การบํัาบดน้ํ าเสีย (wastewater treatment) · pdf fileซ...

41
การบําบัดน้ําเสีย (Wastewater Treatment) บทที9 วัตถุประสงค 1. เพื่อทราบคุณลักษณะของน้ําเสียกอนเขาสูระบบบําบัด 2. เพื่อทราบวิธีการบําบัดน้ําเสียแบบตางๆและขอดีขอดอยของระบบ 3. เพื่อทราบมาตรฐานคุณภาพน้ําเสียกอนปลอยออกจากระบบบําบัด บทนํา น้ําเปนปจจัยที่สําคัญในการพัฒนา เปนแหลงกําเนิดของสิ่งมีชีวิตซึ่งไดแก พืช และสัตวน้ําทําใหเกิดความอุดมสมบูรณแกสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย มนุษยสามารถใชประโยชน จากน้ําไดหลายทาง เชน การประมง การเพาะเลี้ยงสัตวน้ํา การขนสงและการคมนาคม เปนแหลงผลิตพลังงาน การระบายของเสีย การเกษตร การอุตสาหกรรม การอุปโภค และบริโภค เปนตน สาเหตุที่ทําใหเกิดมลภาวะทางน้ําไดแก การทิ้งน้ําจากครัวเรือน จากโรงงาน จากการเกษตรและกสิกรรม ทําใหเกิดการสะสมของสารพิษในวงจรอาหาร ในระบบนิเวศนและทําใหปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ําลดลงเนื่องจากมีสารอินทรีย ละลายอยู น้ําเสีย หมายถึงน้ําซึ่งผานการใชงานแลวโดยชุมชน โรงงานอุตสาหกรรม สถาบัน หรือการใชงานประเภทอื่นๆ ซึ่งมีมลสารปะปนอยูซึ่งเมื่อระบายลงสูลําน้ําแลว จะกอใหเกิดการปนเปอนของแหลงรับน้ําจนถึงระดับที่ทําใหแหลงรับน้ํานั้นใชงานไดไมดี ดังเดิม น้ําเสียจะตองประกอบไปดวยมลสารประเภทใดประเภทหนึ่งหรือหลายประเภท คือ สารอินทรีย สารอนินทรีย โลหะหนักหรือสารพิษอื่นๆ น้ํามันหรือไขมัน ความรอน ปริมาณของแข็ง สีและความขุกรดและดาง สารกอใหเกิดฟอง จุลินทรีย สารประกอบไนโตรเจนและฟอสฟอรัส เปนตน FT 453 287

Upload: vominh

Post on 06-Mar-2018

236 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

การบําบัดน้ําเสยี (Wastewater Treatment)

บทที ่ 9

วัตถุประสงค 1. เพื่อทราบคุณลักษณะของน้ําเสียกอนเขาสูระบบบําบัด

2. เพ่ือทราบวิธีการบําบัดนํ้าเสียแบบตางๆและขอดีขอดอยของระบบ 3. เพ่ือทราบมาตรฐานคุณภาพนํ้าเสียกอนปลอยออกจากระบบบําบัด

บทนํา

นํ้าเปนปจจัยท่ีสําคัญในการพัฒนา เปนแหลงกําเนิดของส่ิงมีชีวิตซ่ึงไดแก พืช และสัตวนํ้าทําใหเกิดความอุดมสมบูรณแกส่ิงมีชีวิตทั้งหลาย มนุษยสามารถใชประโยชนจากนํ้าไดหลายทาง เชน การประมง การเพาะเลี้ยงสัตวนํ้า การขนสงและการคมนาคม เปนแหลงผลิตพลังงาน การระบายของเสีย การเกษตร การอุตสาหกรรม การอุปโภคและบริโภค เปนตน สาเหตุท่ีทําใหเกิดมลภาวะทางนํ้าไดแก การท้ิงนํ้าจากครัวเรือน จากโรงงาน จากการเกษตรและกสิกรรม ทําใหเกิดการสะสมของสารพิษในวงจรอาหารในระบบนิเวศนและทําใหปริมาณออกซิเจนท่ีละลายในนํ้าลดลงเนื่องจากมีสารอินทรียละลายอยู

นํ้าเสีย หมายถึงนํ้าซ่ึงผานการใชงานแลวโดยชุมชน โรงงานอุตสาหกรรมสถาบัน หรือการใชงานประเภทอื่นๆ ซ่ึงมีมลสารปะปนอยูซ่ึงเม่ือระบายลงสูลํานํ้าแลวจะกอใหเกิดการปนเปอนของแหลงรับนํ้าจนถึงระดับท่ีทําใหแหลงรับนํ้าน้ันใชงานไดไมดีดังเดิม นํ้าเสียจะตองประกอบไปดวยมลสารประเภทใดประเภทหนึ่งหรือหลายประเภท คือ สารอินทรีย สารอนินทรีย โลหะหนักหรือสารพิษอื่นๆ นํ้ามันหรือไขมัน ความรอน ปริมาณของแข็ง สีและความขุน กรดและดาง สารกอใหเกิดฟอง จุลินทรีย สารประกอบไนโตรเจนและฟอสฟอรัส เปนตน

FT 453 287

288 FT 453

คุณลักษณะนํ้าเสียทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ ความสําคัญของคุณสมบัติทางกายภาพและองคประกอบทางเคมีและชีวภาพ

ของนํ้าเสียดังตารางที่ 9.1 ตามมาตรฐานการบําบัดนํ้าเสียข้ันท่ีสองเกี่ยวของกับการกําจัดสารอินทรียท่ียอยสลายไดตามธรรมชาติ สารแขวนลอย และเช้ือจุลินทรียท่ีกอใหเกิดโรคและอาจเพิ่มเติมในการกําจัดสารอาหารบางชนิด โลหะหนัก ของแข็ง อนินทรียท่ีละลายนํ้าไดบางชนิดในกรณีท่ีตองการนํานํ้ากลับมาใชอีก

ตารางที่ 9.1 สารปนเปอนสําคัญท่ีเกี่ยวของกับการบําบัดนํ้าเสีย

สารปนเปอน ความสําคัญ สารแขวนลอย (Suspended solids) สารอินทรียท่ียอยสลายได (Biodegradable organics) เช้ือจุลินทรียท่ีกอใหเกิดโรค (Pathogens) สารอาหาร (Nutrients) โลหะหนัก สารอนินทรียท่ีละลายน้ํา

สามารถทําใหเกิดการสะสมของสลัดจและเกิดสภาวะไรอากาศเม่ือปลอยนํ้าเสียลงสูสภาวะแวดลอม ประกอบดวยองคประกอบหลัก คือโปรตีน คารโบไฮเดรต และไขมัน ซ่ึงวัดในรูปของ BOD (Biochemical oxygen demand) COD (Chemical oxygen demand) ถาไมผานการบําบัดกอนปลอยลงสูส่ิงแวดลอมจะทําใหปริมาณออกซิเจนลดลง ถายทอดโรคโดยนํ้าเสีย ท้ังไนโตรเจนและฟอสฟอรัส รวมทั้งคารบอน เปนธาตุอาหารที่มีความสําคัญตอการเจริญเติบโต เม่ือปลอยลงสูส่ิงแวดลอมสามารถทําใหเกิดการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตท่ีไมตองการ เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมและจําเปนตองกําจัดเม่ือตองการนํานํ้ากลับมาใช สารอนินทรีย เชน แคลเซียม โซเดียม และซัลเฟตพบในนํ้าใชโดยท่ัวไปและจําเปนตองกําจัดเม่ือตองการนํานํ้ากลับมาใช

ที่มา : Tchobanoglous, G (1979)

1. คุณลักษณะน้ําเสียทางกายภาพ

คุณลักษณะทางกายภาพที่สําคัญของนํ้าเสียคือปริมาณของแข็งท้ังหมด ซ่ึงประกอบดวย สารแขวนลอย สารคอลลอยด และสารที่ละลายไดในน้ํา และอื่นๆ เชน กลิ่น อุณหภูมิ และสี 1.1 ปริมาณของแข็งแขวนลอยทั้งหมด (Total suspended solids)

เปนสารท่ีเหลือตกคางจากการระเหยที่อุณหภูมิ 103 – 105 0ซ ซ่ึงอาจเรียกวาเปน Suspended solid หรือ Non-filterable solids สารดังกลาวมีขนาดเสนผานศูนยกลางประมาณ 1 ไมครอน ของแข็งท่ีตกตะกอน(Settleable solid) เปนปริมาณสลัดจท่ีจะกําจัดออกโดยการตกตะกอน ใชพิจารณาในการบําบัดนํ้าเสียวาควรมีบอตกตะกอนหรือไม และสามารถใชบงบอกประสิทธิภาพสารตกตะกอนของระบบน้ําเสีย สวนของแข็งท่ีผานการกรองเรียกวา Filterable solids ประกอบดวย สารคอลลอยดท่ีมีขนาดอนุภาค ประมาณ 1 มิลลิไมครอนถึง 1 ไมครอน และของแข็งท่ีละลายได (Total dissolved solid, TDS) ซ่ึงประกอบดวยสารอินทรียและอนินทรีย และไอออนที่อยูในนํ้า (ภาพที่ 9.1) สารคอลลอยดไมสามารถกําจัดออกไดดวยการตกตะกอนแตใชวิธีออกซิเดชันทางชีวภาพหรือการรวมตัวของตะกอน ของแข็งอาจแบงไดตามคุณสมบัติในการระเหยท่ีอุณหภูมิ 600 0ซ โดยสารอินทรียจะถูกออกซิไดสและใหแกสท่ีอุณหภูมิดังกลาว สวนสารอนินทรียจะเปลี่ยนเปนเถา

ภาพที่ 9.1 การจําแนกชนิดของอนุภาคในนํ้าเสียตามขนาดที่พบ ท่ีมา : Tchobanoglous, G (1979)

FT 453 289

290 FT 453

ความขุนของน้ําเสียเปนการวัดคุณสมบัติท่ีแสงสองผานนํ้า ใชเปนดัชนีบงบอกถึงคุณภาพนํ้าท้ิงและน้ําตามธรรมชาติซ่ึงเกิดจากสารคอลลอยดท่ีกระจายอยูและดูดซับแสงหรือปองกันไมใหแสงสองผาน

1.2 กลิ่น (Odors) กลิ่นในน้ําเสียโดยท่ัวไปเกิดจากการยอยสลายสารอินทรียโดยเช้ือจุลินทรียท่ีไม

ตองการอากาศและสามารถรีดิวซสารซัลเฟตไปเปนซัลไฟด แกสท่ีเกิดสวนใหญเปนไฮโดรเจนซัลไฟด (H2S) สารประกอบที่ใหกลิ่นดังตารางที่ 9.2 ซ่ึงเปนสารประกอบที่พบในนํ้าเสียตามบานเรือน

ตารางที่ 9.2 กลิ่นผิดปกติท่ีพบในนํ้าเสีย

สารประกอบ สูตรโครงสราง ลักษณะของกลิ่น

Amines CH3NH2 , (CH3)3N กลิ่นคาวปลา

Ammonia NH3 กลิ่นแอมโมเนีย Diamines NH2(CH2)4NH2, NH2(CH2)5NH2 กลิ่นเน้ือเนา Hydrogen sulfide H2S กลิ่นไขเนา

Mercaptans CH3SH, CH3(CH2)3SH กลิ่นสกั๊ง

Organic sulfides (CH3)2S, CH3SSCH3 กลิ่นกะหล่ําปลีเนา

Skatole C8H5NHCH3 กลิ่นอุจจาระ

ท่ีมา : Tchobanoglous, G (1979) 1.3 อุณหภูมิ (Temperature)

อุณหภูมิของนํ้าเสียเปนปจจัยท่ีสําคัญเน่ืองจากมีผลกระทบตอส่ิงมีชีวิตในน้ํา อัตราการเกิดปฏิกิ ริยาทางเคมี และความเหมาะสมในการนํานํ้าไปใชประโยชน นอกจากนี้ยังมีผลตอการละลายของออกซิเจนซ่ึงมีความสําคัญตอส่ิงมีชีวิตในน้ํา และทําใหเกิดสภาวะท่ีเรงการเจริญของพืชหรือเช้ือราในน้ํา 1.4 สี (Color)

นํ้าเสียท่ีเกิดข้ึนใหมโดยท่ัวไปมีสีเทา แตเม่ือมีการสลายตัวของสารอินทรียโดยแบคทีเรีย และการลดลงของออกซิเจนในน้ํา จะทําใหนํ้าเปลี่ยนเปนสีดําแลวเกิดการเนาเสีย

FT 453 291

2. คุณลักษณะน้ําเสียทางเคมี 2.1 สารอินทรีย

ในนํ้าเสียท่ีสกปรกไมมาก สารแขวนลอยและสารที่กรองไดรอยละ 75 และ 40 ตามลําดับจะเปนสารอินทรียตามธรรมชาติซ่ึงเกิดจากพืชและสัตวและกิจกรรมของมนุษยท่ีเกี่ยวของกับการสังเคราะหสารอินทรีย โดยท่ัวไปสารอินทรียมีคารบอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเปนองคประกอบในโมเลกุลของโปรตีน คารโบไฮเดรต ไขมันและน้ํามัน ยูเรีย และมีแรธาตุท่ีสําคัญอื่นๆ เชนซัลเฟอร ฟอสฟอรัสและเหล็ก นอกจากน้ียังมีสารอินทรียสังเคราะห เชนสารลดแรงตึงผิว ฟนอล สารฆาแมลงทางการเกษตร ฯลฯ ท่ีไมสามารถสลายตัวทางชีวภาพหรือสลายตัวไดอยางชาๆ 2.1.1 โปรตีน

เปนองคประกอบหลักของเนื้อสัตวและถั่ว มีโครงสรางทางเคมีท่ีซับซอน สามารถสลายตัวใหสารหลายชนิดท่ีทําใหเกิดกลิ่นในน้ําเสีย 2.1.2 คารโบไฮเดรต

คารโบไฮเดรตที่พบในนํ้าเสียรวมถึงนํ้าตาล แปง เซลลูโลสและ เสนใย นํ้าตาล สามารถยอยสลายดวยเอนไซมจากแบคทีเรียและยีสตผลิตแอลกอฮอลลและคารบอนไดออกไซด แปงมีความคงตัวมากกวาแตสามารถเปลี่ยนเปนนํ้าตาลโดยเช้ือจุลินทรียและกรดเจือจาง เซลลูโลสถูกยอยสลายโดยเชื้อราในสภาวะที่เปนกรด 2.1.3 ไขมัน นํ้ามันและสารหลอลื่น

ไขมันและนํ้ามันในน้ําเสียเกิดจากไขมันพืช ไขมันสัตว สวนGerm ของเมล็ดธัญชาติ ถั่ว ฯลฯ เปนสารที่มีความคงตัวและงายตอการยอยสลายโดยแบคทีเรียและกรดแร ไดเปนกลีเซอรีนและกรดไขมัน (สบู)ในสภาพดาง สารหลอลื่นรวมถึงไขมัน นํ้ามัน ไข และองคประกอบอื่นๆมาจากสารปโตรเลียมท่ีมีคารบอนและไฮโดรเจนเปนองคประกอบ ลอยอยูท่ีผิวหนานํ้าเสีย 2.1.4 สารลดแรงตึงผิว

เปนโมเลกุลของสารอินทรียขนาดใหญท่ีละลายน้ําไดนอยและเปนสาเหตุการเกิดฟอง สารลดแรงตึงผิวสังเคราะหประเภท Alkyl benzene sulfonate กอใหเกิดปญหาเน่ืองจากสลายตัวทางชีวภาพไดยากจึงเปลี่ยนมาใชสารประเภท Linear alkyl sulfonate แทนในเวลาตอมา 2.1.5 ฟนอล

292 FT 453

จัดเปนสารอินทรียท่ีมีปริมาณนอยแตมีความสําคัญในน้ําเน่ืองจากกอใหเกิดปญหาดานรสชาติในนํ้าด่ืมเม่ือมีการเติมคลอรีนในน้ํา ฟนอลสามารถยอยสลายไดทางชีวภาพ

2.1.6 สารฆาแมลงและสารเคมีทางการเกษตร

เปนสารอินทรีย ท่ีมีปริมาณนอย มีพิษกับส่ิงมีชีวิตและสามารถปนเปอนนํ้าผิวดิน

การวัดปริมาณสารอินทรีย

วิเคราะหจากปริมาณของแข็งท่ีระเหยไดและสามารถใชแสดงถึงปริมาณของแข็งท้ังหมด แตวิธีดังกลาวไมเปนท่ีนิยมเนื่องจากมีขอผิดพลาด ในปจจุบันนิยมวัดคา BOD (biological oxygen demand), COD (chemical oxygen demand), TOC (Total organic carbon) และ TOD (Total oxygen demand)

BOD หมายถึงปริมาณออกซิเจนท่ีถูกใชในการยอยสลายสารอินทรียชนิดท่ียอยสลายไดภายใตสภาวะที่มีออกซิเจนโดยใชเช้ือจุลินทรียในชวงเวลา 5 วันท่ีอุณหภูมิ 20 0ซ เปนปจจัยท่ีนิยมใชกันอยางกวางขวางสําหรับสารอินทรียในนํ้าเสีย เน่ืองจากสามารถใชกําหนดขนาดและวัดประสิทธิภาพกระบวนการบําบัดนํ้าเสีย

วิธีการ คือ นํานํ้าเสียมาเติมอากาศจนอิ่มตัว ใสในขวดมาตรฐานที่ใชวิเคราะห BOD 2 ขวด ปดใหสนิท วัดคาออกซิเจนท่ีละลายนํ้า (dissolved oxygen, DO) ในขวดท่ีหน่ึงเปนคา DO0 (DO ในวันท่ี 0) นําขวดท่ีเหลือมาบมในตูมืดท่ีอุณหภูมิ 20 0ซ นาน 5 วัน วัดปริมาณออกซิเจนท่ีละลายนํ้าเปนคา DO5 (DO วันท่ี 5) คํานวณคา BOD5 จากสูตร

BOD5 = (DO0 – DO5 ) (ปริมาตรของขวด BOD) / ปริมาตรของตัวอยางนํ้าเสีย ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางชีวเคมีเปนกระบวนการที่เกิดข้ึนอยางชาๆและในทางทฤษฎีใชเวลานาน 20 วัน จึงจะสมบูรณ (95 – 99 %) แตในการทดสอบใชเวลา 5 วัน ปฏิกิริยาท่ีเกิดรอยละ 60 – 70 คาอุณหภูมิมีผลตอการเกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมี สารที่ไมมีคารบอนเปนสวนประกอบเชนแอมโมเนียจะเกิดจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสโดยเชื้อแบคทีเรียและสามารถเปลี่ยนแอมโมเนียไปเปนไนไทรตและไนเทรต ขอจํากัดในการวัดคา BOD คือตองใชแบคทีเรียปริมาณมาก ตองกําจัดสารพิษในน้ําเสียออกกอน เปนการวัด

ตารางที่ 9.3 สวนประกอบของน้ําเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมอาหาร

ชนิดโรงงานอุตสาหกรรม BOD5 (มก / ลิตร) สารแขวนลอย (มก / ลิตร)

นมและผลิตภัณฑนม 670 790 430 1140 530

390 500 300 820 475

ผลิตภัณฑอาหาร เจลาติน ผลิตภัณฑเน้ือสัตว นํ้ามันพืช

ท่ีมา : Tchobanoglous, G (1979)

COD เปนการวัดปริมาณสารอินทรียโดยการออกซิไดสออกซิเจนในสารอินทรียดวยสารเคมีคือ Potassium dichromate (K2Cr2O7) ในสภาวะท่ีเปนกรด และมีสารเรงปฏิกิริยาคือ Silver sulfate

ปฏิกิริยาทางเคมีท่ีเกิดคือ

สารอินทรีย (CaHbOc) + Cr2O72- + H+ catalyst Cr3+ + CO2 + H2O

heat

คา COD ใชวัดปริมาณสารอินทรียในระบบบําบัดนํ้าเสียท่ีมีสารพิษตอส่ิงมีชีวิตในน้ําเปนองคประกอบ โดยท่ัวไปมีคาสูงกวา BOD5 เน่ืองจากมีสารประกอบท่ีถูกออกซิไดสทางเคมีมากกวาทางชีวภาพ ดั ง น้ันจึงนิยมใช ในการควบคุมระบบบําบัด นํ้า เ สีย ความสัมพันธระหวาง COD และBOD5 มีคาแตกตางกันไปตามชนิดของนํ้าเสีย สําหรับนํ้าเสียตามบานเรือนจะมีคา BOD5 / COD เทากับ 0.4 – 0.8

TOC เปนวิธีการที่ประยุกตใชในการวัดสารอินทรียท่ีมีปริมาณนอย หลักการคือการออกซิไดสสารอินทรียคารบอนไปเปนแกสคารบอนไดออกไซดท่ีอุณหภูมิ 900 0ซ ในสภาวะที่มีคะตาลิสต วัดปริมาณคารบอนไดออกไซดท่ีผลิตไดโดยใชอินฟราเรด FT 453 293

294 FT 453

2.2 สารอนินทรีย

มีความสําคัญในการควบคุมคุณภาพนํ้า ปริมาณข้ึนกับสภาพภูมิศาสตรของแหลงนํ้าและจากน้ําเสียท่ีปลอยลงสูแมนํ้า ในนํ้าตามธรรมชาติมาจากหินและแรธาตุ มีความจําเปนในการตรวจสอบเนื่องจากมีผลกระทบตอการนํานํ้ามาใช

2.2.1 พี-เอช เปนความเขมขนของ H+ ท่ีวัดดวยเคร่ือง pH meter เปนปจจัยท่ีมี

ความสําคัญดานคุณภาพในน้ําตามธรรมชาติและน้ําเสีย ชวงความเขมขนท่ีเหมาะสมสําหรับการดํารงชีพของส่ิงมีชีวิตคอนขางแคบ นํ้าสําหรับเสียท่ีมีการเปลี่ยนแปลงปริมาณ H+ จะยากตอการบําบัดทางชีวภาพ

2.2.2 คลอไรด (Chloride) คลอไรดมาจากหินและดินท่ีสัมผัสกับนํ้าและบริเวณชายฝงทะเล

นอกจากนี้ยังมาจากนํ้าเสียทางการเกษตร อุตสาหกรรมและตามบานเรือนที่ปลอยลงสูนํ้าผิวดิน โดยท่ัวไปของเสียจากมนุษยมีคลอไรดเปนองคประกอบ 6 กรัม/คน/วัน

2.2.3 ความเปนดาง (Alkalinity) เกิดจากการมี OH-, CO3

2- และ HCO3- ของธาตุ Ca, Mg, Na, K หรือ

NH3 แตท่ีพบบอยไดแก แคลเซียมและแมกนีเซียมไบคารบอเนต ความเปนดางในนํ้าเสียมาจากแหลงนํ้าใตดิน และสารที่เติมลงในน้ําใชตามบานเรือน การวิเคราะหใชวิธี ไทเทรตกับกรดมาตรฐาน แสดงผลในรูป CaCO3 ซ่ึงมีความสําคัญตอการบําบัดทางเคมี

2.2.4 ไนโตรเจน (Nitrogen) 00ธาตุไนโตรเจนในน้ําเสียมีหลายรูปแบบ เชนแอมโมเนีย โปรตีน

ไนเทรต หรือไนไทรตรูปแบบที่เปนสารรีดิวซ เชน สารอินทรียไนโตรเจน และแอมโมเนีย สามารถวัดไดโดยวิธี Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) มีความสําคัญตอการเจริญเติบโตของพวก Protista และพืชในการใชเปนสารอาหาร หรือ ตัวเรงปฏิกิริยาทางชีวเคมี ไนโตรเจนเปนโครงสรางท่ีสําคัญในการสังเคราะหโปรตีน ปริมาณไนโตรเจนชวยประเมินความสามารถในการบําบัดนํ้าเสียดวยวิธีการทางชีวภาพและถามีปริมาณไมเพียงพอตองมีการเติมลงในระบบ ในสภาพที่ตองควบคุมการเจริญของสาหรายจําเปนตองกําจัดหรือ

NH3 + H2O NH4+ + OH-

ท่ี pH > 7 สมดุลเปลี่ยนไปทางซายและที่ pH < 7 NH4+ จะมากข้ึนและมีผลทําให

พีเอชสูงข้ึน

2.2.5 ฟอสฟอรัส (Phosphorus)

มีความสําคัญตอการเจริญของสาหรายและส่ิงมีชีวิตอื่นๆ รูปแบบท่ีพบในนํ้าเสียคือ Orthophosphate, PolyphosphateและOrganic phosphate Orthophosphate สามารถนํามาใชในกระบวนการเมแทบอลิซึมของส่ิงมีชีวิต Polyphosphate ถูกยอยสลายและเปลี่ยนเปน Orthophosphate

2.2.6 ซัลเฟอร (Sulfur)

ใชในการสังเคราะหโปรตีนและเปลี่ยนเปนซัลเฟต ตอมาถูกรีดิวซเปนซัลไฟด และไฮโดรเจนซัลไฟดโดยแบคทีเรียภายใตสภาวะไมมีอากาศดังสมการ

สารอินทรีย แบคทีเรีย S2- + H2O + CO2 SO42- +

S2- + 2H+ H2S

แกสไฮโดรเจนซัลไฟดเกิดรวมกับแกสมีเทนและคารบอนไดออกไซดในระบบบําบัดและสามารถกัดกรอนทอนํ้าเสีย

2.2.7 สารประกอบท่ีมีความเปนพิษ (Toxic compounds)

ชนิดท่ีมีความสําคัญในระบบบําบัดนํ้าเสียไดแก Cu, Pb, Ag, Cr, As และ B เน่ืองจากเปนพิษตอเช้ือจุลินทรียจึงจําเปนตองนํามาพิจารณาในการออกแบบระบบบําบัดทางชีวภาพเน่ืองจากทําใหเช้ือตายและปฏิกิริยาการหมักหยุดลง ปริมาณความเขมขนท่ีเปนพิษตอจุลินทรีย สําหรับ Cu, Cr และ N เทากับ 100, 500 และ 500 FT 453 295

296 FT 453

2.2.8 โลหะหนัก (Heavy metals)

เปนโลหะที่มีปริมาณนอย เชน Ni, Mn, Pb, Cr, Cd, Zn, Cu, Fe, Hg ซ่ึงเปนองคประกอบท่ีมีความสําคัญในนํ้าสวนใหญ ถามีปริมาณมากจะไมสามารถนํานํ้าไปใชประโยชนไดเน่ืองจากมีความเปนพิษ และบางชนิดมีความสําคัญตอการเจริญของส่ิงมีชีวิตและสาหราย

2.3 แกส (Gas)

แกสท่ัวไปที่พบในน้ําเสียไดแก ไนโตรเจน ออกซิเจน คารบอนไดออกไซด ไฮโดรเจนซัลไฟด แอมโมเนียและมีเทน แกส 3 ชนิดแรกพบในบรรยากาศทั่วไปและ จะพบในน้ําท่ีสัมผัสอากาศ สวนชนิดท่ีเหลือเกิดจากการยอยสลายสารประกอบอินทรียในนํ้าเสีย

2.3.1 แกสออกซิเจนท่ีละลายนํ้า (Dissolved oxygen)

มีความจําเปนตอการหายใจของเชื้อจุลินทรียท่ีตองการอากาศรวมถึงส่ิงมีชีวิตอื่นๆ และตอระบบบําบัดนํ้าเสีย เชน Aerated lagoon ปริมาณออกซิเจนข้ึนกับอุณหภูมิ ความบริสุทธิ์ของนํ้า (ความเค็ม สารแขวนลอย) ความดันแกสในบรรยากาศ และแกสท่ีละลายในน้ํา การมีออกซิเจนในน้ําเสียชวยลดการเกิดกลิ่นเหม็น

2.3.2 แกสไฮโดรเจนซัลไฟด (Hydrogen sulfide)

เกิดจากการสลายตัวของสารอินทรียท่ีมี ซัลเฟอร หรือจากการรีดิวซซัลไฟตและซัลเฟต เปนแกสไมมีสี ไมติดไฟ ใหกลิ่นแกสไขเนา ทําใหเกิดสีดําในนํ้าเสียและสลัดจเน่ืองจากรวมตัวกับเหล็กเกิดเปน FeS สวนสารระเหยอื่นๆที่มีความสําคัญไดแก Indole Skatole และ Mercaptan ซ่ึงเกิดจากการยอยสลายในสภาพไรอากาศและทําใหเกิดกลิ่นในน้ําเสียมากกวา ไฮโดรเจนซัลไฟด

2.3.3 มีเทน (Methane)

เปนผลพลอยไดจากการยอยสลายสารอินทรียในสภาพไรอากาศ มีเทนเปนแกสไมมีสี ไมมีกลิ่น ติดไฟและระเบิดได ดังน้ันในระบบบําบัดควรมีท่ีรวบรวมแกสและใหความระมัดระวังในการปฏิบัติงาน

3. คุณลักษณะน้ําเสียทางชีวภาพ

FT 453 297

เกี่ยวของกับเช้ือจุลินทรียท่ีพบในน้ําผิวดินและน้ําเสีย มีความสําคัญตอการบําบัดทางชีวภาพ กอใหเกิดโรคในนํ้าเสีย เช้ือจุลินทรียท่ีเปนดัชนีในนํ้าเสียและวิธีการท่ีใชในการประเมินความเปนพิษของระบบบําบัดนํ้าเสีย เช้ือจุลินทรียสําคัญท่ีพบในนํ้าผิวดินและนํ้าเสียแบงเปน Protista พืช และสัตว กลุม Protista ประกอบดวย แบคทีเรีย ฟงไจ โปรโตซัว และสาหราย กลุมพืชประกอบดวย เฟรน มอส และ Liverworts สวนพวกสัตวแบงเปนสัตวท่ีมีกระดูกสันหลังและไมมีกระดูกสันหลัง

3.1 Protista

เปนกลุมท่ีมีความสําคัญสําหรับวิศวกรดานการสุขาภิบาลโดยเฉพาะพวกแบคทีเรีย สาหรายและโปรโตซัว

1) แบคทีเรีย ชนิดท่ีตองการอากาศท่ีพบในระบบบําบัดเชน ระบบตะกอนเรง(Activated Sludge) เปนแบบเซลลเด่ียวที่กระจายตัวอยางอิสระ แบบที่รวมตัวเปนฟล็อก และแบบเสนใย แบคทีเรียทุกชนิดมีบทบาทในการออกซิไดสสารอินทรียคารบอน (BOD) ไปเปนคารบอนไดออกไซดและสรางเซลลแบคทีเรียใหม แบบแรกจะไมตกตะกอนลงมาดานลางจึงทําใหนํ้าในระบบบําบัดมีความขุน แบบท่ีสองเม่ือเจริญเติบโตจะรวมตัวเปนฟล็อกเนื่องจากมีการผลิตสารพอลิเมอร (เรียกวา Glycocalyx) ออกมาภายนอกเซลล เม่ือยอยสลายสารอินทรียจึงมีการตกตะกอนลงมาดานลางทําใหนํ้าท่ีผานการบําบัดมีความขุนนอย สวนแบบท่ีสามไมกอใหเกิดปญหาในระบบบําบัดแบบบอธรรมชาติและบอเติมอากาศแตจะเปนปญหาสําหรับระบบตะกอนเรง เน่ืองจากทําใหเกิดปญหาดานการตกตะกอน

แบคทีเรียประเภท Heterotrophic มีความทนทานตอส่ิงแวดลอมและสามารถลดปริมาณ BOD ลงไดอยางมีประสิทธิภาพในสภาวะที่มีพีเอช และอุณหภูมิชวงกวาง ชนิดท่ีตองการอากาศมีชวงพีเอชเทากับ 6.5 - 9.0 และมีอุณหภูมิ 3 - 4 0ซถึง60 - 70 0ซ และจะหยุดทํางานเมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 1 - 2 0ซ แบคทีเรียชนิด Nitrifying bacteria ซ่ึงเปนชนิดท่ีตองการอากาศ และสามารถออกซิไดสแอมโมเนียไปเปนไนไทรตและจาก ไนไทรตเปนไนเทรต ไดแก Nitrosomonas europaea และ Nitrobacter winogradskyi ตามลําดับ โดยมีคาพีเอชที่ตองการเทากับ 7 - 8 ปฏิกิริยาจะลดลงที่พีเอชตํ่ากวา 7 และจะหยุดเม่ือพีเอชเทากับ 9 แบคทีเรียประเภท Heterotrophic ท่ีไมตองการอากาศและพบมากในบอบําบัดนํ้าเสียเปนชนิดท่ีผลิตแกสมีเทนและรีดิวซซัลเฟต (Sulfate reducing bacteria) ตัวอยางของเช้ือจุลินทรียไดแกกลุมท่ียอยสลายโปรตีน ไขมัน

298 FT 453

2) สาหราย สามารถขยายพันธุไดรวดเร็วและครอบคลุมท่ัวผิวนํ้าเน่ืองจากนํ้าเสียที่ปลอยลงสูแมนํ้ามีสารอาหารอยูเปนจํานวนมาก สามารถสังเคราะหแสงและเจริญเติบโตดวยสารอนินทรีย เชน คารบอนไดออกไซด แอมโมเนีย ไนเทรตและฟอสเฟต มีแสงสวางเปนแหลงพลังงาน ในบอบําบัด สาหรายใหออกซิเจนแกเช้ือแบคทีเรียเพ่ือใชในการยอยสารอินทรีย สาหรายสามารถแบงตามรงควัตถุท่ีเปนองคประกอบไดหลายชนิดซ่ึงไดแก สาหรายสีนํ้าตาล (ไดอะตอม) สาหรายสีเขียว สาหรายสีแดง และCyano-bacteria หรือ Blue-green bacteria ซ่ึงเปนเช้ือแบคทีเรียท่ีเจริญเติบโตคลายสาหรายและพบมากในบอบําบัดตามธรรมชาติ บางชนิดสามารถทําใหเกิดกลิ่นและสรางสารพิษ ตัวอยางของเช้ือไดแก Aphanothece, Microcystis, Oscillatoria และAnabaena

3)โปรโตซัว รวมถึงอะมีบาท่ีพบในบอบําบัดมีมากกวา250สายพันธุมีความสําคัญตอการบําบัดทางชีวภาพ และการทําใหนํ้ามีความบริสุทธิ์ เน่ืองจากรักษาสมดุลทางธรรมชาติของเช้ือจุลินทรียในกลุมอื่นๆ สวนไวรัสเปนเช้ือท่ีมีอันตรายตอสุขภาพสามารถมีชีวิตอยูในนํ้าเสียไดนาน 41 วันที่อุณหภูมิ 20 0ซ และ 6 วันที่อุณหภูมิปกติ

3.2 พืชและสัตว มีขนาดแตกตางกันต้ังแตพวก Rotifer และ Worms ท่ีมีขนาดเล็กจนถึงพวก Crustaceans ท่ีมีขนาดใหญ ใชในการประเมินสภาวะของน้ําและ

FT 453 299

3.3 เชื้อจุลินทรียที่กอใหเกิดโรค ท่ีพบในนํ้าเสียมาจากระบบทางเดินอาหารของมนุษยกลุมท่ีเปนพาหะ เชนโรคไทฟอยดและพาราไทฟอยด โรคบิด เปนสาเหตุทําใหเสียชีวิตหลายพันคนตอปในพ้ืนที่ท่ีมีการควบคุมไมถูกตองตามหลักสุขาภิบาล ตัวอยางเช้ือจุลินทรียไดแก Bacillus anthracis, Brucella spp, Entamoeba histolytica, Mycobacterium tuberculosis, Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Leptospira iceterohaemorrhagiae, Shigella spp., Vibrio cholerae, virus (Poliomyelitis Hepatitis)เปนตน

3.4 เชื้อโคลิฟอรม เปนเช้ือระบบทางเดินอาหารของมนุษยท่ีมีรูปรางเปนแทง ไมมีอันตรายตอมนุษย ชวยในการกําจัดสารอินทรียในระบบบําบัดนํ้าเสียทางชีวภาพ การพบเช้ือในน้ําเสียเปนการบงช้ีวามีเช้ือจุลินทรียท่ีทําใหเกิดโรคอยูในระบบ กลุมของเช้ือประกอบดวย Escherichia และ Aerobacter โดยเฉพาะ E. Coli เปนเช้ือท่ีพบเฉพาะในอุจจาระและสิ่งปฏิกูล แตเช้ือโคลิฟอรมบางชนิดสามารถเจริญไดในดิน ดังน้ันจึงตองแยกระหวางโคลิฟอรมท่ีพบในดินและในอุจจาระมนุษย

ระบบบําบัดน้ําเสยี การเลือกใชระบบบําบัดนํ้าเสียพิจารณาจาก ลักษณะนํ้าเสีย วัตถุประสงคในการบําบัดและคุณภาพนํ้าท่ีตองการ เชน การนํากลับมาใชใหม การกําจัดความเปนพิษ ปริมาณมลสารที่ตองกําจัดกอนท้ิงลงสูแมนํ้า ขอกําหนดทางกฎหมาย กระบวนการบําบัดท่ีเหมาะสม ตนทุนในการกอสราง ขอพิจารณาดานส่ิงแวดลอมและพลังงาน

หลักการบําบัดข้ึนอยูกับส่ิงเจือปนที่อยูในน้ําเสียโดยของแข็งหรือตะกอนแขวนลอยจะบําบัดดวยวิธีทางกายภาพ ตะกอนขนาดเล็กหรือสารละลายจะบําบัดดวยวิธีทางเคมีและชีวภาพโดยทําใหเกิดการรวมตัวเปนอนุภาคขนาดใหญและตกตะกอนได

ขั้นตอนการบําบัดน้ําเสีย โดยท่ัวไปแบงออกไดเปน 4 ข้ันตอนคือ

1. การบําบัดข้ันเตรียมการ (Preliminary Treatment) เปนการกําจัดตะกอนซึ่งมีท้ังที่ตกตะกอนไดดีและตะกอนที่มีนํ้าหนักเบา ตะกอนบางประเภทเปนสารอินทรียท่ีใหคา BOD วิธีการไดแก การปรับอัตราการไหล การแยกส่ิงสกปรกขนาด

300 FT 453

2. ระบบบําบัดข้ันตน (Primary Treatment) ไดแกการตกตะกอนท่ีมีนํ้าหนักเบาซ่ึงสวนใหญเปนสารอินทรียในนํ้าเสีย ตะกอนที่แยกจากถังตกตะกอนเรียกวา Primary sludge ตองนําไปบําบัดตอ การบําบัดในขั้นตอนนี้จะลดคา BOD ไดประมาณ 25 – 40 % หรือปริมาณของแข็งเทากับ 40 – 60 % แลวแตคุณลักษณะน้ําท้ิงและประสิทธิภาพถังตกตะกอน 3. ระบบบําบัดข้ันที่สอง (Secondary Treatment) ไดแก การกําจัดสารอินทรีย หรือ BOD ซ่ึงอยูในรูปสารละลายหรืออนุภาคคอลลอยด โดยใชวิธีการทางชีวภาพ ซ่ึงใชเช้ือแบคทีเรียในการยอยสลายสารอินทรีย ตองกําจัดตะกอนเช้ือจุลินทรีย (Secondary sludge) รวมกับตะกอนจากการบําบัดข้ันตน การบําบัดในขั้นน้ีจะลดคา BOD ลงไดประมาณ 75 – 95 % ทําใหคา BOD ตํ่ากวา 20 มก / ลิตร เปนระบบข้ันสุดทายของการบําบัดนํ้าเสียโดยท่ัวไป 4. การบําบัดข้ันที่สาม (Tertiary Treatment) ใชในกรณีท่ีตองการน้ําท้ิงท่ีสะอาดจนสามารถใชในการอุปโภคและบริโภคได กระบวนการที่ใชเปนกระบวนการทางเคมีรวมกับทางฟสิกส เชนการนํานํ้าจากระบบบําบัดข้ันท่ีสองมาตกตะกอนแยกสารประกอบฟอสเฟตดวยน้ําปูนขาว (Lime) การกําจัดสารอินทรียท่ีเหลืออยูดวยกระบวนการดูดซับ (Carbon adsorption) การกําจัดแอมโมเนียและสารประกอบโลหะตางๆดวยการใชวิธีแลกเปลี่ยนไอออน (Ion exchange)และฆาเช้ือโรค จะไดนํ้าท้ิงท่ีสะอาด กระบวนการบําบัดน้ําเสีย แบงออกไดเปน 4 ข้ันตอนคือ

1. กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางกายภาพ (Physical Treatment) เปนกระบวนการกําจัดของแข็ง เศษวัสดุ กรวดทรายท่ีปนมากับนํ้าท้ิงและยัง

ชวยลดคา BOD ของนํ้าลงไดบางสวน วิธีการประกอบดวย การแยกโดยใชตะแกรง (Screening) การบดหรือตัด (Comminution) การกวาด (Skimming) การกําจัดกรวดทราย (Grit Chamber) การดักไขมัน (Grease Traps) การทําใหลอย (Flotation) การตกตะกอนของแข็งขนาดเล็ก (Primary Sedimentation)

1.1 การแยกโดยใชตะแกรง (Screening) เปนการใชตะแกรงดักส่ิงสกปรกชิ้นใหญๆท่ีปนมากับนํ้าเสียเชน เศษขยะ เศษผา พลาสติก ฯลฯ ซ่ึงอาจทําใหเคร่ืองสูบนํ้าหรือทอระบายนํ้าอุดตันหรือเกิดการเนาเหม็นได ส่ิงสกปรกท่ีติดอยูท่ีตะแกรงจะถูกกวาดออกไป ตะแกรงที่ใชแบงออกเปน 2 ชนิด คือ

1.1.1 ตะแกรงชนิดหยาบ (Coarse Screen) ท่ีใชกันมากเปนแบบลูกกรงเหล็ก (Bar racks) ซ่ึงเปนแทงเหล็กกลมหรือเหลี่ยมเช่ือมเปนแผนตะแกรงวางขวางทางระบายน้ําท้ิง ทํามุม 30-80 องศากับแนวระดับ (ภาพที่ 9.2) ระยะระหวางซ่ีลูกกรงประมาณ 1-2 น้ิว เพ่ือใชดักวัสดุท่ีมีขนาดใหญท่ีลอยมากับนํ้าเสียปองกันมิใหเขาไปทําความเสียหายเคร่ืองสูบนํ้าและทําใหทอระบายนํ้าอุดตัน ตองคอยตักหรือกวาด ส่ิงสกปรกที่ติดอยูกับซ่ีลูกกรงออกไปมิฉะน้ันจะทําใหตะแกรงอุดตันและเกิดการเนาเหม็น

1.1.2 ตะแกรงละเอียด (Fine screen) ใชกําจัดส่ิงสกปรกท่ีมีขนาดเล็ก ตะแกรงมีขนาดกวาง 1/8 น้ิว จะติดต้ังกอนเขาเครื่องบําบัดแบบ Trickling Filter หรือFinal Sedimentation

ภาพที่ 9.2 ตะแกรงแบบ Bar Screen

ท่ีมา : http :// www.ryanprocess.com/bar_screens.html (n.d.)

1.2 การบดหรือตัด (Comminution) เปนการใชเคร่ืองมือท่ีเรียกวา Comminutors (ภาพท่ี 9.3) ในการตัดใหส่ิงสกปรกขนาดใหญใหมีขนาดเล็กลงหรือมีFT 453 301

1.3 การตักหรือการกวาด (Skimming) ใชแยกส่ิงสกปรกท่ีลอยมากับนํ้าเสีย เชน นํ้ามัน ไขมันโดยใชกระดานกวาดหนาวางขวางทางนํ้าไหลในถังตกตะกอน ส่ิงท่ีลอยมาจะติดคางอยูท่ีหนากระดานสวนน้ําเสียจะไหลลงดานลางของกระดาน ออกไป

ภาพที่ 9.3 เคร่ืองตัดยอยท่ีหัวตัดเคล่ือนท่ีได

ท่ีมา : Tchobanoglous, G (1979)

1.4 การกําจัดกรวดทราย (Grit Chamber) เปนการกําจัดกรวด ทราย โลหะหนัก เม็ดดิน เศษอาหาร เชน กระดูก เปลือกไข เมล็ดกาแฟ เมล็ดพืช ท่ีมีคาความถวงจําเพาะมากกวาสารอินทรียท่ีเกิดจากการยอยสลายในนํ้าเสีย เปนการชวยปองกันเคร่ืองมือจากการขีดขวน ลดการอุดตันในทอและสวนตางๆของเครื่องมือ

1.5 การทําใหลอย (Flotation) ใชในการแยกส่ิงสกปรกแขวนลอยท่ีเปนอนุภาคขนาดเล็กและตกตะกอนไดยาก หรือพวกไขมันท่ีอาจอยูในรูปของคอลลอยด 302 FT 453

FT 453 303

1.5.1 Aeration Type ใชเคร่ืองเปาอากาศหรือเคร่ืองอัดลมเปาอากาศใหเปนฟองเล็กๆผาน Diffuser ท่ีความดันบรรยากาศ จะเกิดฟองอากาศขนาดเล็กพาตะกอนตางๆลอยข้ึนสูผิวนํ้าและถูกกวาดออกไป วิธีน้ีจะมีประสิทธิภาพตํ่ากวาวิธีอื่นๆ

1.5.2 Pressure Type เปนการอัดอากาศลงในน้ําเสียภายใตความดันสูงกวาบรรยากาศประมาณ 3 เทา จากน้ันปลอยความดันเขาสูสภาวะความดันบรรยากาศ ทําใหอากาศละลายนํ้าไดนอยลง จนเกิดเปนฟองอากาศขนาดเล็กและพาตะกอนลอยข้ึนสูผิวนํ้า

1.5.3 Vacuum Type วิธีการนี้จะทําในถังปดโดยการเปาอากาศลงในน้ําเสียจนถึงจุดอิ่มตัว ทําใหภายในถังมีสภาพเปนสุญญากาศ เม่ือเปดฝาถังออกอากาศที่ละลายอยูในนํ้าจะแยกตัวออกมาเปนฟองอากาศเล็กๆและพาไขมันหรือตะกอนตางๆในน้ําเสียลอยตัวข้ึนมาท่ีผิวนํ้า รวมตัวกันมากพอที่จะกวาดหรือสูบออก

การทําใหลอยท้ังสามระบบอาจเติมสารเคมีเพื่อชวยใหตะกอนเล็กๆเกาะติดกันและทําใหไดโครงสรางท่ีสามารถเกาะติดกับฟองอากาศไดดียิ่ง ข้ึน จึงชวยเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกตะกอน สารเคมีท่ีนิยมใชไดแก สารอนินทรีย เชน สารสม (Alum) เฟอริกคลอไรด (FeCl3), เฟอริกซัลเฟต (Fe2(SO4)3), แคลเซียมฟอสเฟส (Ca3(PO4)2) และสารอินทรียเชน Amyl alcohol, Cresylic acid, Carboxy methyl cellulose (CMC)

1.6 การตกตะกอน (Sedimentation) เปนกระบวนการแยก ส่ิงสกปรกที่ไมละลายนํ้าออกจากน้ําโดยการกักไวในถังหรือบอตกตะกอนเปนระยะเวลาหน่ึงเพ่ือลดความเร็วในการไหลของน้ําลงตะกอนตางๆจะจมลงสูกนถัง วิธีการน้ีใชไดดีกับตะกอนหนัก เชนดิน ทราย หรือตะกอนแบคทีเรียในระบบบําบัดนํ้าเสียแบบเลี้ยงตะกอน สวนอนุภาคเบาไมคอยไดผลดวยวิธีน้ีแตควรใชแบบการทําใหลอยจะมีประสิทธิภาพมากกวา การตกตะกอนเปนการลดคา BOD ของน้ําเสียลงไดแตจะมากหรือนอยข้ึนกับลักษณะของนํ้าเสีย ดังน้ันจึงจัดเปนการบําบัดข้ันตน (Primary Treatment) สวนการบําบัดโดยใชตะแกรงหรือเคร่ืองบดจัดเปนการบําบัดข้ันเตรียมการ (Preliminary Treatment) นอกจากน้ีการตกตะกอนแยกของแข็ง เชน ดิน ทราย

304 FT 453

2. กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางเคมี (Chemical Treatment)

เปนการแยกสารอนินทรีย ท่ีละลายนํ้าออกจากนํ้า เชนคลอไรด ซัลเฟต โซเดียม ไซยาไนด ฯลฯ เน่ืองจากมีความเปนพิษตอสัตวในแหลงนํ้าท่ีระบายนํ้าเสียลงไป ทําใหนํ้ามีสี กลิ่นรสท่ีผิดปกติเกิดข้ึนหรือเปนอันตรายจนไมเหมาะกับการนําไปใชอุปโภคบริโภค หรืออาจทําใหนํ้ามีคุณสมบัติในการกัดกรอน มีความกระดางและตะกอนเพิ่มข้ึน

วัตถุประสงคในการบําบัดทางเคมีคือ

1. การสรางตะกอนใหมีขนาดใหญข้ึนเพ่ือใหสามารถตกตะกอนไดงายข้ึน (Coagulation and Flocculation)

2. ทําใหมลสารที่ละลายอยูในนํ้าตกตะกอน (Precipitation) หรือทําใหไม ละลายนํ้า (Insolubilization)

3. ปรับสภาพน้ําใหเหมาะกับความตองการ เชน ปรับคาพีเอช

4. ฆาเช้ือโรค (Disinfection)

5. ปรับสภาพตะกอน (Sludge Conditioning) เพื่อใชในกระบวนการยอยหรือ แยกเอานํ้าออกจากตะกอน

วิธีการที่ใชในการบําบัดนํ้าเสียทางเคมี ไดแก การสรางตะกอนทางเคมี (Chemical-coagulation), การตกตะกอน (Precipitation), การใหและรับอิเล็กตรอน (Oxidation-Reduction) การทําใหเปนกลาง (Neutralization) และการฆาเช้ือโรค (Disinfection) โดยข้ึนกับคุณสมบัติทางเคมีของน้ําเสีย

2.1 การสรางตะกอนทางเคมี (Chemical-coagulation)

เปนการเติมสารเคมีเพ่ือสรางตะกอนของสารแขวนลอยในน้ําเสียใหมีขนาดใหญข้ึน(เกิดฟล็อก) จนสามารถตกตะกอนได สารเคมีท่ีนิยมใชไดแก สารสม ปูนขาว เกลือของเหล็ก ฯลฯ และอาจตองเติมสารพอลิอิเล็กโทรไลตเพ่ือชวยเพิ่มประสิทธิภาพในการตกตะกอน

2.2 การตกตะกอน (Precipitation) เปนขั้นตอนพื้นฐานทางกายภาพเคมีในการบําบัดนํ้าเสียและเพื่อกําจัดฟอสฟอรัส วิธีการคือเติมสารเคมีลงไปเพื่อทําใหสารเคมีในนํ้าเกิดตะกอน ส่ิงท่ีควรพิจารณาคือชนิดสารเคมีท่ีเลือกใช ปญหาการแยกตะกอน และการกําจัดตะกอน ปริมาณการตกคางของสารที่เติมลงในน้ําและความเปนพิษ กระบวนการที่ใชสามารถกําจัดสารแขวนลอย, BOD, COD และแบคทีเรีย ไดรอยละ 80-90, 40-70, 30-60 และ 80-90 ตามลําดับ สารตกตะกอนที่ใชมีหลายชนิด ไดแก สารสม (Alum, Al2(SO4)3.18H2O ) เฟอรรัสซัลเฟต (FeSO4.7H2O) เฟอรริกคลอไรด (FeCl3) เฟอรริกซัลเฟต (Fe2 (SO4)3) ปูนขาว (lime, Ca(OH)2) โดยเม่ือเติมสารตกตะกอนจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีดังสมการ

Al2(SO4)3.18H2O + 3 Ca(HCO3)2 3 CaSO4 + 2 Al(OH)3 + 6CO2 + 18 H2O

Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 2 CaCO3 + 2 H2O

FeCl3 + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 H+ + 3 Cl-

2.3 การใหและรับอิเล็กตรอน (Oxidation-Reduction) นิยมใชกับการบําบัดนํ้าเสียในโรงงานชุบโลหะซึ่งมีโลหะชนิดตางๆเจือปนอยู สารออกซิไดสท่ีนิยมไดแก อากาศ ออกซิเจน โอโซน คลอรีน ไฮโพคลอไรต และอาจมีการใช เพอรแมงกาเนต โครเมตและไนเทรต สวนสารรีดิวซท่ีนิยมใชไดแก โซเดียมเมตาไบซัลไฟต เฟอรัสซัลเฟต หรือซัลเฟอรไดออกไซด

ตัวอยางการบําบัดนํ้าเสียโดยวิธี Oxidation คือการกําจัดไซยาไนดในนํ้า วิธีท่ีใชกันมากคือ Alkaline Hypochlorite หรือ คลอรีน ดังสมการ

NaCN + 2 NaOH + Cl2 NaCNO + 2 NaCl + H2O

2 NaCN + 4 NaOH + 3 Cl2 6 NaCl + 2 CO2 + N2 + 2 H2O

ปฏิกิริยาแรกเปนการเปลี่ยน Cyanide เปน Cyanate ซ่ึงเกิดข้ึนรวดเร็วประมาณ 80 – 90 % จะสมบูรณภายใน 2 นาที สวนปฏิกิริยาหลังเกิดชากวาและใชเวลาประมาณ 1 ช่ัวโมง

ตัวอยางการบําบัดนํ้าเสียโดยวิธี Reduction คือการกําจัดโครเมียมท่ีมีวาเลนซี 6 ซ่ึงอยูในรูปโครเมตหรือกรดโครมิกโดยใชเฟอรัสซัลเฟตใหเปลี่ยนเปนโครเมียมวาเลนซี 3 FT 453 305

CrO3 + H2O H2CrO4 2 H2CrO4 + 6 FeSO4 + 6 H2SO4 Cr2 (SO4)3 + 8 H2O หรือ Na2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2SO4 Cr2 (SO4)3 + 3Fe2 (SO4)3 + 7 H2O + Na2SO4

Cr2 (SO4)3 + 3 Ca(OH)2 2 Cr(OH)3 + 3 CaSO4 Fe2 (SO4)3 + 3 Ca(OH)2 3 Fe(OH)3 + 3 CaSO4 2.4 การทําใหเปนกลาง (Neutralization) เปนการปรับคาพีเอชของนํ้าท้ิงใหเหมาะสมกอนระบายออก ในการปรับใชกรดหรือดางโดยพิจารณาแลวแตกรณี ราคาสารเคมี อัตราเร็วในการทําปฏิกิริยา ความยากงายในการกําจัดตะกอน ดางที่นิยมใชมากไดแก โซดาไฟ โซดาแอช หินปูน และปูนขาว สวนกรดที่นิยมใชมาก ไดแก กรดซัลฟวริก และกรดไฮโดรคลอริก 2.5 การฆาเชื้อ (Disinfection) เปนการฆาเช้ือจุลินทรียท่ีเปนสาเหตุของโรคซ่ึงไมถูกทําลายในกระบวนการผลิต เช้ือจุลินทรียท่ีเกี่ยวของกับระบบบําบัดนํ้าเสียไดแก แบคทีเรีย ไวรัส และซีสตของอะมีบา ซ่ึงสามารถทําใหเกิดโรคไขไทฟอยด อหิวาต พาราไทฟอยด และโรคบิด สวนโรคท่ีมีสาเหตุจากไวรัสไดแก โปลิโอ และไวรัสตับอักเสบ ปจจุบันนิยมใชคลอรีนฆาเช้ือในนํ้าเสีย แตอาจมีผลกระทบเกิดข้ึนเน่ืองจากการทําใหเกิดสารกอมะเร็ง

วิธีการฆาเช้ือ 2.5.1 การใชสารเคมี

สารเคมีท่ีใชในการฆาเช้ือไดแก คลอรีนและ สารประกอบคลอรีน โบรมีน ไอโอดีน ฟนอลและสารประกอบฟนอล แอลกอฮอล โลหะหนัก สารจตุรภูมิของแอมโมเนีย ไฮโดรเจนเพอรออกไซดและกรด ดางชนิดตางๆ สารเคมีท่ีนิยมใชมากเปนสารที่มีคุณสมบัติในการออกซิไดส เชน คลอรีน สวนโบรมีนและไอโอดีนไมนิยมใชในนํ้าเสีย โอโซนเปนสารฆาเช้ือท่ีมีประสิทธิภาพและนิยมใชกันมากข้ึนถึงแมจะไมมีผลตกคางเหลืออยู สวนกรดและดางแกสามารถใชทําลายเช้ือแบคทีเรียท่ีทําใหเกิดโรคท่ี พีเอชมากกวา 11 และนอยกวา 3

306 FT 453

FT 453 307

2.5.2 วิธีการทางกายภาพ ไดแก 1) การใหความรอนกับนํ้าเสียท่ีอุณหภูมินํ้าเดือด ซ่ึงจะ

สามารถทําลายแบคทีเรียท่ีไมสรางสปอร แตไมเหมาะกับการฆาเช้ือในน้ําเสียท่ีมีปริมาณมากเน่ืองจากทําใหตนทุนสูง 2) แสงอัลตราไวโอเลตเปนสารฆาเช้ือท่ีดีและเหมาะกับนํ้าเสียปริมาณนอยแตมีขอจํากัดในการใชเกี่ยวกับความขุนในน้ําซ่ึงกีดขวางการตกกระทบของแสงกับเช้ือจุลินทรีย 3) รังสีเปนคลื่นแมเหล็กไฟฟา เชนรังสีแกมมา (ผลิตจาก Cobalt 60) เน่ืองจากมีอํานาจในการทะลุทะลวงสูงจึงสามารถใชเปนสารฆาเช้ือในนํ้าเสีย กลไกการฆาเชื้อ ประกอบดวย 4 แบบ คือ

1. การทําลายผนังเซลลซ่ึงเปนผลใหเซลลแตกออกและตาย เชนสารประกอบ ฟนอล 2. การเปลี่ยนความสามารถในการซึมผานของเซลล 3. การเปลี่ยนธรรมชาติของคอลลอยดของโพรโทพลาซึม เชนความรอน รังสี กรดและดางแก ในการใหความรอนเปนการทําใหโปรตีนในเซลลเกิดการรวมตัว สวนกรดและดางทําใหโปรตีนเกิดการเสียสภาพทางธรรมชาติ 4. ยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม เชน คลอรีน จะเปลี่ยนการเรียงตัวของเอนไซมและยับยั้งเอนไซม ปจจัยที่มีผลตอการฆาเชื้อ

1. ระยะเวลาการสัมผัส 2. ความเขมขนและชนิดสารเคมี 3. อุณหภูมิ 4. จํานวนจุลินทรีย 5. ชนิดจุลินทรีย 6. ธรรมชาติของสารแขวนลอย

3. กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางชีวภาพ (Biological Treatment) เปนการใชเช้ือจุลินทรียโดยเฉพาะแบคทีเรียในการยอยสลายสารอินทรียในน้ํา

เสียเพื่อเปนอาหารโดยมีสภาวะที่เหมาะสมกับการเจริญของแบคทีเรียตามอุณหภูมิ อาหาร ออกซิเจนและพีเอชของน้ําเสีย วัตถุประสงคของการบําบัดนํ้าเสียตามบานเรือนเพ่ือลดปริมาณสารอินทรียและสารอาหารเชน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส นํ้าเสียทาง

308 FT 453

ชนิดของเชื้อจุลินทรีย

เช้ือจุลินทรียท่ีมีความสําคัญในระบบบําบัดทางชีวภาพไดแก เช้ือแบคทีเรีย ฟงไจ สาหราย ไวรัส โปรโตซัว Rotifer และ Crustaceans

1) แบคทีเรยี

เปนส่ิงมีชีวิตเซลลเดียวในกลุม Protista มีมากกวา 1,000 สายพันธุ โดยท่ัวไปพบในที่มีความช้ืนและแหลงอาหารที่สามารถใชประโยชนได ขยายพนัธุดวยการแบงเซลลจาก1เปน2 มีรูปรางท่ีแตกตางกันคือรูปทรงกลม (Cocci) มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 0.5 - 1.0 ไมครอน รูปแทง (Rod) มีขนาดกวาง x ยาว เทากับ 0.5 - 1.0 ไมครอน x 1.5 - 3.0 ไมครอนและ แบบเกลียว (Spiral) มีขนาดกวาง x ยาว เทากับ 0.5 - 5.0 ไมครอน x 6 - 15 ไมครอน อุณหภูมิและพีเอชมีความสําคัญในการดํารงชีวิตและการตายของแบคทีเรีย โดยเม่ืออุณหภูมิของสภาวะแวดลอมเพิ่มข้ึนทุกๆ 10 0ซ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มข้ึนจากเดิม 2 เทา จึงสามารถแบงเช้ือตามคาอุณหภูมิไดเปนพวกท่ีชอบเจริญท่ีอุณหภูมิตํ่า(Psychrophile) พวกท่ีชอบเจริญท่ีอุณหภูมิปานกลาง (Mesophile) และพวกที่ชอบอุณหภูมิสูง (Thermophile) โดยมีอุณหภูมิท่ีเหมาะสมในการเจริญเทากับ 12 - 18, 25 - 40 และ 55 - 60 0ซ ตามลําดับ คาพีเอชท่ีเหมาะสมสําหรับเช้ือแบคทีเรียเทากับ 6.5 - 7.5 การแบงชนิดเช้ือจุลินทรียตามลักษณะการ เมแทบอไลตไดเปน Autotrophic และ Heterotrophic โดยกลุมแรกสามารถสังเคราะหแสงไดตามธรรมชาติ เชน Purple sulfur bacteria (Thiorhodaceae) และ Green sulfur bacteria(Chlorobiaceae) ในระบบบําบัดทางชีวภาพกลุมท่ีสองเปนกลุมท่ีมีความสําคัญมากท่ีสุดเน่ืองจากตองการสารอินทรียสําหรับการผลิตคารบอนในเซลล และท้ังสองกลุมยังสามารถแบงเปนพวกท่ีตองการอากาศ (Aerobic) ไมตองการอากาศ (Anaerobic) และที่เจริญไดท้ังสองสภาวะ (Facultative)

2) เชื้อรา (Fungi)

จัด เปน ส่ิ ง มี ชี วิตหลายเซลล ไมสามารถสัง เคราะหแสงได จัด เปน Heterotrophic protists แบงไดตามลักษณะการสืบพันธุเปนแบบมีเพศและไมมีเพศโดย

3) สาหราย (Algae)

เปนส่ิงมีชีวิตเซลลเดียวหรือหลายเซลล จัดเปนพวก Autotrophic protists สามารถสังเคราะหแสงได ถาพบในนํ้าจะทําใหเกิดกลิ่นและรสชาติท่ีไมดี ทําใหเคร่ืองกรองอุดตัน ในระบบบําบัดแบบบอผึ่ง (Oxidation Ponds) สาหรายมีความสําคัญในการผลิตแกสออกซิเจนจากกระบวนการสังเคราะหแสงโดยในตอนกลางคืนจะใชออกซิเจนในการหายใจสวนตอนกลางวันจะผลิตแกสออกซิเจนจากการสังเคราะหแสง ดังสมการ

การสังเคราะหแสง CO2 + 2 H2O Light CH2O + O2 + H2O

New algae cell

การหายใจ CH2O + O2 CO2 + H2O

ในตอนกลางวันสาหรายใชแกสคารบอนไดออกไซดในการสังเคราะหแสงจึงมีผลทําให พีเอชของนํ้าสูงขึ้นสวนในตอนกลางคืนสาหรายผลิตแกสคารบอนไดออกไซดจึงทําให พีเอชของนํ้าลดลง นอกจากนี้สาหรายยังตองการสารอนินทรียในการขยายพันธุ เชน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส และธาตุอาหารตางๆ เชน Cu, Mo, Fe ฯลฯ

4) โปรโตซัว (ภาพที่ 9.4)

เปน Protists ท่ีมีขนาดเล็กโดยท่ัวไปมีเซลลเดียว เคลื่อนท่ีได สวนใหญเปนพวก Heterotroph ท่ีตองการอากาศ แตมีสวนนอยท่ีไมตองการอากาศ โปรโตซัวมีขนาดใหญกวาแบคทีเรียและอาจใชแบคทีเรียเปนแหลงใหพลังงาน ผลของโปรโตซัวในนํ้าเสียคือชวยทําความสะอาดนํ้าท้ิงจากการบําบัดทางชีวภาพโดยการกินแบคทีเรียและสารอินทรียบางชนิด ดังน้ันการพบโปรโตซัวในน้ําเสียแสดงวานํ้าเสียมีคุณภาพคอนขางดีและมีประสิทธิภาพในการถายเทออกซิเจนสูง

5) Rotifers

เปนสัตวหลายเซลลท่ีตองการอากาศและเปนพวก Heterotroph มีซีเลีย (Celia) เพ่ือชวยในการเคลื่อนท่ีและหาอาหาร เปนสัตวท่ีมีประสิทธิภาพในการกินFT 453 309

ภาพที่ 9.4 โปรโตซัว ท่ีมา : Sharman,R (1998)

6) Crustaceans เหมือน Rotifer คือเปนสัตวหลายเซลลท่ีตองการอากาศ และเปน Heterotroph

สวนที่แตกตางคือมีเปลือกแข็ง เปนแหลงอาหารท่ีสําคัญของปลา การพบในบอบําบัดทางชีวภาพช้ีใหเห็นวานํ้าเสียท่ีผานการบําบัดมีปริมาณสารอินทรียนอยและมีออกซิเจนท่ีละลายในน้ําสูง 7) ไวรัส

เปนส่ิงมีชีวิตท่ีมีขนาดเล็กท่ีสุด มองเห็นไดจากกลองจุลทรรศนอิเล็กตรอนเทาน้ัน เปนพาราไซตและตองการตัวใหอาศัยเพื่อเพิ่มอนุภาคไวรัสใหมข้ึนมา เม่ือเซลลตัวใหอาศัยแตกออกไวรัสจะออกมาภายนอกเซลลและไปจับกับเซลลใหมตอไป ไวรัสสามารถทําใหเกิดโรคกับมนุษยได ดังน้ันจึงตองมีการควบคุมอยางมีประสิทธิภาพในน้ําเสีย ซ่ึงทําไดโดยการเติมคลอรีน

การยอยสลายสารอินทรียของเชื้อจุลินทรียในสภาพมีอากาศและไมมีอากาศ สภาพมีอากาศสารอินทรียจะถูกยอยสลาย ใหเปนแกส และเซลลใหมอยาง

สมบูรณ ดังปฏิกิริยาท่ีเกิด 3 ข้ันตอนคือ Oxidation : CHONS + O2 + bacteria CO2 + NH3 + H2O + Energy…….(1) (สารอินทรีย)

310 FT 453

Synthesis : CHONS + O2 + bacteria + E C5H7NO2 (new bacteria cell) ………(2) (สารอินทรีย) Autoxidation : C5H7NO2 + 5 O2 5 CO2 + NH3 + 2 H2O + Energy……(3) สภาวะแวดลอมท่ีเกี่ยวของกับการเจริญของเช้ือจุลินทรียไดแก พีเอช, อุณหภูมิ, สารอาหารหรือธาตุอาหารปริมาณนอย ออกซิเจน การกวนผสมใหเขากัน ในสภาพไรอากาศ สารอินทรียโมเลกุลขนาดใหญหรือของแข็งพวกที่ ไมละลายนํ้าเชน คารโบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน ถูกยอยสลายโดยแบคทีเรียพวก Hydrolytic ใหเปนสารท่ีมีโมเลกุลขนาดเล็กลง เชน นํ้าตาล กรดอะมิโน และกรดไขมันเพ่ือใหงายตอการนําไปใชเปนแหลงพลังงานและคารบอนในเซลล จากน้ันแบคทีเรียพวก Acidogenic จะเปลี่ยนสารโมเลกุลขนาดเล็กเปนกรดอินทรีย เชน Acetic acid, Propionic acid, Butyric acid ฯลฯ เน่ืองจาก Acetic acid เปนกรดชนิดเดียวท่ีสามารถเปลี่ยนเปนแกสมีเทนซ่ึงระเหยออกจากนํ้าเสีย สวนกรดชนิดอื่นจะตองอาศัยแบคทีเรียพวก Acetogenic ในการเปลี่ยนเปน Acetic acid เช้ือจุลินทรียท่ีสามารถผลิตกรดอินทรียจัดอยูในกลุม Non-methanogenic ซ่ึงเปนแบคทีเรียพวก Facultative และ Obligate anaerobe เชนเช้ือClostridium spp, Peptococcus anaerobus, Bifidobacterium spp, Desulphovibrio spp, Corynebacterium spp, Lactobacillus, Actinomyces, Staphylococcus และ E.Coli สวนเช้ือจุลินทรียท่ีสามารถเปลี่ยนกรดอินทรียเปนแกสมีเทน เรียกวา Methanogenic หรือ Methane formers เปนเช้ือแบคทีเรียท่ีไมตองการอากาศ เชนเช้ือ ท่ีมีรูปรางเปนทอน (Methanobacterium, Methanobacillus) และ มีรูปรางแบบทรงกลม (Methanococcus, Methanosarcina) เช้ือแบคทีเรียที่มีความสําคัญมากท่ีสุดในกลุม Methanogenic คือชนิดท่ีทําให Acetic acid และPropionic acid แตกตัว ซ่ึงเช้ือดังกลาวมีอัตราการเจริญชามากเนื่องจากกระบวนการเมแทบอลิซึมจะจํากัดการเจริญเติบโต โดยผลจากการทํางานของเช้ือจุลินทรียประเภท Acidogens และ Acetogens จะทําใหเกิดสภาวะที่เปนกรดซ่ึงไมเหมาะสมกับการทํางานของเช้ือ Methanogenic จึงตองมีการควบคุมพีเอชเปนพิเศษเพ่ือใหเช้ือทํางานไดอยางมีประสิทธิภาพ กลุมของสารตั้งตนที่เช้ือแบคทีเรียในกลุม Methanogenic สามารถนําไปใชไดคือ

FT 453 311

1. กรดไขมันที่มีโมเลกุลขนาดเล็ก (เชน Formic, Acetic, Methylamine) 2. แอลกอฮอลท่ีมีคารบอน 1 - 5 อะตอม ( เชน Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol) 3. แกสอนินทรีย 3 ชนิด (Hydrogen, Carbon monoxide, Carbondioxide) ปฏิกิริยาในการเกิดมีเทนดังสมการ

4 H2 + CO2 CH4 + 2H2O 4 HCOOH CH4 + 3CO2 + 2H2O CH3COOH CH4 + CO2

4 CH3OH 3CH4 + CO2 + 2H2O 4 (CH3)3N + H2O 9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3

ในระบบบอบําบัดท่ีไมมีอากาศ ตองเปนระบบปดและไมมีออกซิเจนท่ีละลายนํ้า ไมมีสารยับยั้ง เชน โลหะหนัก และซัลไฟด คา พีเอช ควรอยูในชวง 6.6 – 7.6 ความเปนดางมีคาระหวาง 1,000 – 5,000 มก / ลิตร กรดท่ีระเหยไดนอยกวา 250 มก / ลิตร สารอาหารเชน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส อุณหภูมิท่ีเหมาะสมสําหรับเช้ือกลุม Mesophile เทากับ 30 – 38 0ซ และ Thermophile เทากับ 49 – 57 0ซ จุลินทรียในระบบจะเจริญเติบโตชากวาแบบใชอากาศดังน้ันจึงตองใชเวลาในการบําบัดนานกวา แตมีขอดีคือสามารถยอยสลายสารอินทรียท่ียอยสลายยากไดดีกวาแบบใชอากาศ และยังใชไดดีกับนํ้าเสียท่ีมีปริมาณสารอินทรียอยูมาก (COD สูงๆ) เน่ืองจากในสภาพดังกลาวเช้ือจุลินทรียแบบใชอากาศจะไมสามารถอยูรอดได การบําบัดนํ้าเสียทางชีวภาพแบงออกไดเปน 2 ประเภทใหญๆคือ ระบบท่ีแบคทีเรียใชออกซิเจน (Aerobic Bacteria) และระบบท่ีแบคทีเรียไมใชออกซิเจนจากอากาศ (Anaerobic Bacteria) แตใชออกซิเจนจากสารประกอบอื่น เชน NO3 , SO4 จึงทําใหเช้ือเจริญเติบโตชากวาแบบแรก

883.1 กระบวนการบําบัดแบบใชออกซิเจน

เปนกระบวนการท่ีอาศัยการทํางานของเช้ือจุลินทรียประเภทท่ีใชออกซิเจนในการดํารงชีพโดยเชื้อจุลินทรียจะใชสารอินทรียเปนอาหารและเปลี่ยนเปนแกสคารบอนไดออกไซดและเกิดเซลลใหม ดังสมการท่ี (1) สภาวะท่ีเหมาะสมสําหรับเช้ือจุลินทรีย ไดแก อุณหภูมิไมเกิน 37 0ซ สารอาหารที่มีอัตราสวน BOD : N : P = 312 FT 453

FT 453 313

ขอดีของระบบเมื่อเปรียบเทียบกับแบบไมใชออกซิเจนคือ 1. สามารถบําบัดนํ้าเสียจนมีคา BOD ตํ่ากวา 20 มก / ลิตร 2. นํ้าเสียมีคา แอมโมเนียตํ่า 3. ไมเกิดกลิ่นเหม็นในระบบและในน้ําท้ิง

ขอดอยของระบบไดแก 1. ใชพลังงานมากในบางระบบ เชน ระบบตะกอนเรง 2. ใชพื้นท่ีมากในบางระบบ เชน บอผึ่ง 3. ไมไดแกสมีเทนซ่ึงใหพลังงาน 4. เกิดตะกอนมาก เชน ระบบตะกอนเรง 5. ไมเหมาะกับนํ้าเสียท่ีมีคา BOD สูงกวา 500 มก / ลิตร 6. ตองการธาตุไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในสัดสวนที่มาก

ระบบบําบัดแบบใชออกซิเจนแบงตามลักษณะการดํารงอยูของเช้ือจุลินทรียไดดังน้ีคือ 3.1.1 ระบบที่เชื้อจุลินทรียแขวนลอย (Suspension) ไดแก บอผึ่ง (Oxidation pond) สระเติมอากาศ (Aerated Lagoon) ระบบตะกอนเรง (Activated-sludge process)

3.1.1.1 บอผึ่ง (Oxidation Ponds) จัดเปนระบบบําบัดนํ้าเสียท่ีงายท่ีสุด เน่ืองจากเปน

บอดินธรรมดาหรือบอคอนกรีต นํ้าเสียไหลเขาและออกบอบําบัดตลอดเวลา อาจเติมเช้ือแบคทีเรียในปริมาณที่เหมาะสม ปลอยใหเช้ือทํางานในการยอยสลายสารอินทรีย

314 FT 453

Oxidation Ponds แบงออกเปน 2 ระบบ คือ

1) High rate pond ระบบน้ีใชบอต้ืนท่ีมีความลึกไมเกิน 0.5 เมตร เพ่ือใหแสงแดดสองทะลุถึงกนบอบําบัด ควรตองผานการบําบัดข้ันตนเพื่อแยกตะกอนออกกอน

2) Facultative pond ระบบน้ีใชบอลึกไมเกิน 2 เมตร ทําใหแสงแดดสองลงไปไมตลอดความลึกของบอ การเจริญเติบโตของสาหรายชากวาแบบแรก นํ้าเสียท่ีบําบัดไมจําเปนตองตกตะกอนกอน ทําใหเกิดช้ันตะกอนทับถมอยูกนบอ ปฏิกิริยาชีวเคมีท่ีเกิดข้ึนในสวนบนของบอเปนแบบใชออกซิเจน สวนดานลางเปนแบบไมใชออกซิเจน บอลักษณะน้ีจึงมีช่ือเรียกเฉพาะวา บอกึ่งไรอากาศ (Facultative ponds) นํ้าเสียจะถูกกักไวในบอนานหลายวันจึงทําใหเช้ือโรคสวนใหญถูกทําลาย นํ้าท้ิงท่ีออกจากบอบําบัดมีคา BOD ตํ่ากวา 20 มก / ลิตร แตอาจมีความขุนเพราะมีสาหรายคอนขางมาก

3.1.1.2 สระเติมอากาศ (Aerated Lagoon)

เปนระบบที่ใชกันแพรหลายมากที่สุดในการกําจัดนํ้าเสียจากชุมชน และโรงงานอุตสาหกรรม ถังปฏิกิริยาของระบบเปนบอขนาดใหญท่ีมีความลึกไมนอยกวา 2 เมตร ปฏิกิริยาการกําจัด BOD ของแบคทีเรียเกิดไดเร็วกวาแบบบอผึ่งเพราะมีการเติมออกซิเจนดวยเครื่องเติมอากาศ ทําใหลดคา BOD ไดมากกวา นอกจากนี้ยังใชพื้นท่ีนอยกวาแบบบอผึ่งประมาณ 8-10 เทา กระบวนการบําบัดเชนเดียวกับขอ1.1และ เช้ือจุลินทรียเปนชนิดท่ีคลายคลึงกัน ของแข็งท้ังหมดอยูในรูปสารแขวนลอย มีการกวนสวนผสมใหเขากัน นํ้าเสียท่ีผานการบําบัดนํามาตกตะกอน ปจจัยที่ใชในการออกแบบระบบบําบัดคือ การกําจัดคา BOD คุณลักษณะน้ําท่ีผานการบําบัด (BOD และของแข็งแขวนลอย) ปริมาณออกซิเจนท่ีตองการ (0.7 – 1.4 เทาของ

FT 453 315

Aerated Lagoons แบงออกเปน 2 ชนิดคือ

1) Aerobic Lagoons

เปนบอท่ีมีการเติมอากาศอยางเพียงพอท่ีจะกวนน้ําในบอไดอยางท่ัวถึงจนไมมีการตกตะกอนเกิดข้ึนในบอ ปฏิกิริยาชีวเคมีท่ีเกิดข้ึนเปนแบบใชออกซิเจนตลอดความลึก โดยปกตินํ้าเสียท่ีออกจากบอบําบัดคอนขางขน จําเปนตองแยกตะกอนออกโดยการตกตะกอนในถังหรือบอตกตะกอน

2) Facultative Lagoons

เปนบอท่ีมีการเติมอากาศเพียงพอที่จะใหออกซิเจนกับแบคทีเรียไดตามปริมาณท่ีตองการ แตไมเพียงพอท่ีจะกวนน้ําในบออยางทั่วถึง ทําใหเกิดการตกตะกอนในบอ ตะกอนจะถูกยอยสลายดวยปฏิกิริยาชีวเคมีแบบไมใชออกซิเจน ขอดีของระบบ คือสามารถควบคุมดูแลไดงาย คากอสรางตํ่า ใชพื้นท่ีนอย ไมมีปญหาในการกําจัดตะกอน รับนํ้าเสียไดปริมาณมาก ไมมีกลิ่นเหม็น ประสิทธิภาพสูงพอสมควร

3.1.1.3 ระบบตะกอนเรง (Activated-sludge process) (ภาพที่ 9.5 )

เร่ิมมีการพัฒนาในปค.ศ. 1914 โดย Arden และ Lockett หลักการของระบบไดแก การเติมนํ้าเสียเขาสูถังบําบัดท่ีมีเช้ือจุลินทรียอยูในรูปสารแขวนลอย (ประมาณ 2,000 – 5,000 มก / ลิตร) กวนผสมใหเขากัน สวนผสมเรียกวา Mixed Liquor เติมอากาศลงในระบบ ทิ้งไวใหเกิดปฏิกิริยาการยอยสลายแลงจึงปลอยนํ้าเสียออกจากถังบําบัดเขาสูถังตกตะกอนเพื่อแยกเซลลของแบคทีเรีย(Sludge)ออกจากนํ้าเสีย ตะกอนเซลลบางสวนนํากลับเขาสูระบบบําบัดอีกคร้ัง สวนท่ีเหลือแยกออกจากถังตกตะกอน ระยะเวลาในการยอยสลายประมาณ 6 ชม – 3 วันหรือมากกวาขึ้นกับปริมาณสารอินทรียในนํ้าเสียและวิธีการดําเนินงานที่เลือกใช เช้ือแบคทีเรียในถังบําบัดเปนชนิดแกรมลบ ตองการอากาศและชนิดท่ีเจริญไดท้ังสภาวะมีอากาศและไมมีอากาศ เชน Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Mycobacterium และ Nitrifying bacteria 2 ชนิดคือ Nitrosomonas และ Nitrobacter ท่ีทําหนาท่ียอยสลายสารอินทรียแลวสรางเซลลข้ึนมา

ภาพที่ 9.5 ระบบตะกอนเรง (Activated Sludge) ท่ีมา : Sharman, R (1998)

ระบบที่เชื้อจุลินทรียยึดเกาะกับตัวกลาง ซ่ึงอาจ 3.1.2 อยูกับท่ี (Fixed Bed) ไดแก ระบบโปรยกรอง (Trickling Filter) หรือเคล่ือนท่ี (Moving Bed) ไดแก ระบบแผนหมุนชีวภาพ(Rotating Biological Contactor)

316 FT 453

ภาพที่ 9.6 เช้ือ Thiothrix (ซาย) และเช้ือ Lecicothrix (ขวา)

ท่ีมา : Sharman, R (1998)

3.1.2.1 ระบบโปรยกรอง (Trickling Filter) (ภาพท่ี 9.7)

เร่ิมจัดทําคร้ังแรกในประเทศอังกฤษเมื่อปค.ศ. 1893 หลักการของระบบโปรยกรองเริ่มจากการเลี้ยงเช้ือจุลินทรียเปนช้ันฟลมบางๆ (Biofilm) บนตัวกลางที่ทําดวยเศษหิน โปรยน้ําเสียจากดานบนของถังบําบัดใหสัมผัสกับตัวกลางภายในเวลารวดเร็ว สารอินทรียในนํ้าเสียจะซึมเขาสูภายในตัวกลางและถูกยอยสลายดวยจุลินทรีย เปลี่ยนเปนแกสคารบอนไดออกไซด ไนเทรต ซัลเฟต ฟอสเฟต เช้ือจุลินทรียเจริญเติบโตและเกิดเปนช้ันฟลมท่ีหนาข้ึน ปลอยนํ้าเสียออกและสูบวนกลับเขาระบบใหม โดยท่ัวไปใชเวลานาน 12 ช่ัวโมง ขอจํากัดของตัวโปรยนํ้าเสียคือเกิดการอุดตัน ดังน้ันนํ้าเสียจึงไมควรมีความสกปรกมาก

ภาพที่ 9.7 ระบบโปรยกรอง (Trickling Filter)

ท่ีมา : Eco Process & Equipment Inc. (n.d.)

ปจจุบันระบบโปรยกรองมีการพัฒนาตัวกลางเปนแบบท่ีมีชองวางเพียงพอใหเกิดการไหลวนของอากาศ มีความแข็งแรง และนํ้าหนักเบา FT 453 317

ภาพที่ 9.8 ตัวกลางในระบบโปรยกรองแบบตางๆ ท่ีมา : Eco Process & Equipment Inc. (n.d.)

ขอดีของระบบไดแก 1. ใชพื้นท่ีนอยใกลเคียงกับระบบตะกอนเรง 2. สามารถปฏิบัติงานไดงาย เช้ือจุลินทรียตกตะกอนงายกวาระบบตะกอนเรง

318 FT 453

FT 453 319

3. สามารถใชบําบัดนํ้าเสียท่ีมีปริมาณมากๆได 4. ใชพลังงานนอยกวาระบบตะกอนเรง

ขอดอยของระบบไดแก 1.คากอสรางราคาแพงกวาแบบตะกอนเรง 2.ตองเลี้ยงเช้ือจุลินทรียใหเจริญบนตัวกลางจนมีปริมาณมากพอในการยอยสลายสารอินทรียซ่ึงอาจตองใชเวลา 3.อาจทําใหเกิดกลิ่นไมดีเน่ืองจากแกสไฮโดรเจนซัลไฟด 4.มีของแข็งแขวนลอยในน้ําเสียท่ีผานการบําบัดปริมาณมาก(20-30มก/ลิตร) 5.หัวโปรยนํ้าเสียเกิดการอุดตันไดงาย 6.อาจมีแมลงรบกวนจํานวนมาก 3.1.2.2 ระบบแผนหมุนชีวภาพ(Rotating Biological Contactor, RBC) เปนระบบบําบัดท่ีมีการพัฒนามาเพื่อลดพื้นที่ในการบําบัดนํ้าเสีย เช้ือจุลินทรียเจริญเติบโตอยูบนพื้นผิวลูกกลิ้งในลักษณะของ Biofilm มีความหนา 1 – 3 มิลลิเมตร ลูกกลิ้งมีลักษณะเปนทรงกระบอกวางในแนวนอนทําดวย Polystyrene หรือ PVC ขนาดเสนผาศูนยกลางประมาณ 3 เมตรวางเรียงซอนกันหลายๆแผนแตละแผนมีระยะหางกัน 2 – 3 เซนติเมตรและยึดติดกันดวยแกนกลาง ลูกกลิ้งบางสวนจุมในน้ําเสีย (ประมาณรอยละ 40 ของพื้นท่ีผิว) และหมุนชาๆ (ภาพท่ี 9.9) นํ้าเสียจะดูดซึมอยูใน Biofilm และ เม่ือลูกกลิ้งหมุนข้ึนเหนือช้ันนํ้า นํ้าเสียจะไดรับออกซิเจนจากอากาศทําใหเช้ือจุลินทรียยอยสลายสารอินทรียในสภาพที่มีออกซิเจน เช้ือจุลินทรียมีการเจริญเติบโตเพิ่มจํานวนขึ้นและหลุดออกจากจานหมุน จึงทําใหนํ้าทิ้งมีสารแขวนลอยปริมาณมาก

ขอดีของระบบไดแก 1. ใชพื้นท่ีนอยใกลเคียงกับระบบตะกอนเรง 2. ประสิทธิภาพสูงใกลเคียงกับระบบตะกอนเรงแตใชพลังงานนอยกวา 3. ควบคุมงาย เช้ือจุลินทรียตกตะกอนงาย ไมตองหมุนเวียนตะกอนกลับมายังถังปฏิกิริยา

ขอเสียของระบบ

1. คากอสรางราคาแพง 2. การบํารุงรักษายุงยาก อุปกรณท่ีชํารุดตองส่ังซ้ือจากตางประเทศ

3.2 กระบวนการบําบัดแบบไมใชออกซิเจน เปนกระบวนการที่อาศัยเช้ือแบคทีเรียแบบไมใชอากาศ (Anaerobic

bacteria) ผลผลิตท่ีไดจากการยอยสลายสารอินทรียข้ันสุดทายไดแกสมีเทน นิยมใชกับนํ้าเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมที่มีความเขมขนของ BOD คอนขางสูงเพื่อลดคา BOD ลงระดับหน่ึงกอนแลวจึงตอดวยกระบวนการบําบัดทางชีวภาพแบบใชอากาศ 3.2.1 ระบบที่เชื้อจุลินทรียแขวนลอย ไดแก Anaerobic digestion process และ Anaerobic contact process 3.2.2.1 Anaerobic digestion process

เปนกระบวนการท่ีมีการยอยสลายสารอินทรียและสารอนินทรียในสภาวะที่ไมมีอากาศ ไดแกสมีเทนและคารบอนไดออกไซด มีการเติมสลัดจลงในระบบอยางตอเน่ืองและใหคงอยูในระบบเปนระยะเวลาตางๆกัน แยกสลัดจออกจากระบบ 3.2.2.2 Anaerobic Contact Process

เปนระบบเลี้ยงตะกอนแบบแขวนลอยอยูในถังบําบัด โดยอาศัยเคร่ืองกวนซึ่งชวยสรางการสัมผัสระหวางนํ้าเสียกับแบคทีเรียอยางท่ัวถึง ระบบดังกลาวใชวิธีกักเก็บแบคทีเรียโดยอาศัยถังตกตะกอนในการแยกตะกอน

ท่ีมา : Eco Process & Equipment Inc. (n.d.) ภาพที่ 9.9 ระบบแผนหมุนชีวภาพ

320 FT 453

FT 453 321

3.2.2 ระบบที่เชื้อจุลินทรียยึดเกาะกับตัวกลาง

3.2.2.1 Anaerobic Filter Process (AF)

เปนระบบเลี้ยงเช้ือจุลินทรียเปนแผนฟลมอยูบนผิวตัวกลางหรือชองวางระหวางตัวกลางที่อยูกับท่ี เชน กอนหิน พลาสติก อิฐ ดินเผา ฯลฯ นํ้าเสียจะสัมผัสกับจุลินทรียโดยการไหลขึ้น (up flow) หรือ ไหลลง (down flow) ผานถังบําบัดซ่ึงมีตัวกลางบรรจุอยู นํ้าเสียท่ีผานการบําบัดแลวจะไหลออกทางดานตรงขามกับนํ้าเสียท่ีไหลเขาถังบําบัด

3.2.2.2 Anaerobic Fluidised Bed Process (AFB) (ภาพที่ 9.10)

เปนระบบท่ีพัฒนามาจากระบบท่ี 2.1 เพ่ือลดปญหาการอุดตัน โดยการดัดแปลงใชตัวกลางที่มีพื้นท่ีผิวมากๆ เชน ทราย ถานกัมมันต หรือวัสดุอื่นๆท่ีมีขนาดใกลเคียงกับเม็ดทราย เลี้ยงเช้ือจุลินทรียเปนแผนฟลมอยูบนเม็ดตัวกลางท่ีมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา ดวยอัตราการไหลของน้ําเสียปริมาณมากท่ีมีการหมุนเวียนออกจากถังบําบัดรวมกับนํ้าเสียท่ีเขาถังบําบัดทางดานลาง อัตราการไหลตองมีขนาดพอเหมาะที่จะยกเม็ดตัวกลางใหลอยข้ึน แตไมมากเกินไปจนพาเม็ดตัวกลางหลุดออกจากระบบ

3.2.2.3 Upflow Anaerobic Sludge Blanket Process (UASB)

เปนระบบที่มีการพัฒนาโดย ดร. Gatze Letting และคณะ แหงมหาวิทยาลัย Wageningen ประเทศเนเธอรแลนดต้ังแตปค.ศ. 1970 และใชกันแพรหลายในประเทศยุโรปป ค.ศ. 1980 นอกจากน้ีระบบดังกลาวยังเปนท่ีนิยมในประเทศเขตรอนเนื่องจากมีอุณหภูมิท่ีเหมาะสม

หลักการของระบบ คือเลี้ยงเช้ือจุลินทรียในสภาพไมมีอากาศในถังปฏิกิริยาจนเกิดเปนสลัดจท่ีมีรูปทรงกลมขนาด 1 - 5 มิลลิเมตร ในปริมาณ 20 - 100 kg / cu.m อยูดานลางของถังบําบัด ปมนํ้าเสียเขาสูดานลางของถังดวยอัตราความเร็วอยางนอย 2 - 3 ฟุต / วินาที และสัมผัสสารอินทรียในนํ้าเสียทําใหเม็ด

322 FT 453

ภาพที่ 9.10 Anaerobic Fluidised Bed Process ท่ีมา : Environmental Protection Agency (n.d.) ภาพที่ 9.11 Upflow Anaerobic Sludge Blanket Process (UASB) ท่ีมา : Environmental Protection Agency (n.d.)

ปจจัยที่สําคัญไดแก คาพีเอช เทากับ 6 - 8 อุณหภูมิ 15 - 40 0ซ 1.

2. ปริมาณสารอินทรียในนํ้าเสียท่ีเขาสูระบบ 20 kg / cu.m-d 3. ระยะเวลาการหมัก 6 - 48 ช่ัวโมง 4. CODในนํ้าเสีย 200 - 100,000 มก / ลิตร

ประสิทธิภาพในการลดคา COD รอยละ 70 - 90

5.

FT 453 323

6. ผลิตแกสชีวภาพ 0.2 - 0.5 cu.m / kg ตอคา COD ท่ีกําจัดออก ขอดีของระบบ 1. คาใชจายในการกอสราง การดําเนินงานและการบํารุงรักษาตํ่า 2. ส้ินเปลืองพลังงานนอยเนื่องจากไมมีการกวนผสมในถัง ไมมีการนําสลัดจกลับมาใชและไมตองนํานํ้าเสียกลับมาบําบัดซํ้าอีก 3. ใชพื้นท่ีนอย 4. เกิดปริมาณสลัดจนอยกวาแบบใชอากาศ (10 เทา) กําจัดสลัดจสวนเกินออกไดงาย 5. ตองการสารอาหารปริมาณนอย 6. นําแกสชีวภาพมาใชประโยชนได 7. กําจัด COD, BOD และTSS ไดรอยละ 75, 80 และ80 ตามลําดับ 8. ไมเกิดเสียงและกลิ่นรบกวน 9. ไมเกิดการอุดตัน 10. ไมตองใชตัวกลางเพื่อใหเช้ือจุลินทรียมาเกาะ

ขอดอยของระบบ 1. ชวงเลี้ยงเช้ือจุลินทรียใหมีรูปทรงกลมควบคุมไดยาก 2. มีความไวตอปริมาณสารอินทรียท่ีเขามาในระบบ คาพีเอชและความเปนดาง 3. ไอออนของแคลเซียมและแอมโมเนียม มีผลยับยั้งการเกิดเม็ดสลัดจ 4. การเร่ิมเดินระบบอาจทําใหเม็ดสลัดจลอยตัว

4. กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางกายภาพ – เคมี เปนกระบวนการที่นิยมใชในการบําบัดข้ันสุดทายหลังจากระบบบําบัดทาง

กายภาพ เคมี หรือชีวภาพ โดยมีวัตถุประสงคเพ่ือใหไดนํ้าเสียท่ีมีคุณภาพดีเทียบเทานํ้าบริโภคซ่ึงมีวิธีท่ีแตกตางกันดังน้ีคือ 4.1 การดูดซับดวยถานกัมมันต (Activated carbon adsorption)

ถานกัมมันตท่ีนํามาใชผลิตไดจากการเผาสารอินทรียท่ีมีคารบอนเปนองคประกอบ ท่ีอุณหูมิสูง ทําใหเกิดเปนรูพรุนจํานวนมากซ่ึงคิดเปนพื้นที่ผิวต้ังแต 500 - 1,500 ตารางเมตร / กรัม สารปนเปอนท่ีละลายอยูในนํ้าเสีย เชน สารอินทรียท่ียอย

324 FT 453

4.2 การแลกเปลี่ยนไอออน (Ion exchange process) เปนการกําจัดแรธาตุท้ังท่ีมีประจุบวกและประจุลบในน้ําเสีย เชน Cu+2

, NH4+ , CrO4

-2 , Zn+2 , Ni+2 โดยการแทนที่ไอออนดังกลาวกับไอออนที่เรซิน ซ่ึงไดแก H+ Na+ หรือ OH- โดยมีวัตถุประสงคเพื่อกําจัดแรธาตุท่ีเปนอันตรายในน้ํา และเพื่อการนํา แรธาตุท่ีมีประโยชนกลับมาใชอีก ระบบที่ใชแลกเปลี่ยนมี 2 แบบคือ แบบประจุบวก (Cation exchange resin) และแบบประจุลบ (Anion exchange resin) ซ่ึงติดต้ังแบบตอเน่ืองกัน หรือแบบผสมท่ีบรรจุสารท้ังสองชนิดภายในถังเดียวกัน ตองมีการทําให เรซินกลับคืนสภาพ (Regeneration) ดวยกรดแก เชน ซัลฟวริก หรือไฮโดรคลอริก สําหรับเรซินแบบประจุบวก (Cation exchange resin) และโซเดียมไฮดรอกไซด สําหรับเรซินแบบประจุลบ (Anion exchange resin) 4.3 การแยกดวยไฟฟาและเย่ือกรอง (Electrodialysis)

หลักการของระบบคือการติดต้ังแผนเยื่อกรองแบบกึ่งซึมผาน 2 ชนิดคือ เยื่อกรองประจุบวกและเยื่อกรองประจุลบเรียงสลับกันและผานกระแสไฟฟาเขาระบบ เม่ือสารละลายเกลือท่ีมีประจุบวกและลบเคลื่อนที่ผานเยื่อกรอง ประจุบวกจะเคล่ือนท่ีผานเยื่อกรองประจุบวกและถูกจับไวดวยเยื่อกรองประจุลบสวนประจุลบจะถูกจับไวดวยเยื่อกรองประจุบวกตามลําดับ กอนผานนํ้าเขาสูเยื่อกรองควรแยกตะกอนขนาดเล็กและสารอินทรียท่ีมีโมเลกุลขนาดใหญออกจากนํ้ากอน ขอดีของระบบคือ 1) ชวยลดไอออนที่ละลายในสารละลาย เชน ไนเทรตในน้ําด่ืม นํ้าหลอเย็น ผลิตภัณฑอาหาร กรดอะมิโน Potassium Tartrate จากไวน 2) นําไอออนกลับมาใชใหม เชนการผลิตเกลือแกงบริสุทธิ์จากนํ้าทะเล กรดอะมิโนจาก Protein Hydrolysate สังกะสีจากผิวเคลือบ สวนขอดอยของระบบคือ 1) จํากัดชนิดของส่ิงสกปรกที่ตองการกําจัด เชนไมสามารถกําจัดแรธาตุท่ีไมมีประจุ หรือมีประจุออน 2) ตองใชผูชํานาญในการดําเนินงานและมีการบํารุงรักษาอยางสมํ่าเสมอ ดวยการทําความสะอาดเยื่อกรองเน่ืองจากมีการอุดตันของสารอินทรีย และสารอนินทรียท่ีพบในนํ้า

FT 453 325

4.4 การรีเวิรสออสโมซีส (Reverse Osmosis) เปนการกําจัดเกลือและส่ิงสกปรกในน้ําโดยใชแผนเยื่อกรองสังเคราะห

แบบกึ่งซึมผานได (Semi permeable membrane) เชน Cellulose acetate และไนลอน ใชในการควบคุมคุณภาพน้ําและการปรับคุณภาพนํ้า สารดังกลาวเปนท้ังสารที่เกิดข้ึนตามธรรมชาติ และปนเปอนในน้ํา ซ่ึงมีผลกระทบตอสุขภาพของผูบริโภคหรือทําใหเกิด สี และกลิ่นรสท่ีไมพึงประสงค ในประเทศสหรัฐฯ วัตถุประสงคหลักในการใชระบบดังกลาวเพื่อลดปริมาณไนเทรต ซัลเฟต โซเดียม และปริมาณของแข็งที่ละลายไดท้ังหมด

แผนเยื่อกรองท่ีมีคารบอนเปนองคประกอบสามารถลดระดับสารอินทรียท่ีละลายนํ้า เชน สารฆาแมลง ไดออกซิน สารอินทรียท่ีระเหยได เชน คลอโรฟอรม และสารปโตรเลียม 4.5 การกรองแบบอัลตราฟลเทรชัน (Ultrafiltration)

เปนระบบการกรองที่ใชแผนเยื่อกรองแบบ Porous membrane ท่ีทําดวย Cellulose acetate และพวกพอลิเมอรสังเคราะหตางๆ สามารถแยกโมเลกุลในสารละลายตามขนาดและโครงสราง โดยอาศัยแรงดัน (ประมาณ 40 ปอนด / ตารางนิ้ว) เชน กรดฮิวมิก แทนนิน โปรตีน คอลลอยด แบคทีเรีย โปรโตซัว รวมถึงซีสต (Cysts) ของ Giardia และ Cryptosporidium Oocysts รวมท้ังไวรัส นํ้าท่ีผานเยื่อกรองจะมีความขุนนอยกวา 0.1 NTU กําจัดแบคทีเรีย ไวรัสและโปรโตซัวได 6 log ระบบสามารถประยุกตใชไดกับการผลิตนํ้า ด่ืม การบําบัดข้ันตนสําหรับระบบรีเวิรส ออสโมซีส การกรองน้ําท่ีผานการบําบัดข้ันท่ีสอง เยื่อกรองมีความคงทนตอคลอรีน เปนระบบอัตโนมัติ ตนทุนการดําเนินงานและการบํารุงรักษาตํ่า

บรรณานุกรม

เกรียงศักด์ิ อุดมสินโรจน. (2539) . การบําบัดนํ้าเสีย (Wastewater Treatment) .พิมพ คร้ังท่ี 1 . กรุงเทพมหานคร : โรงพิมพมิตรนราการพิมพ .

สํานักเทคโนโลยีส่ิงแวดลอม . (มปป) . การบําบัดนํ้าเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม . กรม โรงงานอุตสาหกรรม .

สํานักเทคโนโลยีส่ิงแวดลอม . (มปป) . ทรัพยากรนํ้าและวิธีการบําบัดนํ้าเสีย . กรม โรงงานอุตสาหกรรม .

Dalzell, J.M. (n.d.) .Food Industry and The Environment : Practical Issues and Cost Implications. London : Blackie Academic & Professional.

Eco Process & Equipment Inc. (n.d.) . Available URL : http://www.sequencetech.com/ . Quebec , Canada.

Environmental Protection Agency . (n.d.) . Onsite Wastewater Treatment Systems Technology FactSheet 5 : Vegetated Submerged Beds and Other High-Specific-Surface Anaerobic Reactors .

Field, J.A. (2003) . Anaerobic Granular Sludge Bed Reactor Technology (Online).Available URL : http://www.uasb.org/discover/agsb.htm

Khan, E . (n.d.) . Wastewater Treatment System . Brooklyn, New york . USA .

Sharman, R . (1998) . Water and Wastewater Technology, LBCC : Activated Sludge(Online) . Available URL:

http://www.bcc.cc.or.us/process1/resource/asbasic/asbasic1.html .

Sharman, R . (1998) . Water and Wastewater Technology, LBCC : Trickling Filter(Online) . Available URL: http:// www.lbcc.cc.or.us/process2 .

Sreekrishnan, T.R and Ali, M. (2003) . New Developments in Bioreactor Design for Biomethanation Process. Department of Biochemical Engineering &

Biotechnology,Indian Institute of Technology, Hauz Khas, New Delhi. 326 FT 453

FT 453 327

Tchobanoglous.G. (1979) .Wastewater Engineering : Treatment, Disposal, Reuse (2nd ed). New Delhi : TATA Mcgraw-Hill . http://www.ryanprocess.com/bar_screens.html._____. สืบคนเม่ือ 28 เมษายน 2546.