| ตอนที่ 4 -
บ่อบำบัดน้ำเสีย บ่อบำบัดน้ำเสียมีทั้งแบบใช้ออกซิเจนและไม่ใช้ออกซิเจนส่วนใหญ่จะใช้พื้นที่มาก ยกเว้น บ่อเกรอะในที่นี้จะกล่าวถึงระบบบ่อที่นิยมใช้กันในประเทศไทยเท่านั้น บ่อเกรอะ (Septic Tank) บ่อเกรอะหรือถังเกรอะ เป็นระบบบำบัดน้ำเสียแบบติดอยู่กันที่ สำหรับบำบัดน้ำเสียจาก อาคาร บ้านเรือน เป็นถังสี่เหลี่ยมหรือทรงกระบอกสองถังติดกัน มีท่อเปิดที่ผนังส่วนที่ติดกัน สำหรับให้น้ำเสียไหลผ่านจากถังหนึ่งไปยังอีกถังหนึ่งได้ (รูปที่ 4.1) ถังนี้จะถูกฝังอยู่ใต้ติน ทำหน้า ที่แยกของแข็งออกจากของเหลว สำหรับถังแรกทำหน้าที่คล้ายถังตกตะกอน ถังหมัก และถังเก็บ กากตะกอน ส่วนถังที่สองทำหน้าที่เป็นถังตกตะกอน โดยช่วยตกตะกอนส่วนที่เหลือจากถังแรก เพื่อดไม่ให้ตะกอนส่วนที่เหลือไหลออกไปนอกถัง ถังเกรอะส่วนใหญ่จะออกแบบให้เก็บกักน้ำเสีย ได้นานประมาณ 24 ชั่วโมง ตะกอนที่ตกลงกันถังจะถูกจุลินทรีย์ที่ปนมากับน้ำเสียย่อยสลายไป เรื่อย ๆ เป็นปฏิกิริยาย่อยสลายที่ไม่ต้องใช้ออกซิเจนทำให้ได้ก๊าซมีเทน (CH4) และก๊าซคาร์ บอนไดออกไซด์ (CO2) เกิดขึ้น ด้วยเหตุนี้ถังเกรอะจึงต้องมีท่อระบายอากาศด้วย ส่วนน้ำเสีย ที่ผ่านถังเกรอะแล้วอาจยังมีเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคได้ ไม่ควรปล่อยออกสู่ท่อระบายน้ำโดย ตรง แต่ควรให้ซึมผ่านดินเอง ส่วนตะกอนที่ตกอยู่ในบ่อจะต้องสูบไปบำบัดต่อราว 2-3 ปีต่อครั้ง บ่อซึม (Soak-away) บ่อซึมเป็นระบบบำบัดน้ำเสียต่อจากถังเกรอะ บ่อซึมจะสร้างด้วยคอนกรีตมีรูพรุนโดยรอบ รอบนอกของถังจะกรุด้วยกรวดขนาดใหญ่และเล็กตามลำดับ เพื่อให้น้ำเสียสามารถซึมผ่านลงดิน ได้ดีขึ้นจุลินทรีย์ที่อยู่ในดินจะช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย และกรองจุลินทรีย์ที่เป็นเชื้อ โรคไว้ บ่อหมักไร้อากาศ (Anaerobic Pond) การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีบ่อหมักไร้อากาศ มักจะใช้กับน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูงหรือพวกกาก ตะกอนจากระบบบำบัดอื่น น้ำเสียที่มีสารอินทรีย์สูงไม่เหมาะกับระบบเติมอากาศ แต่สามารถนำมา บำบัดในระบบน้ำได้ บ่อหมักไร้อากาศส่วนใหญ่จะเป็นบ่อดินเปิด แคบ และลึกราว 6 เมตร เพื่อรักษา อุณหภูมิและป้องกันออกซิเจนในอากาศไม่ให้ลงไปรบกวนการทำงานของแบคทีเรียชนิดไม่ใช้ ออกซิเจนบ่อหมักไร้อากาศจึงง่ายต่อการออกแบบและควบุคม ราคาถูกแต่ประสิทธิภาพ มิหนำซ้ำ ยังมีกลิ่นอีกด้วยน้ำเสียที่ผ่านระบบหลังจากถูกเก็บกักไว้นาน 10-30 วัน ยังไม่ได้มาตรฐานน้ำทิ้ง จะต้องนำไปบำบัดในระบบอื่นต่อไป เว้นเสียแต่ว่าจะต่อบ่อเป็นแบบอนุกรมเป็นการเพิ่มประสิทธิ ภาพของระบบ แต่ก็ต้องใช้พื้นที่เพิ่มมากขึ้นจึงไม่เป็นที่นิยมกัน การทำงานของบ่อหมักไร้อากาศมีสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกน้ำเสียที่สารอินทรีย์สูง พวกที่มี โมเลกุลใหญ่ เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน จะถูกย่อยสลายให้มีขนาดเล็กลงโดยแบคทีเรียที่เรา เรียกว่า แอซิดฟอร์เมอร์ (Acid Former) กลายเป็นกรดอะซิติก (Acetic Acid) โพรพิ- โอนิค (Propionic Acid) แอลกอฮอล์ (Alcohol) อัลดีไฮด์ (Aldehyde) ไฮโดรเจน (Hydrogen,H2) แอมโมเนีย (Ammonia,NH3) และคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Dioxide, CO2) แบคทีเรียในกลุ่มนี้ได้แก่ Pseudomonas,Flavobacterium, Coliform, Alcaligenes แบคทีเรียกลุ่มนี้ทำงานและเจริญเติบโตเร็ว ทนต่อสภาพการเปลี่ยน แปลงของสิ่งแวดล้อมได้ดี ไม่ตายง่าย อยู่ได้ในสภาพที่มีและไม่มีออกซิเจน แบคทีเรียกลุ่มที่สองจะทำงานต่อจากการทำงานของแบคทีเรียกลุ่มแรก คือ จะเปลี่ยนก๊าซ ไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์มาเป็นก๊าซมีเทน (Methane, CH4) และเปลี่ยนกรดอะซิติก เป็นก๊าซมีเทนและสารไบคาร์บอเนต แบคทีเรียกลุ่มนี้เรียกว่า มีเทนฟอร์มเมอร์ (Methane For- mer) แบคทีเรียกลุ่มนี้มีความสำคัญเพราะเป็นผู้ควบคุมการทำงานของระบบ บ่อหมักตอนเดียวจึง ควรได้รับการเอาใจใส่ เพราะมันมีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนไปได้น้อยกว่าพวกแรก เป็นพวกที่เจริญเติบโตช้า เกิดยากแต่ตายง่าย ในสภาวะการทำงานปกติก๊าซชีวภาพที่ได้มาจะมีก๊าซ มีเทนอยู่ประมาณ 60-75% แบคทีเรียกลุ่มนี้ได้แก่ Methanobacterium, และ Methano- sarcina กระบวนการที่กล่าวมาทั้งหมดนำสรุปไว้ดังรูปที่ 4.4 ในกรณีที่น้ำเสียมีสารพวกซัลเฟตอยู่ จะมีแบคทีเรียอีกกลุ่มหนึ่งที่เรียกว่า ซัลเฟตรีดิวซิ่ง (Sul- fate Reducing) ที่จะย่อยสารประกอบซัลเฟตและสารอินทรีย์ทำให้เกิด ไฮโรเจนซัลไฟด์ (Hydrogen Sulfide, H2 S) หรือที่เรียกกันว่าก๊าซไข่เน่า และส่งกลิ่นเหม็น กลิ่นนี้จะรุนแรงขึ้นหากทีเอชในบ่อค่อนข้าเป็นกรด จึงต้องคอย ระวังในเรื่องนี้ ก๊าซเหล่านี้จะพาเอาสารแขวนลอยที่เหลืออยู่ลอยขึ้นมาบนผิวน้ำที่ เรียกกันว่า สกัม(Scum) และสกัมนี้จะหนามากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อการทำงานมากขึ้น บ่อหมักไร้อากาศจะทำงานได้ดีในสภาพที่เหมาะสม คือ มีสารอินทรีย์เข้า 1.5-6.2 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน พีเอชอยู่ระหว่าง 6.8-7.4 และต้องไม่ต่ำกว่า 6.5 อัตราส่วนของกรดระเหยต่อด่างเท่ากับ 0.1-0.3 ด่างมีประมาณ 2,000-3,000 มิลลิกรัมต่อลิตร คาร์บอนไดออกไซด์อยู่ระหว่าง 30-35% (ไม่เกิน 40%) แอมโมเนียต้องไม่เกิน 1,500 มิลลิกรัมต่อลิตร ซัลไฟด์ไม่เกิน 100 มิลลิกรัมต่อลิตร อัตราส่วนบีโอดีต่อไนโตรเจนต่อฟอสฟอรัส (BOD:N:P) เท่ากับ 100:1:0.2 และอุณหภูมิอยู่ระหว่าง 30+5 ํ c ระบบจะมีประสิทธิภาพ 40-70% โดยมีระยะ เก็บกัก 10-30 วัน นอกจากนี้แล้วสิ่งที่จะมองข้ามไม่ได้คือปริมาณของสารอนินทรีย์ที่ปนมากับ น้ำเสียหากมีมากเกินไปจะเป้นพิษทำให้แบคทีเรียตายได้ แต่หากมีปริมาณความ เข้มข้นอยู่ในเกณฑ์ที่เหมาะสม จะช่วยกระตุ้นการทำงานของแบคทีเรียให้ดีขึ้น ปริมาณที่เหมาะสม คือ แคลเซียม 100-200 มิลลิกรัมต่อลิตร แมกนีเซียม 75-150 มิลลิกรัมต่อลิตร โปแตสเซียม 200-400 มิลลิกรัมต่อลิตร และโซเดียม 100-200 มิลลิกรัมต่อลิตร หากพบว่าสารดังกล่าวมีความเข้มข้นสูงไปกว่านี้ จะทำให้แบคทีเรียทำงานได้ ไม่ดี หากสูงมากจนทำให้มันตาย นั่นย่อมหมายถึงความล้มเหลวของระบบที่จำเป็น ต้องเริ่มต้นใหม่ ถังหมักไร้อากาศแบบปิด (Anaerobic Digester) การทำงานของระบบถังหมักไร้อากาศแบบปิดคล้ายกับระบบบ่อหมักไร้อากาศ แบบเปิด ต่างกันที่รูปแบบ แบบปิดสามารถลดกลิ่นเหม็นลงได้ และยังสามารถนำก๊าซ ชีวภาพที่เกิดจากการย่อยสลายของสารอินทรีย์มาใช้ประโยชน์ได้ เช่น ใช้หุงต้มอาหาร ผลิตไฟฟ้าและอื่น ๆ ประสิทธิภาพก็ยังต่ำอยู่ดี ถังหมักที่มีวัสดุกรอง (Anaerobic Filter) ระบบนี้คล้ายถังกรองทราย แต่วัสดุที่บรรจุอยู่เป็นพวกพลาสติก ระบบนี้ไม่ต้องสูบ ตะกอนกลับมีแบคทีเรียเกาะอยู่ที่ตัวกลางเหมือนแผ่นฟิล์มหุ้มตัวกลางพลาสติกไว้ น้ำ เสียจะเข้าทางด้านล่าง (Upflow) ของถังหมัก แล้วผ่านขึ้นมาทางผิวบน มีประสิทธิ ภาพการบำบัดสูงราว 90% ระบบนี้มีราคาแพงเนื่องจากตัวกลาง แต่สามารถเก็บกาซ ชีวภาพไปใช้ประโยชน์ได้ด้วย ข้อดีและข้อเสียของระบบหมักไร้อากาศ ข้อดี 1. บำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูง ๆ ได้ 2. ราคาถูก ง่ายต่อการออกแบบ 3. ควบคุมดูแลง่าย ข้อเสีย 1. ใช้พื้นที่มาก ประสิทธิภาพต่ำ 2. มีกลิ่นเหม็น น้ำทิ้งมีสีดำ การควบคุมระบบ 1. คุมระดับอัตราส่วนกรดระเหยต่อด่างไม่ให้เกิน 0.3 2. พีเอชอยู่ระหว่าง 6.5-7.4 3. รักษาแอมโมเนียไม่ให้เกิน 200 มิลลิกรัมต่อลิตร 4. รักษาระดับอาร์บอนไดออกไซด์ ถ้ามีคาร์บอนไดออกไซด์มากจะทำให้เกิด ฟองขึ้นได้ ระบบบ่อผึ่ง (Oxidation Pond) บ่อผึ่งเป็นระบบบำบัดน้ำเสียแบบชีวเคมี เหมาะกับประเทศในเขตร้อนที่มีแสง แดดตลอดปีเนื่องจากบ่อผึ่งเป็นระบบที่เสียค่าใช้าจ่ายต่ำ รักษาง่าย ประสิทธิภาพดี ให้ผลพลอยได้ ไม่เปลืองพลังงานเพราะใช้พลังงานจากแสงแดด จึงเหมาะกับประเทศ ที่กำลังพัฒนาที่มีราคาที่ดินไม่แพงนัก เพราะบ่อผึ่งจะต้องใช้พื้นที่กว้าง บ่อผึ่งอาจมีหลายชื่อตามความลึก แต่ยึดหลักการทำงานแบบเดียวกัน ชนิดที่มี ความลึกเพียง 0.3-0.45 เมตร มีออกซิเจนอยู่ตลอดทั้งบ่อ เรียกว่า Aerobic Pond ส่วนบ่อที่มีความลึก 1-1.5 เมตรมีออกซิเจนละลายอยู่เกือบทั้งบ่อ ยกเว้นก้นบ่อ แต่ ปริมาณความเข้มข้นไม่เท่ากัน ปริมาณออกซิเจนจะมีมากบนผิวน้ำและลดน้อยลงไป เรื่อย ๆ ตามความลึกของบ่อ เรียกว่า Facultative Pond หรือ Oxidation Pond ส่วนบ่อที่มีความลึกมากกว่า 4 เมตร เป็นบ่อไร้อากาศ มีออกซิเจนละลายอยู่ เฉพาะส่วนผิวน้ำเท่านั้น เรียกว่า Anaerobic Pond บ่อผึ่งที่จะกล่าวต่อไปนี้มีความลึกไม่เกิน 1.5 เมตร ลักษณะเป็นบ่อดินเปิดอยู่ กลางแดด ถ้ามองจากด้านบนจะเห็นเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ถ้ามองจากด้านข้างจะเห็น เป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู โดยมีความลาดเอียงจากขอบบ่อถึงก้นบ่อประมาณ 1 ต่อ 3 เพื่อ กันดินขอบบ่อพังทลายสู่ก้นบ่อ น้ำเสียที่เข้ามาในบ่อผึ่งจะถูกกักไว้นานไม่เท่ากัน ขึ้น อยู่กับความเข้มข้นของสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำเสีย ระยะเวลาของการเก็บกักอาจเป็น 1 วัน จนถึง 1 เดือนก็เป็นได้ การกำหนดเวลาเก็บกักที่แน่นอนจะทำได้ต่อเมื่อทราบ ความเข้มข้นของสารอินทรีย์ในน้ำเสียแล้ว ส่วนขนาดของบ่อจะใหญ่หรือเล็ก มีเพียง บ่อเดียวหรือหลายบ่อต่อกันแบบอนุกรมขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำเสีย และพื้นที่ว่างที่มีอยู่ การทำงานของบ่อผึ่งเป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียหลายรูปแบบรวมกัน สาร แขวนลอยที่ปนมากับน้ำเสียที่มีขนาดใหญ่จะตกลงสู่ก้นบ่อด้วยวิธีการทางกายภาพ หลังจากนั้นจะเกิดการย่อยสลายด้วยกระบวนการทางชีวเคมีแบบไม่ใช้ออกซิเจน ส่วน สารละลายอินทรีย์ที่อยู่ในน้ำจะถูกย่อยสลายโดยแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจน กลายเป็น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) น้ำและแบคทีเรียเซลล์ใหม่อาจมีพวกแอมโมเนีย และฟอสเฟตปนอยู่ด้วย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกสาหร่าย (Algae) ใช้ใน กระบวนการสังเคราะห์แสงรวมกับสารประกอบไนโตรเจนและฟอสฟอรัสกลายเป็น สาหร่ายเซลล์ใหม่และออกซิเจน ซึ่งออกซิเจนนี้จะถูกใช้โดยแบคทีเรียวนเวียนเป็น วัฏจักรต่อไป นอกจากนี้แบคทีเรียยังได้รับออกซิเจนจากอากาศที่ละลายเติมลงมาด้วย ยิ่งมีลมแรงการเติมออกซิเจนก็จะมีเพิ่มขึ้น ตารางที่ 4.1 การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและชีวเคมีที่เกิดขึ้นในบ่อผึ่งชนิด Facultative
จากตารางที่ 4.1
แสดงให้เห็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในบ่อผึ่งตามระดับความลึก
ใน
|