ที่ปรึกษาระบบบำบัดน้ำเสีย กระบวนการบำบัดน้ำเสีย

ที่ปรึกษาระบบบำบัดน้ำเสีย กระบวนการบำบัดน้ำเสีย กระบวนการบำบัดน้ำเสีย มีหลายแบบ สำหรับผมเองได้ทำสรุปคร่าวๆไว้ สำหรับเป็นเอกสารในการอบรมพนักงานใหม่ รวมทั้งพนักงานที่ไม่ได้อยู่ในส่วนบำบัดน้ำเสียด้วย จึงไม่ได้ลงลึกในรายละเอียดหรือจำเพาะเจาะจงมากมายครับ แต่สำหรับพนักงานที่รับมาดูแลระบบบำบัดน้ำเสีย ต้องมีความเข้าใจมากกว่านี้ ก่อนที่จะอธิบายเจาะลึกในระบบที่ใช้งานอยู่

กระบวนการบำบัดน้ำเสีย แบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ ได้แก่

1.กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางกายภาพ

ใช้ในการกำจัดของแข็งขนาดใหญ่ เช่น เศษผ้า กระดาษ พลาสติก เศษอาหาร ฯลฯ / กรวด ทราย /ไขมัน น้ำมัน (ที่ไม่ละลายน้ำ) ตัวอย่างเช่น ตะแกรงหยาบและตะแกรงละเอียด ถังดักกรวดทราย เพื่อป้องกันปั๊มสึกกร่อนและการขัดสีจากกรวดทราย ถังดักไขมันและน้ำมัน อาศัยความถ่วงจำเพาะของน้ำมันซึ่งน้อยกว่าน้ำ น้ำมันและไขมันจึงลอยบนผิวน้ำ และทางออกจะจุ่มตัวอยู่ใต้น้ำ บางครั้งการแยกน้ำมันหรือไขมันอาจจะใช้วิธีทำให้ลอย ถังตกตะกอนขั้นต้น จะตกตะกอนของแข็งหรือสารแขวนลอยที่ผ่านตะแกรงมาได้

กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางเคมี

ใช้เมื่อน้ำเสียมีลักษณะมีกรดหรือด่างสูงเกินไป (พีเอชต่ำหรือสูงเกินไป)มีสารแขวนลอยขนาดเล็กที่ตกตะกอนได้ยาก มีสารประกอบอนินทรีย์ละลายน้ำที่เป็นพิษ เช่น ซัลไฟต์ มีโลหะหนักที่เป็นพิษ เช่น สังกะสี ดีบุก ฯลฯ –มีไขมันหรือน้ำมันละลายน้ำ ตัวอย่างของระบบบำบัดเคมี ได้แก่

– กระบวนการโคแอกกูเลชัน เป็นการประสานคอลลอยล์ที่มีขนาด 0.1-1 นาโนเมตร โดยการเติมสารโคแอกกูแลนต์ เช่น สารส้ม ทำให้คอลลอยล์รวมตัวกันกลายเป็น ฟล็อก จนมีน้ำหนักมาก ส่วนประกอบที่สำคัญมี 2 ส่วน คือถังกวนเร็ว และถังกวนช้านอกจากนี้อาจมีการเติมสารโคแอกกูแลนต์เอต ซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเพื่อให้ฟล็อกมีขนาดใหญ่ขึ้นอีก
– การตกตะกอนผลึก (Precipitation) มักใช้ตกตะกอนโลหะหนักโดยการเติมสารเคมีเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาที่ทำให้ไอออนบวก และลบรวมกันเป็นของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ เช่นโลหะพวกสังกะสี ทองแดง ตะกั่ว แคดเมียม จะตกผลึกได้ที่ pH สูงโดยการเติมปูนขาว หรือโซดาไฟ
– การทำให้เป็นกลางหรือการปรับพีเอช (Neutralization)
– การแลกเปลี่ยนไออน (Ion Exchange)สามารถกำจัดไอออนประจุบวกและลบได้ โดยการใช้สารแลกเปลี่ยนได้แก่ ซีโอไลต์ และเรซินประจุบวกในน้ำจะแลกเปลี่ยนกับไฮโดรเจนไอออน หรือไอออนของโซเดียม ส่วนประจุลบจะเปลี่ยนกับไฮดรอกไซด์ไอออนเรซินทุกชนิดเมื่อใช้ไปในระยะเวลาหนึ่งจะหมดสภาพ จึงต้องมีการฟื้นฟูสภาพหรือ regeneration หน้าที่ของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออน คือ การกำจัดไอออนต่างๆ ออกจากน้ำ เช่น Ca2+ Mg2+ SO4 Ci และการทำให้ไอออนต่างๆมีความเข้มข้นสูงมากๆ
– ออกซิเดชัน-รีดักชัน (Oxidation-Reduction) ใช้ในกรณที่ต้องการกำจัดสารพิษในน้ำ ซึ่งไม่สามารถใช้การตกผลึกได้ จึงต้องมีการเติมสารเคมีบางชนิดเพื่อทำให้สารพิษเปลี่ยนกลายเป็นสารที่ไม่มีพิษ หรือมีพิษลดลง เช่นใช้ก๊าซคลอรีนกำจัดไซยาไนด์

กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ

การบำบัดน้ำเสียด้วยแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic Treatment)

– กระบวนการเอเอสแบบธรรมดา (Conventional Activated Sludge) จะมีถังเติมอากาศและถังตกตะกอน และมีการเติมอากาศ โดยปกติจะมีอายุตะกอนประมาณ 5-10 วัน มักจะเกิดตะกอนเป็นปริมาณมาก ทำให้ต้องมีระบบกำจัดตะกอน
– กระบวนการเอเอสแบบยืดเวลา (Extended Aeration Activated Sludge) จะควบคุมให้อายุตะกอนนานมากขึ้นเพื่อให้ เกิดการย่อยตัวเอง มีผลทำให้ตะกอนเกิดน้อยลง
– กระบวนการคูวนเวียน (Oxidation Ditch Process) ใช้หลักการเดียวกับกระบวนการยืดเวลาแต่ลักษณะของถังจะเป็นคูหรือคลองที่สร้างให้เป็นรูปวงรี ทำให้น้ำสามารถหมุนเวียนไปโดยรอบ
– กระบวนการเอเอสแบบปรับเสถียรสัมผัส (Contact Stabilization Activated Sludge)จะแบ่งถังเติมอากาศออกเป็นสองถังอิสระจากกัน โดยถังแรกจะปั๊มตะกอนจากถังตกตะกอนมาเติมอากาศเพื่อปรับสภาพก่อนจะเติมน้ำเสียในถังสอง
– บ่อหรือสระเติมอากาศ (Aerated Lagoon) มักเป็นบ่อดินขนาดใหญ่และเติมอากาศด้วยเครื่องเติมอากาศแบบลอยแตไม่มีถังตกตะกอน
– ระบบเอสบีอาร์ (Sequencing Batch Reactor, SBR) ใช้สำหรับน้ำเสียที่มีน้อยหรือไหลเป็นบางช่วง มักใช้ถังเติมอากาศและถังตกตะกอนภายในถังเดียวกัน
– ระบบโปรยกรอง (Trickling Filter) จุลินทรีย์จะเติบโตบนตัวกลาง โดยน้ำเสียจะผ่านตัวกลาง จุลินทรีย์ที่เกาะบนตัวกลางจะย่อยสลายสารอินทรีย์โดยใช้ออกซิเจนน้ำที่ผ่านระบบจะถูกส่งไปถังตกตะกอนต่อไ
– ระบบแผ่นหมุนชีวภาพ (Rotating Biological Contactor)ใช้หลักการเดียวกับระบบโปรยกรองแต่ตังกลางจะเกาะอยู่กับจานหมุน โดยแผ่นจะจมน้ำประมาณ 40% การหมุนจะทำให้จุลินทรีย์สัมผัสน้ำเสียและเกิดการกำจัด และสัมผัสกับอากาศเมื่อหมุนขึ้นมาด้านบน ในขณะเดียวกันการหมุนจะทำให้ฟิลม์ชีวภาพ หลุดไปกับน้ำและเป็นการลดความหนาไปด้วย

การบำบัดน้ำเสียด้วยกระบวนการไร้ออกซิเจน (Anaerobic Treatment)

– บ่อแอนแอโรบิกหรือบ่อเหม็น (Anaerobic Ponds) บ่อดินขนาดใหญ่ที่มีความลึก3-4 เมตร และไม่มีฝาปิด มีเวลากักน้ำนานหลายวัน
– ถังย่อยสลัดจ์แบบธรรมดา (Conventional Anaerobic Digester) ระบบประกอบด้วยถังปฏิกิริยาซึ่งส่วนใหญ่เป็นคอนกรีตมีฝาปิดเพื่อเก็บความร้อน กลิ่น และก๊าซ บนฝามีทางระบายก๊าซที่เกิดขึ้น
– ถังย่อยแบบสัมผัส (Anaerobic Contact) ถังย่อยแบบสัมผัสเป็นถังย่อยที่ดัดแปลงมาจากถังหมักชนิดอัตรากำจัดสูง ถังปฏิกิริยาแบบมีการหมุนเวียนสลัดจ์ หรือไม่มีก็ได้ เป็นระบบเอเอสแบบไร้ออกซิเจน
– ถังย่อยแบบแยกเชื้อ
– ถังกรองไร้อากาศ (Anaerobic Filter)
– ระบบชั้นลอยตัวไร้ออกซิเจน (Anaerobic Fluidized Bed, AFB)
– ระบบยูเอเอสบี (Up flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)
– ระบบแผ่นหมุนชีวภาพไร้ออกซิเจน (Anaerobic Rotating Biological Contactor, AnRBC)

ความด้อยเสถียรภาพของกระบวนการไร้ออกซิเจน

1.ความจำเป็นที่ต้องมีแบคทีเรีย 2 ประเภท อาศัยอยู่ร่วมกัน และต้องพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกันเป็นอย่างมาก

2.ความสามารถในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาวะแวดล้อมของแบคทีเรียทั้งสองประเภทอยู่ในระดับต่างกัน โดยแบคทีเรียที่สร้างกรดจะมีความสามารถสูงกว่าแบคทีเรียที่สร้างทีเทน

– ระบบบ่อเสถียร (Stabilization Ponds)

1.บ่อแอโรบิก (Aerobic Ponds)

2.บ่อแฟคัลเททีฟ (Facultative Ponds)

3.บ่อเหม็นหรือบ่อแอนแอโรบิก (Anaerobic Ponds)

บ่อบ่ม ( Maturation Ponds)

ระบบบำบัดน้ำเสียแต่ละแบบก็มีความยากในการควบคุมดูแลต่างกันไป นอกจากนี้โอกาสที่จะได้เห็นหรือไปดูแลระบบหลายๆแบบก็ยาก ถ้าไม่ได้ทำงานที่ปรึกษาหรือออกแบบระบบ และเท่าที่เห็นในโรงงานอุตสาหกรรมในไทยน่าจะมีที่นิยมใช้กัน หลักๆสำหรับระบบแบบชีวภาพก็มี กระบวนการเอเอส (Activated Sludge) ระบบยูเอเอสบี (Up flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB) ระบบโปรยกรอง (Trickling Filter)