หากสามารถปรับให้อยู่ในมารตฐาน เดียวกันก็จะเป็นประโยชน์มาก สามารถใช้แทนกันได้เมื่อเครื่องหนึ่งเครื่องใดเสีย และที่สำคัญ อีกประการหนึ่งก็คือการจัดลำดับการวิเคราะห์ก่อนหลัง หากทำไม่ถูกต้องจะทำให้ข้อมูลจาก การวิเคราะห์ลำดับท้าย ๆ ผิดไปจากความเป็นจริงได้ ผลการวิเคราะห์ไม่ว่าจะเป้นคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี ชีวภาพ ควรใช้หน่วยเดียวกัน ตามมาตรฐานสากล เพื่อสะดวกในการอ้างอิงและเปรียเทียบหน่วยที่ใช้ควรเป็นหน่วยเมตริกให้ เหมือนกันทั้งหมด ตารางที่ 2.1 วิธีรักษาคุณสมบัติของตัวอย่างน้ำเสีย
ตารางที่ 2.1 (ต่อ)
วิธีรักษาคุณสมบัติของตัวอย่างน้ำเสีย
* จาก Clesceri,L.S.et al.1989. Standard Methods
for the Examination of Water and Wastewater 17th edition pp. 1-37-1-38 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||