กระบวนการบำบัดน้ำเสีย

กระบวนการบำบัดน้ำเสีย

กระบวนการบำบัดน้ำเสีย มีหลายแบบ สำหรับผมเองได้ทำสรุปคร่าวๆไว้ สำหรับเป็นเอกสารในการอบรมพนักงานใหม่ รวมทั้งพนักงานที่ไม่ได้อยู่ในส่วนบำบัดน้ำเสียด้วย  จึงไม่ได้ลงลึกในรายละเอียดหรือจำเพาะเจาะจงมากมายครับ แต่สำหรับพนักงานที่รับมาดูแลระบบบำบัดน้ำเสีย ต้องมีความเข้าใจมากกว่านี้ ก่อนที่จะอธิบายเจาะลึกในระบบที่ใช้งานอยู่นะครับ

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

  1. 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
  1. 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)

  1. บ่อบ่ม ( Maturation Ponds)

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

ในยุคนี้สามารถสืบค้นข้อมูลได้มากมายครับ อยากรู้หรืออยากเห็นหน้าตาระบบไหน สามารถสอบถาม google ได้เลย  ผมเองก็ใช้เป็นประจำ  ที่ผมสรุปมาเอาไว้ใช้แค่เพียงพอต่อการทำงานเท่านั้นครับ