| 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
|