| ตอนที่ 6 -
ระบบเลี้ยงตะกอนยึดติดวัสดุ ระบบเลี้ยงตะกอนยึดติดวัสดุเป็นวิธีบำบัดทุติยภูมิแบบชีวเคมีอีกรูปแบบหนึ่ง ที่เป็นที่นิยม รองลงมาจากระบบเลี้ยงตะกอนแขวนลอย ระบบนี้อาศัยการทำงานของจุลินทรีย์ที่ใช้แล้วไม่ใช้ ออกซิเจน จึงอาจมีกลิ่นบ้างแต่ไม่รุนแรงเหมือนบ่อหมัก พลังงานที่ใช้น้อยกว่าระบบเลี้ยงตะกอน แขวนลอย การควบคุมดูแลง่าย ไม่ค่อยมีปัญหา ให้ประสิทธิภาพสูง ไม่ต้องการพื้นที่มาก ระบบตะกอนยึดวัสดุกรอง (Trickling Filter) ระบบนี้เลียนแบบการบำบัดตามธรรมชาติ น้ำเสียที่ถูกระบายลงมาในลำธารจะถูกจุลินทรีย์ ที่เกาะอยู่ตามก้อนหินฟอกให้เป็นน้ำสะอาด ด้วยวิธีการเดียวกันนี้ได้นำก้อนหินกลมมาบรรจุไว้ใน ถังกรองเพื่อให้จุลินทรีย์เกาะ ระหว่างชั้นของวัสดุกรองจะมีช่องอากาศ เมื่อน้ำเสียถูกส่งเข้ามายัง ท่อกระจายทั่วผิวบนของก้อนหิน แล้วค่อย ๆ ไหลผ่านช่องว่างที่มีเมือกจุลินทรีย์เกราะอยู่ลงมายัง ชั้นล่างลงสู่ก้นถัง แบคทีเรียที่เกาะอยู่บนผิวก้อนหินได้รับอาหาร (น้ำเสีย) และใช้อากาศ (ออกซิ- เจน) จากช่องว่างย่อยสลายเพิ่มปริมาณเรียงตัวหนาขึ้น เนื่องจากท่อกระจายน้ำเสียหมุนส่ง น้ำเสียอยู่ตลอดเวลาจึงทำให้เกิดสายน้ำเล็ก ๆ ในถังกรอง ทำให้โปรโตชัววิ่งขึ้นลงได้สะดวก จน กว่าแผ่นฟิล์มจุลินทรีย์หนาขึ้นจนเต็มช่องว่าง ช่องว่างระหว่างก้อนหินชั้นบนจะเต็มเร็วกว่าก้อน หินที่อยู่ชั้นล่าง เพราะจุลินทรีย์เหล่านั้นได้รับอาหารก่อน ด้วยความหนาของแผ่นฟิล์มแบคทีเรีย ด้านในติดกับผิวก้อนหินจึงไม่ได้รับอาหารและอากาศ ในที่สุดจะตายและหลุดลงมาเป็นแผ่น เมือกลงสู่ก้นถัง หากน้ำเข้ามาน้อยแผ่นเมือกไม่ถูกชะลงมาทำให้เกิดการอุดตันได้ เมื่อแผ่นเมือก ที่ติดกับก้อนหินชั้นบนหลุด แผ่นเมือกที่ติดกับก้อนหินชั้นกลางจะได้รับอาหารมากขึ้น ซึ่งจะเพิ่ม จำนวนมากขึ้นจนเป็นชั้นหนาและในที่สุดก็หลุดลอกออกเช่นกัน วนเวียนเช่นนี้เรื่อยไป เนื่องจาก ประเทศไทยตั้งอยู่ในเขตที่มีภูมิอากาศร้อน ผิวก้อนหินที่อยู่ชั้นบนสุดมักจะมีสาหร่ายเกิดขึ้น ซึ่ง หากมีความหนามากจะต้องกำจัดออก มิฉะนั้นแล้วน้ำเสียจะไม่สามารถไหลลงมาชั้นล่างได้ และจะไหลล้นออกนอกถังหรืออาจเกิดน้ำขังจนเป็นวางไข่ของแมลงบางชนิดได้สำหรับน้ำทิ้งที่ ระบายออกจากถังตกตะกอนหากยังไม่ได้มาตรฐาน ก็สามารถปั๊มกลับมาบำบัดใหม่ได้ส่วน ตะกอนที่จะลงจะถูกนำไปกำจัดด้วยวิธีลานตากหรือบ่อหมักไร้อากาศต่อไป จุลินทรีย์ที่พบ จุลินทรีย์ที่เกาะตัวกลายอยู่ส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียที่ใช้และไม่ใช้ออกซิเจน นอกจากนี้ก็มี สาหร่าย รา โปรโตซัว ส่วนด้านบนอาจมีหนอนและลูกน้ำเกิดขึ้นได้บ้างในบางกรณี วัสดุกรองหรือตัวกลาง วัสดุกรองมีหลายชนิด เช่น ก้อนหินกลม ถ่านหิน พลาสติก การใช้ก้อนหินกลมขนาด 2.5-10 เซนติเมตร จะทำให้มีพื้นที่ผิวสำหรับจุลินทรีย์เกาะและมีปริมาตรช่องอากาศมาก ตัวถังจะต้อง แข็งแรงพอที่จะรับน้ำหนักหินได้ สำหรับพลาสติกมีหลายรูปแบบ มีทั้งกลม ทรงกระบอก รังผึ้ง และชนิดแผ่นเป็นลอน ๆ มีพื้นที่ผิวให้เกาะมาก เบาบรรจุได้มาก ตัวถังก็ไม่ต้องแข็งแรงมากก็ สามารถรับน้ำหนักได้ถังกรองที่ใช้วัสดุกรองจึงสูงกว่าที่ใช้ก้อนหิน ท่อกระจายน้ำเสีย เป็นท่อที่ต่อกันเป็นรูปกากบาท มีรูให้น้ำเสียออกตลอดทั้งเส้นท่อ จุดตัดของท่อจะยึดติดกับ แกนหมุน ณ จุดศูนย์กลางของถังกรอง หมุนได้โดยรอบด้วยการปรับอัตราการไหลของน้ำผ่านรูที่ เจะไว้ให้น้ำออก รูนี้จะต้องมีระยะห่างกันพอเหมาะที่จะกระจายน้ำเสียให้ทั่วผิวหน้าของถังกรอง การทำงานของระบบ น้ำเสียจะถูกส่งมาเข้าท่อกระจายน้ำเสียบนถังกรองที่มีวัสดุกรองพร้อมด้วยเมือกจุลินทรีย์ เกาะอยู่ปริมาณน้ำเสียจะไหลเข้ามามากน้อยเพียงใดขึ้นอยู่กับอัตราการหมุนของท่อกระจายน้ำเสีย โดยทั่วไปจะมี 3 ระดับด้วยกัน ได้แก่ ระดับต่ำ น้ำเสียที่ปล่อยเข้ามาจะมีอัตราความเข้มข้นของสารอินทรีย์อยู่ 40 กิโลกรัมบีโอดี ต่อ 100 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน ผ่านเข้ามายังถังกรองที่มีหินกลมเป็นตัวกลางเรียงซ้อนกันสูง 0.9-2.4 เมตร น้ำเสียจะไหลในอัตรา 0.01-0.04 ลิตรต่อลูกบาศก์เมตรต่อวินาที หากตัวกลางเป็นพลาสติก อัตราการไหลจะสูงขึ้นเป็น 0.4 ลิตรต่อลูกบาศก์เมตรต่อวินาที แผ่นเมือกจุลินทรีย์จะหลุดออกมา เป็นช่วง ๆ มีปริมาณไม่มากนัก ประสิทธิภาพการทำงานราว 80-90% ระดับกลาง ปริมาณสารอินทรีย์จะถูกส่งเข้ามามากขึ้นเมื่อคิดต่อหน่วยปริมาตรของตัวกลาง ปริมาณ 64 กิโลกรัมบีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน เมือกจุลินทรีย์ที่หลุดออกมาเร็วกว่าระดับต่ำ เพราะมีอัตราการไหลของน้ำเสียสูงกว่า จุลินทรีย์จะหลุดจากการยึดเกาะได้ง่าย แม้ว่ายังมีชีวิตอยู่ ประสิทธิภาพการบำบัดเหลือเพียง 75-85% หากต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดต้องนำน้ำที่ ผ่านการบำบัดนี้หมุนเวียนกลับไปบำบัดใหม่ ระดับสูง มีปริมาณสารอินทรีย์เข้ามาสูง มีความเข้มข้นประมาณ 64-160 กิโลกรัมบีโอดี ต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน ประสิทธิภาพการทำงานอยู่ระหว่าง 65-85% เนื่องจากมีอัตราการไหลสูง จุลินทรีย์หลุดง่ายเช่นเดียวกับระดับกลาง การเพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดทำได้โดยการปั๊มกลับไป บำบัดใหม่ หรือส่งไปบำบัดในระบบอื่นหรือใช้ถังกรองเรียงต่อกันแบบอนุกรมมากกว่าหนึ่งถังจึง จะได้น้ำทิ้งตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ ข้อดีข้อเสีย ข้อดี 1. บำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูง หรือบำบัดยากได้ ไม่ทำให้ระบบล้มเหลว เนื่องจากการ สัมผัสระหว่างน้ำเสียและจุลินทรีย์เป็นเวลาสั้น ๆ 2. ประสิทธิภาพการบำบัดสูง 3. มวลจุลินทรีย์หนัก ตกตะกอนง่าย ไม่มีปัญหาการลอยตัว 4. ประหยัดพลังงาน ใช้ออกซิเจนจากอากาศที่อยู่ในช่องระหว่างวัสดุตัวกลาง 5. ไม่ต้องใช้บุคลากรที่มีความรู้มากในการดูแลระบบ ข้อเสีย 1. ในบางครั้งจะมีกลิ่น 2. เป็นที่เพาะยุง 3. ตะกอนจุลินทรีย์หนาตากแห้งได้ช้า 4. ท่อกระจายน้ำเสียอุดตันได้ง่าย 5. อากาศและอาหารเป็นข้อจำกัดการเจริญของจุลินทรีย์ที่อยู่ด้านในติดกับตัวกลาง การควบคุมระบบ 1. ระบบน้ควบคุมง่าย เพราะไม่ต้องวัดปริมาณจุลินทรีย์ 2. แม้น้ำเสียที่เข้ามาไม่สม่ำเสมอ ระบบก็ไม่ล้มเหลว เพราะจุลินทรีย์ไม่ได้สัมผัสกับน้ำ เสียตลอดเวลา 3. ควรระวังสารแขวนลอยที่จะไปอุดตันท่อกระจายน้ำเสีย ต้องตรวจดูและทำความสะอาด ทุกวัน 4. ระวังไม่ให้ยุงมาวางไข่ 5. ระวังไม่ให้สาหร่ายคลุมผิวบนของวัสดุกรองจนน้ำไหลลงชันล่างไม่ได้ น้ำจะล้นออก นอกถัง 6. ล้างหรือเปลี่ยนวัสดุกรองผิวบนเมื่อจำเป็น ระบบจานหมุน (Rotating Bilolgical Contactor) ระบบจานหมุนเป็นการบำบัดน้ำเสียแบบชีวเคมี มีหลักการทำงานคล้ายระบบตะกอนยึด วัสดุกรอง เพียงแต่เปลี่ยนวัสดุที่จุลินทรีย์เกาะเป็นแผ่นพลาสติกลักษณะคล้ายจานที่เรียงซ้อนกัน หลายใบสามารถหมุนรอบแกนกลางที่ยึดติดจานแต่ละใบตรงจุดศูนย์กลาง เพื่อให้บางส่วนของจาน จมลงในน้ำเสีย ระบบนี้สามารถปรับเปลี่ยนได้หลายรูปแบบ จานที่ใช้อาจเป็นแถวเดียวหรือหลาย แถวแล้วแต่ความเหมาะสม ประสิทธิภาพค่อนข้างดี กำลังเป็นที่นิยมเพราะใช้กระแสไฟฟ้าน้อย ระบบจานหมุน (RBC) ระบบจานหมุนได้มีการออกแบบโดยใช้แผ่นพลาสติกวางเรียงซ้อนกันหลาย ๆ แผ่นยึดกัน ด้วยแกนตรงกลาง ให้มีระยะห่างกันประมาณ 1.5-2 เซนติเมตร แผ่นจานจะจมอยู่ในถังน้ำเสีย ประมาณ 40% ของพื้นที่ผิวทั้งหมด แกนตรงกลางจะหมุนได้ประมาณ 1-2 รอบต่อนาที เมื่อแกน หมุนแผ่นจานก็จะหมุนตามไปด้วย น้ำเสียที่จะส่งเข้ามาในระบบจะผ่านเข้าถังตกตะกอนปฐมภูมิ ก่อนเพื่อแยกดิน ทราย และเศษผงต่าง ๆ ออก จุลินทรีย์ที่เกาะอยู่กับจานจะถูกแกนหมุนให้จมลง ไปรับน้ำเสีย แล้วถูกหมุนขึ้นมารับออกซิเจนจากอากาศ เพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ดูดซับมา จุลินทรีย์ที่เกิดขึ้นใหม่จะเกาะทับอยู่บนผิวของตัวกลางที่หมุนรอบตัวเองอย่างช้า ๆ เป็นอย่างนี้ เรื่อยไปจนเกิดเมือกหนา (0.15-0.33 เซนติเมตร) แล้วหลุดออกจากแผ่นพลาสติกตกลงมาผ่านไป ยังตกตะกอน น้ำใสที่บำบัดแล้วจะถูกระบายออกจากระบบทิ้งไป ส่วนตะกอนที่ก้นถังควรสูบออก แล้วนำไปตาก หากปล่อยไว้นาน จะเกิดปฏิกิริยาไร้ออกซิเจนเกิดก๊าซทำให้ตะกอนลอยขึ้นบนผิว น้ำได้ จุลินทรีย์ที่เกาะอยู่บนพื้นผิวของพลาสติก ส่วนใหญ่จะเป็นแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจน นอกจาก นั้นจะมี รา โปรโตซัว และสาหร่าย หากพบว่าจุลินทรีย์ที่เกาะอยู่เป็นสีน้ำตามอ่อนหรือน้ำตาลอ่อน หรือน้ำตาลแดง แสดงว่าระบบสมบูรณ์ มีแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนอยู่มาก ถ้าเป็นสีขาวซีดหรือสี เทาจะเป็นจุลินทรีย์พวกเส้นใยแสดงว่าระบบไม่ค่อยสมบูรณ์ ออกซิเจนไม่พอและมีก๊าซไฮโดรเจน ซัลไฟด์เกิดขึ้น หากเป็นสีดำแสดงว่าได้เกิดการยอ่ยสลาบแบบไร้ออกซิเจนขึ้นแล้ว ต้องรีบแก้ไข ด้วยการลดปริมาณสารอินทรีย์ที่เข้ามาพร้อมกับเพิ่มรอบหมุนเพื่อเพิ่มออกซิเจน มิฉะนั้นแล้ว ประสิทธิภาพการบำบัดจะลดลง การทำงานของระบบ เนื่องจากระบบจานหมุนเป็นระบบบำบัดทางชีวเคมี อาศัยการทำงานของจุลินทรีย์ จึงต้อง ควบคุมสภาพแวดล้อมให้พอเหมาะกับความต้องการของจุลินทรีย์ เนื่องจากไม่สามารถวัดปริมาณ ของจุลินทรีย์ได้ ปริมาณสารอินทรีย์ที่เข้ามาในระบบจึงถูกกำหนดขึ้นโดยการประมาณจากพื้นที่ผิว ที่จุลินทรีย์เกาะอยู่ ซึ่งควรอยู่ในช่วง 1.5-2 กิโลกรัมบีโอดีต่อ 100 ตารางเมตรต่อวัน และกำหนดให้ แกนหมุนจานรอบตัว 2 ครั้งในหนึ่งนาที จะได้มาตรฐานน้ำทิ้ง ประสิทธิภาพของการบำบัดขึ้นอยู่ กับปริมาณของพื้นที่ผิวของจาน ความเร็วรอบของการหมุน ปริมาณออกซิเจนและอุณหภูมิ หากมี การออกแบบอย่างถูกต้องระบบนี้เกือบไม่มีปัญหาเลย ข้อดีข้อเสีย ข้อดี 1. ประสิทธิภาพในการบำบัดใกล้เคียงกับระบบเลี้ยงตะกอน 2. ใช้พื้นที่น้อย 3. ใช้พลังงานน้อย ประมาณครึ่งหนึ่งของระบบเลี้ยงตะกอน 4. ไม่เกิดปัญหาตะกอนลอย 5. ไม่ต้องสูบตะกอนกลับ ไม่ต้องควบคุมตะกอน 6. ไม่ต้องใช้ผู้ชำนาญการดูแล 7. มีความคล่องตัวสูง เพิ่มหรือลดแผ่นจากหมุนได้ง่าย ข้อเสีย 1. หากระบบไม่มีหลังคาคลุม จะเกิดสาหร่ายคลุมผิวหน้าจาน ทำให้ประสิทธิภาพลดลง 2. ราคาค่าก่อสร้างสูง 3. ออกซิเจนเป็นตัวจำกัดการทำงาน การควบคุมระบบ 1. ตรวจแกนหมุนทุกวัน 2. สังเกตดูสีของจุลินทรีย์ที่เกาะผิวจาน หากพบว่าเป็นสีขาวหรือสีเท่าต้องรีบแก้ไข โดยปรับ ปริมาณสารอินทรีย์ หรือพีเอช หรือปริมาณออกซิเจนในระบบอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือ ทั้งหมด 3. ถ้าสารอินทรีย์เข้ามาในระบบมากเกินไป แผ่นฟิล์มจุลินทรีย์จะหนาไม่สม่ำเสมอตลอด แผ่นจาน 4. ถ้าแผ่นฟิล์มเป็นสีดำ แสดงว่าออกซิเจนไม่พอ จะต้องเพิ่มจำนวนรอบของการหมุนต่อ นาทีหรือลดความเข้มข้นของสารอินทรีย์ 5. หากพบว่าประสิทธิภาพของการทำงานไม่ดี ให้ปั๊มน้ำทิ้งกลับมาบำบัดใหม่ 6. หากพบว่าแผ่นฟิล์มหลุดบ่อย แสดงว่าอาจมีสารพิษปนมากับน้ำเสีย |