| ตอนที่ 3 -
ระบบบำบัดน้ำเสีย ความเสื่อมโทรมของแหล่งน้ำตามธรรมชาติอย่างต่อเนื่อง เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้คนหันมา สนใจระบบบำบัดน้ำเสีย เพราะต่างก็เริ่มเข้าใจแล้วว่าน้ำเสียจากอาคารบ้านเรือนหรือโรงงาน อุตสาหกรรมที่ยังไม่ได้ผ่านการบำบัด ก่อให้เกิดผลเสียหายต่อระบบนิเวศน์ในน้ำ ทำให้คุณภาพน้ำ เสื่อมโทรมลง ยากต่อการนำมาทำน้ำประปา จำต้องใช้กรรมวิธีที่ยุ่งยากซับซ้อน และมีราคาแพง คน ส่วนใหญ่เห็นด้วยกับความคิดที่ว่า ใครทำให้เกิดน้ำเสีย คนนั้นควรเป็นผู้บำบัด ไม่ควรผลัก ภาระให้ผู้อื่นเดือดร้อน โดยที่ไม่ได้มีส่วนได้เสียในกิจการนั้น ๆ การบำบัดน้ำเสีย การบำบัดน้ำเสีย หมายถึง การกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่ปนมากับน้ำเสียให้หมดไป หรือให้เหลือ น้อยที่สุดเท่าที่เทคโนโลยีจะอำนวย เพื่อให้แน่ใจได้ว่าน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้ว เมื่อปล่อยลงสู่ แม่น้ำลำคลองจะไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่อาศัยอยู่ในน้ำ ในบางกรณีน้ำเสียที่บำบัด แล้วสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก โดยนำไปล้างพื้น รดต้นไม้ หรือเลี้ยงปลาเป็นต้น เนื่องจากน้ำเสียจากแหล่งต่างกันคุณสมบัติไม่เหมือนกัน ดังนั้นกระบวนการบำบัดน้ำจึงมี ต่างกันออกไปมากมายหลายวิธี การเลือกระบบบำบัดน้ำเสียให้เหมาะสมกับชนิดของน้ำเสียอาจไม่ใช่เรื่องยาก หากผู้เลือก เข้าใจระบบบำบัดต่าง ๆ ที่มีอยู่ดีพอ รู้ปริมาณ รู้องค์ประกอบ และรู้ระดับความต้องการที่จะบำบัด ก็จะเลือกระบบที่เหมาะสมได้ง่าย ยิ่งไปกว่านั้นหากทราบว่ามีพื้นที่ที่จะวางระบบบำบัดมีมาก น้อยเพียงใดด้วยแล้วก็จะเลือกระบบได้เหมาะสมยิ่งขึ้น ระบบบำบัดน้ำเสียทั่ว ๆ ไปมีอยู่ 3 วิธีคือ วิธีทางกายภาพ วิธีทางเคมี และวิธีทางชีวภาพ ซึ่งแต่ละวิธีจะมีกระบวนการบำบัดที่ต่างกันและ ประสิทธิภาพของการบำบัดก็ไม่เท่าเทียมกัน วิธีทางกายภาพ (Physical Treatment) วิธีทางกายภาพเป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียอย่างง่าย ๆ ไม่ยุ่งยากซับซ้อน มีความต้อง การเพียงแยกเอาวัตถุซึ่งเป็นของแข็งที่ปนมากับน้ำเสียออก วัตถุนี้อาจมีขนาดใหญ่หรือเป็นสาร แขวนลอยที่สามารถตกระกอนเองได้ เช่น กรวดทราย ถุงพลาสติก เศษอาหาร ไขมัน กรรมวิธี ง่าย ๆ ที่ใช้แยกวัตถุเหล่านี้ออก ได้แก่ การตำตะกอน การกรอง บ่อดักไขมัน และใช้ตะแกรงดัก เป็นต้น วิธีนี้จะกำจัดตะกอนลงได้ประมาณ 50-65% ส่วนความสกปรกในรูปของสารอินทรีย์ (BOD5) ได้ราว 20-30% เท่านั้น ตะแกรงเหล็ก (Screen) หรือตะแกรงลวดที่ใช้ดักของแข็งในน้ำเสียมีอยู่หลายขนาด ด้วยกันแบบหยาบซี่เหล็กจะห่างกัน 2-4 นิ้ว ส่วนที่ละเอียดลงมาจะมีช่องระหว่างซี่ 0.25-2 นิ้ว ตะแกรงลวดจะถูกนำมาวางเอียงทำมุม 30-45 องศาเต็มรางระบายเพื่อดักวัตถุชิ้นใหญ่ ๆ ที่ปนมา กับน้ำเสียออก ได้แก่ เศษไม้ ถุงพลาสติก กระดาษ และอื่น ๆ ตะแกรงพวกนี้จะขจัดของแข็งออก จากน้ำเสียได้ประมาณ 5-15% น้ำที่ผ่านตะแกรงไปจะต้องไปบำบัดต่อจึงจะสมบูรณ์ เพราะยัง มีสารแขวนลอยขนาดเล็กเป็นจำนวนมากลอดผ่านไปได้ ส่วนวัสดุต่าง ๆ ที่ติดหน้าตะแกรงลวด จะต้องเขี่ยออก และทำความสะอาดตะแกรงลวดทุกวัน สำหรับวัสดุที่เขี่ยออกก็จะนำไปเผาหรือ รวมขจัดพร้อมกับขยะก็ได้ การตกตะกอน (Sedimentation) คือ การแยกเอาของแข็งซึ่งอยู่ในรูปของสารแขวน ลอยออกจากของเหลว อาจเป็นน้ำเสียที่ผ่านตะแกรงลวดออกมา ของแข็งนี้อาจเป็น ดิน ทราย สารแขวนลอย ตะกอนเคมี และตะกอนชีวภาพ หรือพวกจุลินทรีย์ต่าง ๆ โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ น้ำเสียใสขึ้นและตะกอนมีความเข้มข้นมากขึ้น ตะกอนในถังตกตะกอนจะตกได้ดีหรือไม่ขึ้นอยู่ กับหลายปัจจัยด้วยกัน เช่น ความหนักเบาของตะกอน ความหนืดของน้ำเสีย อุณหภูมิและความ สดของน้ำเสีย เป็นต้น นอกจากนี้ระยะเวลาที่น้ำเสียถูกกักไว้ในถังก็มีความสำคัญมาก น้ำเสียใหม่ ที่ยังไม่ถูกย่อยสลายจนเกิดก๊าซ หรือน้ำเสียที่มีความหนืดน้อยเนื่องจากมีอุณหภูมิสูง และน้ำเสีย ที่มีตะกอนจะตกลงมาสู่ก้นถังราว 50-70% ส่วนตะกอนเบาที่มีประจุลบ(-) จะไม่ตกลงข้างล่าง เพราะเกิดแรงผลักกัน หากต้องการให้ตะกอนส่วนนี้ตกลงสู่ก้นถัง จำเป็นต้องใช้สารเคมีที่มีประจุ บวก (+) มาช่วยรวมก่อตะกอนให้มีขนาดใหญ่ และหนักขึ้นจึงจะตกลงมาเองได้ เราจะบอกได้ว่าน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยปนมาจะตกลงสู่ก้นถังได้หรือไม่ โดยการนำน้ำเสีย นั้นไปทดสอบในห้องทดลอง ด้วยการเทน้ำเสียนั้นลงในกรวยที่มีความจุ 1 ลิตร (Imhoff cone) ตั้งทิ้งไว้ประมาณ 30 นาที หรือ 1 ชั่วโมง หากพบว่าปริมาณของสารแขวน ลอยตกลงสู่ก้นกรวยมากกว่า 70% ก็ควรมีถังตกตะกอน หากพบว่าตะกอนไม่ยอมตกแสดงว่าน้ำ เสียนั้นจำเป็นจะต้องใช้สารก่อตะกอนช่วยในการตกตะกอน หากพบว่าตะกอนไม่ยอมตกแสดงว่า น้ำเสียนั้นจำเป็นจะต้องใช้สารก่อตะกอนช่วยในการตกตะกอน เพื่อกำจัดเอาสารแขวนลอยขนาด เล็กออกไป ถังตกตะกอนมีอยู่หลายรูปแบบ มีทั้งรูปกลม และสี่เหลี่ยมผืนผ้า อาจมีเครื่องกวาดตะกอนที่ ก้นถัง หรือไม่มีก็ได้ ส่วนถังตกตะกอนอีกแบบที่มีแผ่นเอียงทำมุม 45 องศาซ้อนกันหลาย ๆ แผ่น จะช่วยเร่งให้ตะกอนตกได้เร็วขึ้น ใช้เวลาเพียง 15 นาที หรือสั้นกว่าก็เป็นได้ บ่อดักไขมัน (Grease Trap) น้ำเสียจากครัวเรือน ห้องอาหาร และอุตสาหกรรมบาง ประเภทจะมีไขมันปนมา น้ำเสียเหล่านี้ไม่ควรนำเข้าระบบบำบัดโดยทันที เพราะไขมันเป็นของ ย่อยสลายได้ยากหากจะย่อยสลายไขมันในระบบบำบัด จะต้องเติมเอนไซม์ (enzyme) ลงไป เพื่อช่วยย่อยไขมัน จะทำให้การบำบัดมีราคาแพงขึ้น หากผ่านน้ำเสียที่มีไขมันเข้าบ่อดักไขมัน เสียก่อน จะทำให้การบำบัดชั้นต่อไปได้ง่ายขึ้น เมื่อน้ำเสียผ่านเข้ามาในบ่อดักไขมัน จะถูกกักเอา ไว้อย่างน้อย 15 นาที ไขมันจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำส่วนเศษอาหารที่ปนมาจะตกลงสู่ก้นถัง ทั้งไขมันที่ ลอยขึ้นมาและกากตะกอนหรือเศษอาหารที่ตกอยู่ก้นถังจะต้องได้รับการตักออกเพื่อนำไปบำบัดต่อ ไป มิฉะนั้นแล้วจะเกิดเน่าเสียและส่งกลิ่นเหม็นขึ้นได้ ส่วนน้ำเสียที่ผ่านออกจากบ่อดักไขมันจะ ถูกส่งไปบำบัดในระบบบำบัดขั้นต่อไป วิธีทางเคมี (Chemical Treatment) วิธีทางเคมีเป็นการกำจัดสารแขวนลอยที่มีขนาดเล็กที่ไม่สามารถตกตะกอนเองได้แล้ว ยัง ใช้ขจัดสารอนินทรีย์ที่ละลายอยู่ในน้ำเสียให้กลายเป็นเกลือตกตะกอนออกมาด้วยการเติมสารเคมี ที่เหมาะสมลงไปได้อีก สารแขวนลอยที่มีขนาดเล็กและตกตะกอนเองไม่ได้จะมีประจุลบ (-) สาร พวกนี้จะมีแรงผลักกันตลอดเวลา จึงไม่สามารถตกตะกอนลงมาได้ ฉะนั้นสารเคมีที่เติมลงไปจะ ต้องมีประจุบวก (+) เพื่อไปหักล้างกันทำให้เป็นกลาง หรือให้เหลือแรงผลักกันได้น้อยลง สามารถ ก่อตะกอนขึ้นได้แล้วตกตะกอนลงมา วิธีนี้เรียกว่ากระบวนการรวมกลุ่ม หรือ Coagulation ส่วนสารเคมีที่เติมลงไปเป็นตัวก่อตะกอน เรียกว่า Coagulant และสารเคมีที่ช่วยสารก่อ ตะกอน คือ Coagulation aids สารเคมีที่เป็นสารก่อตะกอนส่วนใหญ่จะละลายน้ำ เช่น พวกเกลืออะลูมิเนียมซัลเฟต หรือ สารส้ม (Al2(SO4)3) เกลือเหล็ก (FeCl3, FeSO4) และเกลือแคลเซียม (Ca(OH)2) ส่วนเกลือที่นำมาช่วยสารก่อตะกอนก็มีพวก Activated Silica และ Polyelectrolytes สารช่วยก่อตะกอนจะทำให้การตกตะกอนมีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น การที่จะเลือกเอาสารก่อตะกอนและสารช่วยก่อตะกอนตัวหนึ่งตัวใดได้อย่างเหมาะสมนั้น จำเป็นจะต้องรู้คุณสมบัติของสารนั้นว่าทำปฏิกิริยาได้ดีในสภาวะใด และน้ำเสียอยู่ในภาวะนั้น หรือไม่ เช่น เกลืออะลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยาได้ดีในช่วยพีเอช 6.8-7.3 แต่เกลือคลอไรด์ของเหล็ก จะทำปฏิกิริยาในช่วงพีเอชที่กว้างกว่า คือ 4-11 สารเคมีที่นำมาก่อตะกอนเบา จำเป็นต้องเติมสาร ช่วยก่อตะกอน เพื่อให้ตะกอนหนักและตกเร็วขึ้น การที่จะหาสภาวะพอเหมาะเพื่อให้การ ตกตะกอน เพื่อให้ตะกอนหนักและตกเร็วขึ้น การที่จะหาสภาวะพอเหมาะเพื่อให้การตกตะกอนมี ประสิทธิภาพ สามารถทำได้ในห้องทดลองโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า Jar Test ตัวอย่าง ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในการก่อตะกอนเมื่อเติมเกลืออะลูมิเนียมลงไปในน้ำมีดังนี้ Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 อะลูมิเนียมไฮตรอกไซ์ที่เกิดขึ้นจะมีลักษณะเป็นตะกอนวุ้นตกลงมาช้า ๆ ในขณะที่ตกลงมา จะชักพาเอาสารแขวนลอยขนาดเล็กตกลงมาด้วย การใช้สารส้มกับน้ำเสียที่ไม่มีต่างปนอยู่เลยจะ ทำให้การตำตะกอนไม่ดีและเปลืองสารส้มอีกด้วย สารส้มนอกจากจะใช้ขจัดสารแขวนลอยที่ปนมากับน้ำเสียแล้ว ยังใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้ อีก เช่นช่วยกำจัดสี สารละลายอินทรีย์ สารละลายอนินทรีย์ (พวกโลหะหนั) ยาฆ่าแมลง (ดีดีที) และเกลือฟอสเฟตที่มีอยู่ในน้ำเสียด้วยวิธีการเดียวกันกับการขจัดสารแขวนลอย เราสามารถออก แบบการกำจัดสีความขุ่น สารอาหาร (P) ด้วยวิธีเคมีแล้วผ่านเข้าถังตะกอน จะทำให้ได้น้ำใสซึ่ง จะระบายทิ้งหรือนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ส่วนตะกอนที่ตกลงมาจะต้องนำไปบำบัดต่อจึงจะสมบูรณ์ ในอดีตการกำจัดน้ำเสียด้วยวิธีเคมีจะมีค่าใช้จ่ายสูง และตะกอนเคมีที่เกิดขึ้นบำบัดได้ยาก จึงไม่ ค่อยเป็นที่นิยมกัน แต่ในปัจจุบันวิธีนี้เริ่มกลับมาได้รับความสนใจใหม่เนื่องจากราคาค่าไฟฟ้าแพง ขึ้นไปเรื่อย ๆ วิธีทางชีวภาพ (Biological Treatment) การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีนี้ เพื่อกำจัดเอาสารอินทรีย์ที่ละลายอยู่ในน้ำเสียออก เพื่อป้องกันไม่ ให้ไปทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่ละลายในน้ำให้มีปริมาณน้อยลงจนการดำรงชีวิตของพืชและสัตว์ ขนาดเล็กเกิดอันตราย การบำบัดวิธีนี้อาศัยการทำงานของจุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรีย, ยีสต์, รา, และสาหร่าย ที่เติมลงไปในถังบำบัดมากพอที่จะย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ปนมาให้เหลือน้อยลงจน ได้มาตรฐานน้ำทิ้ง เนื่องจากมีจุลินทรีย์ให้เลือกใช้หลายชนิด แต่ละชนิดจะย่อยสารอินทรีย์ได้แตกต่างกัน เช่น แบคทีเรียย่อยพวกแป้งและน้ำตาล เป็นต้น นอกจากนี้ยังต้องคุมสภาวะแวดล้อมให้เหมาะสมกับ จุลินทรีย์ที่เลือกอีกด้วย การทำงานจึงจะมีประสิทธิภาพ ได้มาตรฐานน้ำทิ้งระบายลงสู่คลองตาม ธรรมชาติได้ หรือจะนำกลับมาใช้ใหม่ก็ได้เช่นกัน สำหรับแบคทีเรียที่นำมาย่อยสลายสารอินทรีย์จำแนกได้เป็น 2 ประเภทด้วยกัน ประเภท แรกต้องอาศัยออกซิเจน (aerobic bacteria) ประเภทที่สองเป็นพวกไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic bacteria) พวกที่ใช้ออกซิเจนจะทำงานได้ดีและรวดเร็วกว่า ตะกอนที่เกิดขึ้น ก็มีมากกว่า สำหรับตะกอน (biomass) ส่วนเกินที่ไม่ต้องการ จำเป็นจะต้องแยกออกมากำจัด หรือเอาไปเลี้ยงปลา ทำก๊าซชีวภาพ หรือทำปุ๋ยหมักก็ได้ตามความเหมาะสม การทำงานของระบบนี้จะให้ประสิทธิภาพสูงกว่า 90% หากเลือกระบบที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้า จะต้องใช้พื้นที่มาก ประสิทธิภาพอาจด้อยกว่าบ้าง อย่างไรก็ตามวิธีบำบัดทางชีวภาพเป็นที่นิยม กันมาก เพราะมีหลายรูปแบบให้เลือก รูปแบบที่ใช้พื้นที่มากจะมีราคาถูกกว่ารูปแบบที่ใช้พื้นที่น้อย ระบบบำบัดที่ใช้พื้นที่มาก ระบบบำบัดที่ใช้พื้นที่มากเป็นระบบพวกบ่อชนิดต่าง ๆ มีให้เลือกหลายชนิดมีทั้งใช้และไม่ ใช้ออกซิเจน บ่อบำบัดที่ใช้ออกซิเจนมี บ่อผึ่ง (Oxidation pond) บ่อเติมอากาศ (Aerated Lagoon) บ่อที่มีออกซิเจน (aerobic pond) บ่อบำบัดที่ไม่ใช้ออกซิเจน มี บ่อเกรอะ (Septic Tank) บ่อหมัก (anaerobic po- nd) บ่อบำบัดทั้งสองประเภทจะเป็นรูปบ่อเดียวหรือหลายบ่อต่อเป็นอนุกรมก็ได้ ขึ้นอยู่กับความ เข้มข้นและปริมาณของน้ำเสียที่จะทำการบำบัด การบำบัดน้ำเสียด้วยระบบบ่อนี้ ออกแบบและควบคุมง่ายใช้เครื่องจักรน้อย บางประเภทไม่ ใช้เครื่องจักรเลยก็มีประสิทธิภาพสูง อาศัยการทำงานของแบคทีเรียและสาหร่าย บ่อเหล่านี้ยังให้ ผลพลอยได้ที่เป็นประโยชน์ คือ สาหร่ายที่มีคุณต่าทางอาหารสูง (โปรตีน) ใช้เป็นอาหารสัตว์ได้ บางประเภทที่ทำเป็นบ่อปิดจะให้กาซชีวภาพนำมาใช้หุงต้มอาหาร หรือใช้เป็นพลังงานสำหรับ กิจการอื่น ๆ เช่น เปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ให้แสงสว่าง เป็นต้น ข้อเสียของระบบนี้ ก็คือ ใช้พื้น ที่มาก จึงไม่เหมาะกับเมืองใหญ่ ๆ ที่ที่ดินมีราคาแพง ส่วนข้อดีของระบบก็คือ ออกแบบและดูแล รักษาง่าย ลงทุนด้านเครื่องจักรน้อยเหมาะกับประเทศที่กำลังพัฒนา ระบบบำบัดที่ใช้พื้นที่น้อย ระบบบำบัดในกลุ่มนี้ก็มีมากมายหลายชนิดให้เลือก มีรูปแบบและลักษณะที่แตกต่างกันออก ไปเริ่มจากระบบเลี้ยงตะกอน (Activated Sludge) ระบบตะกอนยึดติดวัสดุ (Trickling Filter) ระบบคลองวนเวียน (Oxidation Ditch) ระบบฟลุอิไดซ์เบด (Fluidized bed) ระบบจานหมุน (Rotating Biological Contractors) ระบบเลี้ยงตะกอนถัง เดี่ยว (Sequential batch reactor) ระบบกรองไร้อากาศ(Anaerobic Filter) และ ระบบรวมผสมผสานกันตามความเหมาะสม ระบบบำบัดในกลุ่มนี้ ออกแบบยากกว่าประเภทที่ใช้พื้นที่มาก ผู้ออกแบบจะต้องมีความรู้ ความชำนาญ และผู้ควบคุมระบบจะต้องมีความรู้ความเข้าใจจึงจะเกิดประสิทธิภาพ เพราะระบบ บำบัดพวกนี้มีความไวต่อการล้มเหลวง่าย นอกจากจะใช้เครื่องจักรหลายชิ้นแล้ว ตัวจุลินทรีย์ที่ใช้ ในระบบจะมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลวของอาหารและสิ่งแวดล้อมในระบบบำบัดมาก หากผู้ ควบคุมไม่สามารถคุมให้อยู่ในสถาวะคงที่ได้ น้ำทิ้งที่ออกจากระบบก็จะไม่ได้มาตรฐานน้ำทิ้ง ยิ่งไปกว่านั้นหากปล่อยไว้นาน พวกจุลินทรีย์ในระบบจะตาย แล้วต้องเริ่มต้นใหม่ เนื่องจากระบบ เหล่านี้มีเครื่องจักรหลายชิ้น ต้องใช้พลังงานจึงทำให้ต้องลงทุนสูงและการบำบัดมีราคาแพง จะต้อง มีการดูแลอย่างใกล้ชิดและผู้ดูแลจะต้องมีความรู้ และเข้าใจการทำงานของระบบเป็นอย่างดีอีกด้วย อย่างไรก็ตามระบบบำบัดในกลุ่มนี้ก็ยังได้รับความสนใจจากผู้ลงทุน เพราะใช้เนื้อที่น้อยและมี ประสิทธิภาพสูง ได้มาตรฐานน้ำทิ้ง ตะกอนที่เกิดขึ้นไม่เป็นพิษนำไปบำบัดต่อได้ง่าย บางชนิดให้ ผลพลอยได้ที่เป็นประโยชน์แลกเป็นตัวเงินได้ ทำให้การบำบัดน้ำเสียมีราคาถูกลง |