Make your own free website on Tripod.com
ตอนที่ 8 การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีเคมี
         น้ำเสียที่มีสารแขวนลอยขนาดเล็กและมีประจุเป็นลบ หรือน้ำเสียที่มีสารอนินทรีย์พวกโลหะ
หนักที่เป็นอันตราย ตลอดจนน้ำเสียที่มีสารอินทรีย์บางชนิดละลายปนอยู่ มักจะถูกนำมาบำบัดด้วย
วิธีเพราะน้ำเสียดังกล่าวมีผลกระทบต่อระบบนิเวศ สารแขวนลอยจะบดบังแสงแดดทำให้กระบวน
การสังเคราะห์แสงไม่สมบูรณ์ ส่วนพวกโลหะหนักอาจทำอันตรายต่อพวกจุลินทรีย์ในน้ำจนสูญ
พันธุ์ ทำให้เสียสมดุลย์ธรรมชาติได้ด้วยเช่นกัน น้ำเสียบางประเภทที่ผ่านระบบบำบัดทางชีวภาพ
แล้วหากพบว่ายังมีสารอาหาร (N,P) เหลืออยู่มากควรนำมาบำบัดต่อด้วยวิธีเคมีก่อนที่จะระบาย
ลงสู่แหล่งน้ำตามธรรมชาติเพื่อป้องกันไม่ได้เกิดสาหร่ายขึ้นเป็นจำนวนมาก (Euthuofication)
จนเกิดผลกระทบต่อระบบนิเวศน์ได้
         การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีเคมีมีหลายรูปแบบให้เลือก เพราะรูปแบบหนึ่งอาจเหมาะกับการบำ
บัดสารเคมีกลุ่มหนึ่ง แต่อาจไม่เหมาะสมกับสารเคมีอีกกลุ่มหนึ่ง ผู้ใช้จึงต้องรู้จักเลือกให้เหมาะสม
และได้ประสิทธิภาพการบำบัดที่ต้องการ ต่อไปนี้จะกล่าวถึงกระบวนการบำบัดทางเคมีบางประเภท
ที่นิยมใช้กัน
1.  การตกตะกอน (Coagulation)
         ดังที่กล่าวไว้ในบทก่อนแล้วว่าน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยที่มีประจุลบ เช่น ดินเหนียว ไม่
สามารถจะตกตะกอนเองได้ จำเป็นที่จะต้องหาสารเคมีที่มีประจุบวกเติมลงไปเพื่อทำให้เกิดความ
เป็นกลาง กวนให้เกิดการรวมตัวจนได้ตะกอนใหญ่ขึ้นและตกลงมายังก้นถังได้ สารเคมีที่ประจุบวก
เป็นจำนวนมาก ได้แก่ สารส้ม และเกลือเหล็ก แต่ที่นิยมใช้กันคือ สารส้ม เพราะมีราคาถูก แต่
ตะกอนที่ตกด้วยสารส้มจะเบารีดน้ำออกยากกว่าตะกอนที่เกิดจากเกลือเหล็ก ในบางกรณีอาจต้องใช้
สารส้มปริมาณสูง จึงจะเกิดผลตามต้องการ ทำให้มีราคงแพงกว่าการใช้เกลือเหล็กซึ่งให้ผลเช่น
เดียวกัน เช่น การกำจัดสีจากโรงงานฟอกย้อม หากใช้สารส้มจะใช้ปริมาณสูงถึง 600 มิลลิกรัมต่อ
ลิตร เมื่อเปลี่ยนมาใช้เกลือเหล็กปริมาณความต้องการเพียง 13 มิลลิกรัมต่อลิตรก็สามารถลดสีจน
ได้มาตรฐานน้ำทิ้ง (300 ADMI) ตามต้องการเมื่อคิดเป็นค่าใช้จ่ายในการใช้สารส้มจะสูง
เกือบเป็น 10 เท่าของเกลือเหล็ก
         สำหรับตะกอนที่ตกลงมาหากเป็นพวกโลหะหนักที่เป็นอันตราย จะต้องนำไปกำจัด มิฉะนั้น
แล้วจะเกิดอันตรายต่อระบบนิเวศได้ สำหรับสารละลายอินทรีย์บางประเภท อาจกำจัดออกได้ด้วย
วิธีเคมีหากปรับสภาพให้เกิดปฏิกิริยาได้อย่างเหมาะสม และมีราคาถูกว่าระบบชีวภาพมากเพราะ
ใช้พลังงานน้อยกว่า ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้รวดเร็วกว่า และปริมาณพื้นที่ที่ต้องการใช้ยังน้อยกว่าอีกด้วย
แผนภูมิของกระบวนการตกตะกอนเพื่อกำจัดสีมีดังนี้
         ในกระบวนการกำจัดสีจากโรงฟอกย้อม ก่อนดำเนินการจะต้องหาปริมาณความเหมาะสม
ของเกลือเหล็ก (Optimum Dose) กับน้ำเสียที่ต้องการบำบัดก่อน ด้วยเครื่อง Jar Test
เมื่อดำเนินการจริงจะได้ปริมาณเกลือเหล็กลงไปในปริมาณที่พอดีกับความเข้มข้นของสีที่จะต้อง
กำจัดออกขั้นตอนในการกำจัดสีขั้นแรกจะต้องส่งน้ำเสียเข้ามายังถังปรับสภาพในถังนี้จะปรับสภาพ
ความเป็นกรดและด่างให้เหมาะสม แล้วเติมเกลือกเหล็กลงไป จากนั้นกวนให้สารเคมีกระจายและ
ทำปฏิกิริยากันจนกระทั่งสมบูรณ์จึงส่งผ่านมายังถังตกตะกอน ตะกอนที่ตกลงมาจะผ่านมายังลาน
ตากจนแห้ง แล้วนำไปฝังกลบต่อไปส่วนน้ำทิ้งที่ออกมายังไม่ได้มาตรฐานเนื่องจากยังมีสารอินทรีย์
อยู่ ควรส่งไปบำบัดต่อด้วยระบบชีวภาพเช่น ระบบเลี้ยงตะกอนต่อไป จนได้น้ำทิ้งสุดท้ายตรงกับ
มาตรฐานที่รัฐกำหนดไว้
2.  การแลกประจุ (Ion Exchange)
         การค้นพบสารสังเคราะห์ประเภทเรซิน (Synthetic Resin) ซึ่งมีความสามารถในการ
แลกประจุได้ดี นับได้ว่ามีประโยชน์ต่อการทำน้ำสะอาดและการบำบัดน้ำเสีย โดยเฉพาะการกำจัด
เอาพวกโลหะหนัก เช่น เหล็กและโครเมียม หรือพวกสารอาหาร เช่น ไนโตรเจน แอมโมเนีย และ
ฟอสเฟต ออกจากน้ำทิ้ง และป้องกันไม่ให้สาหร่ายเกิดขึ้นมากเกินต้องการ นอกจากนี้สารอาหารที่
ถูกเรซินจับไว้สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้อีก ส่วนตัวเรซินสังเคราะห์เมื่อใช้งานหมด
ประสิทธิภาพแล้ว นำกลับมาปรับคืนสภาพ (Regenerate) ด้วยกรดเกลือ (HCI) หรือเกลือ
แกง (NaCl) แล้วนำมาใช้ใหม่ได้การปรับคืนสภาพสามารถทำได้หลายครั้งมาก ทำให้อายุการ
ใช้งานของเรซินนานถึง 3-4 ปี บางชนิดอาจมีอายุมากกว่านั้นก็เป็นได้หากถูกสังเคราะห์มาด้วยวัสดุ
ที่แข็งแกร่ง
         เรซินสังเคราะห์มีหลายชนิด ชนิดที่เป็นกรดจะเป็นกรดแก่หรือกรดอ่อนที่นำมาแลกเปลี่ยน
กับประจุบวก เมื่อประสิทธิภาพในการแลกประจุหมดลง ก็นำมาปรับคืนสภาพด้วยเกลือแกงหรือ
กรดเกลือส่วนเรซินที่เป็นต่างจะเป็นแก่หรือด่างอ่อน นำมาแลกเปลี่ยนกับประจุลบ และสามารถ
ปรับฟื้นคืนสภาพด้วยโซดาไฟ กรดเกลือหรือสารละลายแอมโมเนียตามคุณสมบัติของเรซินที่นำมา
ใช้ เรซินแต่ละตัวจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป แม้ว่าจะอยู่กลุ่มเดียวกันก็ตาม คุณสมบัติของมันจะ
ถูกกำหนดไว้เพื่อให้ผู้ใช้เลือกใช้อย่างถูกต้องว่า เรซินตัวนั้นมีความสามารถแลกประจุได้มากน้อย
เพียงใด จับสารอะไรได้ดี ปรับคืนสภาพอย่างไร เมื่อไม่สามารถปรับคืนสภาพแล้วจะต้องเผาทิ้งที่
อุณหภูมิเท่าใดจึงไม่เกิดปัญหากับสิ่งแวดล้อม เป็นต้น
         การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีแลกประจุได้ผลรวดเร็ว ใช้พื้นที่น้อย ประสิทธิภาพสูง อาจได้ผล
พลอยได้นำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ใหม่ เช่น การบำบัดน้ำเสียจากกระบวนการเคลือบผิวด้วยโคร-
เมียม น้ำเสียจะเป็นพวกกรดโครมิคที่ไม่บริสุทธิ์ ผ่านเข้ามายังเรซินเปลี่ยนประจุบวก แล้วจะได้
กรดโครมิคที่บริสุทธิ์ออกมา เป็นต้น
3.  การดูดซับด้วยผงถ่าน (Carboon Adsorption)
       การดูดซับด้วยผงถ่านเป็นกระบวนการที่ใช้ผงถ่านดูดซับเอาสารเคมี (สารอนินทรีย์และสาร
อินทรีย์) บางชนิดที่ละลายอยู่ในน้ำเสียไว้หลังจากแยกเอาผงถ่านออกแล้วจะได้น้ำทิ้งที่ได้มาตร-
ฐานระบายออกจากโรงงานได้
         ผงถ่านที่นำมาดูดซับสี สารอินทรีย์ หรือสารอนินทรีย์ เป็นผงถ่านที่มีขนาดเล็ก 0.1 มิลลิเมตร
ผ่านการเผาในเตาที่มีออกซิเจนจนร้อนแดงเพื่อไล่สารพวกไฮโดรคาร์บอน แล้วนำมาแอกติเวท
(Activate) ด้วยก๊าซ (Oxidizing Gas) จนโครงสร้างพรุนไปทั่ว จากนั้นนำมาแยกขนาด
ผงถ่านพวกนี้เมื่อนำมาใช้คล้ายวัสดุกรองในถังกรอง โดยปล่อยให้น้ำเสียที่ต้องการกำจัดไหลผ่าน
ถังกรองถ่านช้า ๆ เพื่อให้เกิดการดูดซับได้เต็มที่ น้ำที่ผ่านการกรองนี้แล้วจะระบายทิ้งหรือนำกลับมา
ใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้ ส่วนตัวผงถ่านที่หมดประสิทธิภาพการดูดซับแล้ว สามารถนำกลับมาล้าง
ด้วยสารเคมีเพื่อปรับคืนสภาพ แล้วนำมาใช้ใหม่ได้ ทำซ้ำ ๆ เช่นนี้ไปจนกว่าผงถ่านนั้นจะหมด
สภาพไปจริง ๆ ในกรณีนี้ใช้ได้กับการดูดซับที่ไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีติดแน่นกับผงถ่าน หากในระหว่าง
การกรองหรือดูดซับเกิดปฏิกิริยาเคมีติดแน่นกับผงถ่านก็ไม่สามารถนำมาปรับคืนสภาพได้ต้องนำไป
กำจัดด้วยการเผาต่อไป
         ปัญหาที่พบบ่อยในการดูดซับก็คือ ปัญหาของพื้นผิวนอกอุดตันจนปิดช่องว่าระหว่างเม็ดถ่าน
ทำให้น้ำเสียไหลผ่านลงไปไม่ได้ จำเป็นต้องล้างสิ่งสกปรกเหล่านั้นออกแบบเดียวกับการล้างทราย
กรอง
         การตรวจสอบเพื่อหาปริมาณผงถ่านที่เหมาะสมต่อการดูดซับ ตลอดจนหาจำนวนครั้งที่นำผล
ถ่านนั้นกลับมาใช้ซ้ำ สามารถทำได้ในห้องทดลองโดยใช้หลักการของไอโซเทอม(Isothem)
ข้อมูลที่ได้จากการทำไอโซเทอมสามารถนำมาหาคำตอบที่ต้องการได้ เราจะทราบได้ว่า 1 หน่วย
น้ำหนักของผงถ่านจะดูดซับสารชนิดนั้น ๆ ได้เท่าไร เป็นต้น