ระบบบำบัดน้ำเสียแบบ Activated sludge ตอนที่ 2

Activated sludge ระบบตะกอนเร่ง หรือมักเรียกกันว่าระบบเอเอส เป็นระบบบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวภาพ ที่นิยมใช้อย่างมาก แล้วระบบนี้มีข้อเสียมั้ย  ก่อนไปดูข้อดีข้อเสีย เรามาทำความรู้จักระบบ Activated Sludge ให้มากขึ้นอีกหน่อย ถ้าแบ่งชนิดอาจแยกย่อยได้มากกว่า 10 แบบ พอจะยกตัวอย่างที่พอเห็นกัน เช่น Completely Mixed Activated Sludge: CMAS แบบกวนสมบูรณ์ จะมีถังเติมอากาศที่สามารถกวนให้น้ำและสลัดจ์ที่อยู่ในถังผสมเป็นเนื้อเดียวกันตลอดทั่วทั้งถัง จุลินทรีย์ต่างๆ ที่มีอยู่ จะมีลักษณะเดียวกันทั้งถัง เมื่อน้ำเสียเข้ามาจะถูกกระจายอย่างรวดเร็ว จึงมีข้อดีคือ สามารถรับ Shock Load ได้ดี Conventional Activated Sludge: CAS เป็นระบบแบบดั้งเดิม ถังเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีการเติมอากาศคงที่ตลอดถัง จุดที่เติมน้ำเสียและตะกอนหมุนเวียนจะอยู่หัวถัง ระบบนี้มีข้อเสีย คือ รองรับ Shock Load ไม่ดีเนื่องจากหัวถังจะเป็นจุดที่มีออกซิเจนละลายต่ำ Step-Feed Aeration Activated Sludge: SAAS จะคล้ายแบบ Conventional แต่จะมีการแบ่งน้ำเสียเข้าหลายๆจุด

Read More

Shock load อาจทำให้ระบบบำบัดน้ำเสียล้มเหลว

  หลายวันก่อนมีพี่ที่รู้จักกันโทรมาปรึกษาว่าน้ำเสียบางจุดผิดปกติไป  มีค่าสูงขึ้นกว่าเดิม 200-500 ppm ทำให้ต้องลดปริมาณน้ำที่ป้อนเข้าระบบลง  ผมจึงถามว่าแล้ว loading เพิ่มเยอะมั้ย  เกินค่าที่ออกแบบไว้รึเปล่า ถ้าไม่ลดละมี shock load มั้ย ถ้าจะลดปริมาณน้ำป้อนเข้าระบบลงเยอะ จะทำให้น้ำเสียสะสมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะทำให้สถานการณ์แย่ลงเพราะถังรับน้ำเสียจะไม่พอนะครับ  เค้าต้องกลับไปตรวจสอบและสอบถามลุกน้องอีกครั้ง ผมจึงนึกได้ว่าเรื่อง Shock load เองก็มีความสำคัญมาก เพราะส่งผลกระทบต่อระบบบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพแบบเห็นได้ชัด ถึงขั้นทำให้ระบบบำบัดน้ำเสีย fail หรือ ล้มเหลวเลยก็ได้ Shock load อาจจะแบ่งได้ 2 แบบ คือ การเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำเสียที่เพิ่มขึ้นกะทันหัน  จะส่งผลกระทบต่อถังตกตะกอน ทำให้ตกตะกอนไม่ทัน หรือส่งผลต่อเวลาในการบำบัด ทำให้เวลาน้อยลง จุลินทรีย์ปรับตัวไม่ทัน  บำบัดไม่หมด  ทำให้ตกตะกอนไม่ดี  หรือแบบที่สอง ปริมาณน้ำเสียคงที่แต่ความเข้มข้นเพิ่มขึ้นสูงมาก ซึ่งกรณีหลังนี้ในโรงงานอุตสาหกรรมมักจะเจอบ่อยครั้ง  อาจจะเกิดจากความผิดพลาดของกระบวนการผลิต หรือเครื่องจักร หรือเหตุฉุกเฉินต่างๆ ซึ่งก็ทำให้เกิด shock load เช่นกัน  สำหรับในโรงงานอุตสาหกรรม การป้องกันปัญหา shock load

Read More

สารอาหารที่จำเป็นในระบบบำบัดน้ำเสีย

  ในระบบบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพ ที่ใช้จุลินทรีย์ในการบำบัดนั้น แร่ธาตุที่จุลินทรีย์ต้องการในปริมาณมาก คือ คาร์บอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และเหล็กเล็กน้อย โดยสัดส่วนที่เหมาะสม คือ BOD:N:P = 100:5:1 ทำไมถึงเป็นสัดส่วนนี้ มีที่มาว่าส่วนประกอบของเซลล์มี C 50%, O 20%, H 8%, N 14%, P 3% โดยประมาณ และมี model ของ cell bacteria C5H7O2N สัดส่วนนี้ใช้ทำอะไร  ใช้ในการตรวจสอบลักษณะน้ำเสียที่ป้อนเข้าระบบว่ามีปริมาณสารอาหารเหมาะสมหรือไม่ ถ้าไม่เหมาะสมมีบางอย่างน้อยไป ก็ให้ปรับสัดส่วนใหม่ เช่น กรณีขาดไนโตรเจน ก็มักจะนิยมเติมปุ๋ยยูเรีย  หรือ การขาดฟอสฟอรัสก็เติมกรดฟอสฟอริก กรณีมากเกินไป หลายเอกสารบอกว่าไม่มีปัญหาแต่อย่างใด  แต่เท่าที่เจอกับระบบบำบัดที่ผมดูแลพบว่ามันมีปัญหาตามมาเหมือนกัน ส่วน BOD:N:P ทางที่ปรึกษาญี่ปุ่นแนะนำผมว่าตอนเริ่มเดินระบบใหม่ ซึ่งระบบที่ผมดูแลอยู่เป็นแบบกำจัดไนโตรเจน ให้ใช้สัดส่วน 100:10:1 ขึ้นไป เพื่อให้มี N มากพอ

Read More

การเก็บตัวอย่างน้ำเสีย

  ในการควบคุมดูแลระบบบำบัดน้ำเสียนั้นต้องมีการตรวจสอบกระบวนการอยู่ตลอดเวลา โดยเฉพาะคุณสมบัติของน้ำเสียซึ่งเป็นปัจจัยแรกที่ส่งผลต่อระบบบำบัด  โดยในการสุ่มตัวอย่างก็ต้องเป็นตัวแทนที่ดีของน้ำเสีย  รวมทั้งต้องเพียงพอที่จะใช้ในการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการด้วยความถูกต้องและแน่นอนด้วย  หลังจากเก็บตัวอย่างแล้วจะต้องทำการเก็บรักษาสภาพของตัวอย่างไม่ให้มีการเปลี่ยนแปลงไป รวมทั้งต้องรักษาสภาพตัวอย่างให้เป็นไปตามวิธีการมาตรฐาน ข้อสำคัญประการหนึ่งในการเก็บและการรักษาสภาพตัวอย่างน้ำ เพื่อการวิเคราะห์ได้อย่างถูกต้องก็คือ เราจะต้องทราบว่าการเก็บตัวอย่างน้ำนั้นเพื่อจะนำไปหาปริมาณของสารชนิดใด หรือจะวิเคราะห์หาค่าอะไร และควรจะต้องเก็บตัวอย่างน้ำในปริมาณเท่าใด เพื่อจะได้เป็นหลักในการเลือกวิธีการเก็บ การรักษาสภาพตัวอย่างน้ำ และภาชนะรวมทั้งเครื่องมืออื่นๆที่ใช้ในการเก็บตัวอย่างให้ถูกต้อง การเก็บตัวอย่างน้ำที่ถูกต้องโดยทั่วไปจะต้องคำนึงถึงข้อพิจารณาดังนี้ เครื่องมือและอุปกรณ์การเก็บตัวอย่างน้ำ จุดเก็บตัวอย่างน้ำ วิธีการเก็บตัวอย่างน้ำ การรักษาสภาพตัวอย่างน้ำ การบันทึกข้อมูลสภาพการเก็บตัวอย่างน้ำ สำหรับวิธีในการเก็บตัวอย่างน้ำเสียนั้นมีหลายวิธีด้วยกัน ได้แก่ การเก็บแบบจ้วง (Grab Sampling) เป็นการเก็บตัวอย่างครั้งเดียว เวลาเดียวมาวิเคราะห์ ผลการวิเคราะห์ที่ได้จะแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติของน้ำ ณ จุดเก็บ เฉพาะในวันและเวลาที่เก็บตัวอย่างนั้นเท่านั้น ไม่ได้เป็นตัวแทนของน้ำเสียทั้งหมด วิธีนี้จะใช้กับกรณีที่น้ำทิ้งไม่ได้ไหลแบบต่อเนื่อง เป็นการปล่อยน้ำทิ้งระบายออกเป็นครั้งคราวอันเนื่องจากกระบวนการผลิตไม่ต่อเนื่องกัน หรือใช้ในกรณีที่น้ำเสียมีคุณลักษณะและคุณสมบัติไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก การเก็บตัวอย่างน้ำแบบผสมรวม (Composite Sampling)  เป็นการเก็บน้ำเสีย ณ จุดใดจุดหนึ่งติดต่อกันตลอดเวลาและนำมารวมกัน  การเก็บแบบนี้ปริมาณการเก็บขึ้นกับอัตราการใหลของน้ำทิ้งในแต่ละเวลา น้ำเสียไหลมากเก็บมาก น้ำเสียไหลน้อยเก็บน้อย หลังจากนั้น แล้วนำมาเทรวมกัน แล้วจึงแบ่งตัวอย่างนำไปเก็บรักษาเพื่อวิเคราะห์ต่อไป วิธีการเก็บตัวอย่างแบบผสมนี้ จะทำให้ใช้เวลาในการเก็บตัวอย่างมากแต่เป็นวิธีที่ได้ตัวแทนของน้ำเสียจริงๆ ผลวิเคราะห์สามารถนำไปใช้ในการออกแบบระบบบำได้แต่มีข้อควรปฏิบัติคือในช่วงแรกๆ น้ำเสียที่เก็บได้ต้องนำมาเก็บไว้ในห้องเย็น หรือแช่เย็นไว้เพื่อไม่ให้คุณสมบัติของน้ำเสียเปลี่ยนไป การเก็บตัวอย่างจากบ่อรวม (Sump

Read More

น้ำเสียและแหล่งกำเนิดน้ำเสีย

  หลายวันก่อนได้ยินข่าวเกี่ยวกับน้ำใกล้ๆกองขยะ ไหลลงแหล่งน้ำและมีการลงข่าวว่าเป็นน้ำเสื่อมโทรมที่ต้องบำบัด ก็เลยเอาเรื่องน้ำเสียมาฝากกันครับ น้ำเสีย (Wastewater) หมายถึง น้ำทิ้ง หรือน้ำที่ผ่านการใช้ประโยชน์ หรือน้ำ ที่มีสารใด ๆ หรือสิ่งปฏิกูลที่ไม่พึงปรารถนาเจือปนอยู่ จนทำให้คุณสมบัติของน้ำเปลี่ยนแปลงไป จนอยู่ในสภาพที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ เว้นเสียแต่ว่าได้ผ่านกรรมวิธีบำบัดที่เหมาะสม  โดยสิ่งปนเปื้อนที่อยู่ในน้ำเสีย จะมีคุณลักษณะแตกต่างกันไปตามแหล่งกำเนิดนั้น เช่น สี  กลิ่น  น้ำมัน ไขมัน ผงซักฟอก สบู่ ยาฆ่าแมลง  สารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ เชื้อโรค ที่ตลอดจนสารพิษอื่นๆ แหล่งที่มาของน้ำเสีย  สามารถแบ่งออกได้ 3 ประเภทใหญ่ ได้แก่ 1.น้ำเสียชุมชน(Domestic Wastewater) น้ำเสียชุมชนเป็นน้ำเสียที่เกิดจากกิจกรรมประจำวันของประชาชน ที่อาศัยในชุมชนและการประกอบอาชีพ เช่น บ้านพักอาศัย หมู่บ้านจัดสรร  คอนโดมิเนียม  โรงแรม ตลาดสด โรงเรียน  โรงพยาบาล เป็นต้น โดยน้ำเสียจะเกิดจากกิจกรรม ได้แก่ การอุปโภคบริโภค การชำระล้าง  การซักล้าง การประกอบอาหาร น้ำเสียประเภทนี้มักมีสารอินทรีย แบคทีเรีย

Read More

F/M ratio อัตราส่วนสารอาหารต่อจุลินทรีย์

    F/M ratio อัตราส่วน สารอาหารต่อจุลินทรีย์ (Food per Microorganism) คือ สัดส่วนปริมาณสารอินทรีย์ที่เข้าสู่ระบบในแต่ละวันต่อปริมาณ จุลินทรีย์ที่มีอยู่ในระบบ เป็นค่าที่แสดงให้ทราบว่าระบบบำบัดน้ำเสียนั้นมีอสภาพอย่างไร มีสารอาหารเพียงพอหรือไม่ หรือมีสารอาหารมากเกินไปหรือเปล่า  ลองคิดเป็นภาพง่ายๆ ว่าสารอาหารที่เราป้อนเข้าระบบบำบัดน้ำเสียเป็นอาหารและระบบบำบัดเทียบได้กับตัวเราเอง  ค่า Food ก็คืออาหารที่เรากิน  อาหารที่เรากินแต่ละมื้อหรือแต่ละวันก็จะเหมาะสมเท่ากับจำนวนหนึ่ง ถ้าเราให้ให้อาหารมากไปก็กินไม่หมด หรือให้น้อยเกินไปติดต่อกันเป็นเวลานานก็ไม่ดีต่อร่างกาย เช่นเดียวกับระบบบำบัดน้ำเสียถ้าป้อนสารอาหารมากเกินไปก็อาจจะบำบัดไม่หมด ประสิทธิภาพลดลง ถ้ามีปริมาณสารอาหารน้อยเกินไปก็มีผลต่อจุลินทรีย์ ดังนั้น ค่า F/M จึงเป็นพารามิเตอร์สำคัญ ที่ต้องทำการตรวจสอบเป็นประจำ ในกรณีที่ระบบมี F/M สูง แสดงว่าสารอาหารมีค่าสูงขึ้น หรือจุลินทรีย์มีปริมาณน้อย ให้ลดการทิ้งตะกอน หากค่า F/M ต่ำ แสดงว่าสารอาหารมีค่าลดลง หรือ จุลินทรีย์มีมากให้เพิ่มการทิ้งตะกอน  การที่ระบบบำบัดน้ำเสียมีค่า F/M ไม่เหมาะสมจะทำให้การรวมตัวของตะกอนไม่ดี ทำให้เกิดปัญหาน้ำขุ่นที่ถังตกตะกอน หรือ ทำให้ระบบบำบัดมีประสิทธิภาพต่ำได้ การคำนวณค่าอัตราส่วนสารอาหารต่อจุลินทรีย์ F/M ratio ได้จากสมการ ค่า F/M

Read More

อายุตะกอน(SRT) พารามิเตอร์ที่สำคัญในการควบคุมระบบ Activated Sludge

           ระบบบำบัดน้ำเสียแบบตะกอนเร่ง หรือ Activated sludge โดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ ถังเติมอากาศ (Aeration Tank) และถังตกตะกอน (Sedimentation Tank)  น้ำเสียจะถูกส่งเข้าถังเติมอากาศ ซึ่งมี sludge อยู่เป็นจำนวนมากตามที่ออกแบบไว้ น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วจะไหลต่อไปยังถังตกตะกอนเพื่อแยกsludge ออกจากน้ำใส sludge ที่แยกตัวอยู่ที่ก้นถังตกตะกอนส่วนหนึ่งจะถูกสูบกลับเข้าไปในถังเติมอากาศใหม่เพื่อรักษาความเข้มข้นในถังเติมอากาศให้ได้ตามที่กำหนด และอีกส่วนหนึ่งจะเป็นส่วนเกิน (Excess Sludge) ที่ต้องนำไปกำจัดต่อไป สำหรับน้ำใสส่วนบนจะเป็นน้ำทิ้งที่สามารถระบายออกสู่สิ่งแวดล้อมได้  ใครจำไม่ได้กลับไปอ่านเรื่องระบบตะกอนเร่ง Activated Sludge ที่นี่ครับ ในการควบคุมระบบบำบัดน้ำเสียแบบ Activated Sludge นั้น พารามิเตอร์หนึ่งที่สำคัญ คือ อายุตะกอน (Sludge Retention Time; SRT) หรือ MCRT(Mean Cell Residence Time) หรือ Sludge age หมายถึง เวลาเฉลี่ยที่จุลินทรีย์หมุนเวียนอยู่ในระบบ เป็นค่าที่สำคัญควบคุมการทำงานของระบบบำบัด เพราะมีความสัมพันธ์กับพารามิเตอร์อื่นๆ

Read More

การตรวจเช็คการตกตะกอน SV30

หลังจากได้เขียนเรื่อง Activated กับปัญหาตะกอนไม่จม และ Activated Sludge กับปัญหาตะกอนลอย  ไปแล้ว  จากนั้นก็ไปวุ่นๆอยู่กับการแก้ปัญหาตะกอนไม่จมอยู่หลายวันทีเดียว ตอนนี้สถานการณ์เริ่มกลับสู่ภาวะปกติก็เลยเอาเรื่องการตรวจสอบการตกตะกอนมาบอกเล่ากัน  สำหรับวิธีการตรวจสอบนั้นมีวิธีง่ายๆ ที่ทำกันก็คือการตรวจวัดค่า SV30          การทดสอบตะกอน SV30 เป็นค่าปริมาตรของ sludge ที่อ่านได้จากการนำ sludge จากบ่อเติมอากาศมาตกตะกอนใน Imhoff Cone ขนาด 1,000 มล. เป็นระยะเวลา 30 นาที หรือที่สะดวกก็สามารถใช้กระบอกตวงขนาก 1 ลิตรแทนก็ได้  ตะกอนจะจมตัวลงเป็นชั้น แยกให้เห็นชัดเจนระหว่างชั้นน้ำใสกับชั้นตะกอน ค่าที่ได้จะสามารถนำมาประเมินลักษณะการตกตะกอนได้ว่ามีสภาพอย่างไร โดยเมื่อระบบบำบัดน้ำเสีย ( Activated Sludge) ทำงานปกติค่า SV30 จะมีค่าอยู่ระหว่าง 200-300 มล. ถ้าค่า SV30 มีค่าสูงแสดงว่าตะกอนไม่ค่อยจมตัว  เท่าที่เคยเจอถ้าสูงเกิน 600 มล ในถังตกตะกอนก็แทบไม่ตกละครับ อืดเต็มความจุบ่อ

Read More

ปัญหาตะกอนลอย ในระบบบำบัดน้ำเสีย Activated Sludge

  ตะกอนลอย (Rising Sludge) มีลักษณะคือตะกอนที่จมลงไปในถังตกตะกอนแล้วแต่กลับลอยขึ้นมาใหม่ การบำบัดน้ำเสียที่มีไนโตรเจนสูงมักจะก่อปัญหาตะกอนลอย(Rising) ซึ่งมีสาเหตุมาจากการเกิดจากสภาวะดิไนตริฟิเคชั่น (De-nitrification) ซึ่งเป็นการเปลี่ยนไนไตรตที่ก้นถังตกตะกอนซึ่งจะเป็นโซนที่ไร้ออกซิเจน ให้กลายเป็นก๊าซไนโตรเจน โดยก๊าซไนโตรเจนจะสะสมตัวอยู่ใต้ชั้นของตะกอนจุลินทรีย์ เมื่อสะสมจนมากพอที่จะดันให้ตะกอนจุลินทรีย์เหล่านั้นลอยขึ้นมาเป็นก้อนใหญ่ ๆ เมื่อลอยขึ้นมาจนถึงผิวน้ำแล้วจะแตกกระจายออกเป็นแผ่นมองเห็นฟองก๊าซเล็กๆ ลอยขึ้นมากับตะกอน หรือเกิดฟองก๊าซผุดขึ้นมาอย่างเห็นได้ชัด ผลกระทบคือจะทำให้ตะกอนหลุดไปกับน้ำล้นมาก ถ้าไม่มีระบบตกตะกอนซ้ำอีกครั้ง จะทำให้คุณภาพน้ำเกิดค่ามาตรฐานตามกฎหมายได้ การแก้ปัญหาตะกอนลอย ได้แก่ การเพิ่มอัตราการสูบตะกอนกลับจากถังตกตะกอนเพื่อลดระยะเวลาเก็บกักตะกอนในถังตกตะกอน หรือลดอายุสลัดจ์ (Sludge Age) โดยการเพิ่มอัตราการระบายตะกอนส่วนเกิน (Excess Sludge) ทิ้ง ถ้าระบบบำบัดน้ำเสียที่มีการเติมไนโตรเจนก็ต้องลดปริมาณการเติมลง หรือเพิ่มปริมาณ DO ในถังเติมอากาศให้มีออกซิเจนเหลือมากขึ้น หรือทำการตรวจสอบใบกวาดตะกอนซึ่งอาจจะชำรุดได้ และวิธีที่ดีที่สุดก็คือกำจัดในโตรเจนในน้ำเสียออกให้เหลือแค่เพียงพอสำหรับจุลินทรีย์เท่านั้น แต่ถ้าทำไม่ได้ หรือน้ำเสียมีแหล่งในโตรเจนสูงมาก อาจจะจำเป็นต้องเปลี่ยนระบบบำบัดน้ำเสียเป็นชนิดอื่น หรือการปรับเปลี่ยนระบบ Activated sludge ให้สามารถบำบัดสารประกอบไนโตรเจนในน้ำเสียได้ด้วย โดยอาศัยปฏิกิริยาไนตริฟิเคชั่นและดีไนตริฟิเคชั่น(Nitrification-De nitrification) นอกจากปัญหาตะกอนลอย(Rising Sludge) และตะกอนอืด(Bulking Sludge) แล้วยังมีปัญหาที่อาจเกิดในถังตกตะกอนอีกได้แก่ ตะกอนหัวเข็ม ตะกอนจะมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ลอยอยู่ด้านบนชั้นตะกอน จะทำให้น้ำทิ้งมีความขุ่น มักจะพบกรณีที่

Read More