คำนำ

          เอกสาร "หลักการจัดการน้ำเสีย" ฉบับนี้จัดทำขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเผยแพร่ความรู้ขั้นพื้นฐานด้านการจัดการน้ำเสียแก่ผู้ที่สนใจทั่วไป นักเรียน และนักการศึกษา พร้อมทั้งช่วยเสริมสร้างความเข้าใจต่อปัญหาด้านการจัดการน้ำเสีย ซึ่งนับวันได้ทวีความรุนแรงมากยิ่งขึ้นโดยเฉพาะพื้นที่ในเขตกรุงเทพมหานคร และปริมณฑล ได้แก่ จังหวัดนนทบุรี ปทุมธานี สมุทรปราการ สมุทรสาคร และนครปฐม รวมทั้งเมืองศูนย์กลางความเจริญตามภูมิภาคต่างๆ ของประเทศ สาเหตุสำคัญประการหนึ่ง สืบเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากร การขยายตัวของชุมชนเมือง การพัฒนาทางด้านอุตสาหกรรม และเกษตรกรรม โดยน้ำเสียที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมต่างๆ เหล่านี้ส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการบำบัดก่อนระบายลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ ทำให้คุณภาพน้ำในแหล่งน้ำเสื่อมโทรมลง

          สาระสำคัญของเอกสารฉบับนี้ประกอบด้วย การจำแนกแหล่งกำเนิดของน้ำเสีย ลักษณะของน้ำเสีย คุณภาพน้ำทิ้ง กฎหมายและพระราชบัญญัติที่บังคับใช้ มาตรฐานน้ำทิ้งที่ใช้ควบคุมแหล่งกำเนิดน้ำเสียบางประเภท และหลักการจัดการน้ำเสียที่สำคัญ 5 ประการ ได้แก่

1. การรวบรวมน้ำเสีย (Collection)

2. การบำบัดน้ำเสีย (Treatment)

3. การกำจัดกากตะกอน (Sludge Disposal)

4. การนำกลับมาใช้ประโยชน์ (Reuse and Reclamation)

5. หลักการป้องกันภาวะมลพิษ (Pollution Prevention)

          อย่างไรก็ตาม การจัดการน้ำเสียในแต่ละขั้นตอนดังกล่าวข้างต้น มีรายละเอียดและขอบเขตของเนื้อหาที่กว้างขวางมาก กอร์ปกับปัจจุบันได้มีการแข่งขันด้านการคิดค้นและพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่สูงและต่อเนื่อง ทำให้ไม่สามารถรวบรวมรายละเอียดดังกล่าวไว้ในเอกสารฉบับนี้ได้ทั้งหมด แต่มีการกล่าวถึงเฉพาะหลักการที่สำคัญเพื่อให้ผู้อ่านใช้เป็นแนวทางในการค้นคว้าเพิ่มเติมต่อไป

          องค์การจัดการน้ำเสีย หวังเป็นอย่างยิ่งว่า เอกสารฉบับนี้คงจะเพิ่มพูนความรู้ขั้นพื้นฐานด้านการจัดการน้ำเสียแก่ผู้อ่านพร้อมทั้งเสริมสร้างจิตสำนึก และความรับผิดชอบต่อปัญหาด้านการจัดการน้ำเสียอันจะก่อให้เกิดความร่วมมือในการแก้ไขปัญหาร่วมกันต่อไปในอนาคต

องค์การจัดการน้ำเสีย

พฤศจิกายน 2540

 

สารบัญ

ลักษณะของน้ำเสีย

คุณภาพน้ำทิ้ง

- ตารางสรุปประเภทของอาคาร

- มาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากอาคารประเภทต่างๆ

- มาตรฐานน้ำทิ้งอุตสาหกรรม หลักการจัดการน้ำเสีย

- การรวบรวมน้ำเสีย (Collection)

- การบำบัดน้ำเสีย (Treatment)

- การกำจัดกากตะกอน (Sludge Disposal)

- การนำกลับมาใช้ประโยชน์ (Reuse and Reclamation)

- หลักการป้องกันภาวะมลพิษ (Pollution Prevention)

 

แหล่งกำเนิดของน้ำเสีย

          ในอดีตที่ผ่านมา บรรพบุรุษของเรานิยมตั้งบ้านเรือนอยู่ริมน้ำ มีการใช้น้ำจากแหล่งน้ำดังกล่าว เพื่อการอุปภคและบริโภค และอาจจะระบายน้ำเสียที่เกิดขึ้นกลับลงสู่แหล่งน้ำ แต่คุณภาพน้ำของแหล่งน้ำก็ยังไม่เสื่อมโทรมลงจนเห็นได้อย่างชัดเจนเหมือนในปัจจุบัน ทั้งนี้เนื่องจากน้ำเสียที่เกิดจากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติสามารถปรับตัวได้ด้วยตัวเอง ทำให้สามารถรักษาระดับคุณภาพน้ำไม่ให้เสื่อมโทรมจนไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้เหมือนปัจจุบัน

 
          น้ำเสีย (Wastewater) ตามพระราชบัญญัติส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อม พ.ศ. 2535 หมายความว่า ของเสียที่อยู่ในสภาพเป็นของเหลว รวมทั้งมลสารที่ปะปนและปนเปื้อนอยู่ในของเหลวนั้น
 

แหล่งกำเนิดน้ำเสียแบ่งเป็น 3 ประเภท ใหญ่ ๆ ได้แก่

1. น้ำเสียจากชุมชน (Domestic Wastewater) ได้แก่ น้ำเสียที่เกิดจากกิจกรรมต่าง ๆ ของประชาชนที่อยู่อาศัยในชุมชน เช่น น้ำเสียจากบ้านเรือน อาคาร ที่พักอาศัย โรงแรม โรงพยาบาล โรงเรียน ร้านค้า อาคารสำนักงาน เป็นต้น น้ำเสียชุมชนนี้ส่วนมากจะมีสิ่งสกปรกในรูปของสารอินทรีย์ (Organic Matters) เป็นองค์ประกอบที่สำคัญ และเป็นสาเหตุสำคัญของการทำให้คุณภาพน้ำในแหล่งน้ำเสื่อมโทรมลง

 

2. น้ำเสียจากอุตสาหกรรม (Industrial Wastewater) ได้แก่ น้ำเสียที่เกิดจากกระบวนการ อุตสาหกรรมทุกขั้นตอนตั้งแต่การล้างวัตถุดิบ กระบวนการผลิต การล้างวัสดุอุปกรณ์และเครื่องจักรกล ตลอดจนการทำความสะอาดโรงงาน ลักษณะของน้ำเสียประเภทนี้จะแตกต่างกันไปตามประเภทของวัตถุดิบ กระบวนการผลิต รวมทั้งระบบควบคุมและบำรุงรักษา องค์ประกอบของน้ำเสียประเภทนี้ส่วนใหญ่จะมีสิ่งสกปรกที่เจือปนอยู่ในรูปสารอินทรีย์ (Organic Matters) สารอนินทรีย์ (Inorganic Matters) อาทิ สารเคมี โลหะหนัก เป็นต้น

3. น้ำเสียเกษตรกรรม (Agricultural Wastewater) ได้แก่ น้ำเสียที่เกิดจากกิจกรรมทางการเกษตร ครอบคลุมถึงการเพาะปลูกและการเลี้ยงสัตว์ ลักษณะของน้ำเสียประเภทนี้จะมีสิ่งสกปรกที่เจือปนอยู่ ทั้งในรูปของสารอินทรีย์ (Organic Matters) และสารอนินทรีย์ (Inorganic Matters) ขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้น้ำ การใช้ปุ๋ย และสารเคมีต่างๆ ถ้าหากเป็นน้ำเสียจากพื้นที่เพาะปลูก จะพบสารอาหารจำพวกไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โปรแตสเซียมและสารพิษต่างๆ ในปริมาณสูง แต่ถ้าเป็นน้ำเสียจากกิจการเลี้ยงสัตว์ จะพบสิ่งสกปรกในรูปของสารอินทรีย์เป็นส่วนมาก

4. น้ำเสียที่ไม่ทราบแหล่งกำเนิด (Nonpoint Source Wastewater) ได้แก่ น้ำฝน และน้ำหลากที่ไหลผ่านและชะล้างความสกปรกต่างๆ อาทิ กองขยะมูลฝอย แหล่งเก็บสารเคมี ฟาร์มเลี้ยงสัตว์ และคลองระบายน้ำเสียต่างๆ แม้ว่าน้ำเสียประเภทนี้จะมีความเข้มข้นของสารปนเปื้อนไม่สูงเหมือนกับน้ำเสียจากแหล่งกำเนิดอื่นๆ ข้างต้น แต่มักจะเกิดขึ้นพร้อมกันในปริมาณครั้งละมาก ๆ โดยเฉพาะประเทศไทย ซึ่งตั้งอยู่ในแถบศูนย์สูตร (Tropical Country) ซึ่งมีปริมาณฝนตกชุก ลักษณะของน้ำเสียขึ้นอยู่กับพื้นที่ที่ไหลผ่าน ซึ่งนอกจากจะมีผลต่อการปรับสภาพตามธรรมชาติของแหล่งน้ำแล้ว ยังอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพอนามัยของประชาชนได้ ปัจจุบันน้ำเสียประเภทนี้ยังไม่ได้รับความสนใจและการจัดการเท่าที่ควร ดังนั้นจึงควรมีมาตรการจัดการที่เหมาะสม และถูกต้องตามหลักวิชาการต่อไป

 

" บำบัดน้ำก่อนปล่อย ใช้สอยรู้คุณค่า ร่วมใจรักษา ทรัพยากรน้ำ "

 

 

ลักษณะของน้ำเสีย

          สิ่งสกปรกต่าง ๆ ที่เจือปนอยู่ในน้ำและทำให้เกิดน้ำเสียนั้น เรียกว่า มลสาร (Pollutants) และสภาพการเปลี่ยนแปลงจากภาวะน้ำดีเป็นน้ำเสีย เรียกว่า ภาวะมลพิษ (Pollution) ดังนั้นการวิเคราะห์หาลักษณะของน้ำเสียทำให้ทราบถึงมลสารที่เป็นองค์ประกอบของน้ำเสียนั้น เป็นผลให้สามารถหาวิธีการบำบัดและควบคุมได้อย่างถูกต้องและเหมาะสม

ลักษณะของน้ำเสียมีองค์ประกอบต่าง ๆ ดังนี้

1. สารอินทรีย์ หมายถึง สารซึ่งมาจากสิ่งมีชีวิต ทั้งสัตว์และพืช มีธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ และอาจมีธาตุไฮโดรเจน และสารอนุพันธ์ของไฮโดรเจน-คาร์บอน เป็นองค์ประกอบร่วมอยู่ด้วย ตัวอย่างของสารอินทรีย์ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมันซึ่งสามารถถูกย่อยสลายได้โดยจุลินทรีย์ ปริมาณของสารอินทรีย์ในน้ำนิยมวัดด้วยค่าบีโอดี (Biochemical Oxygen Demand-BOD)

BOD หมายถึง ปริมาณออกซิเจนที่แบคทีเรียใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ชนิดที่ย่อยสลายได้ภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจน โดยจุลินทรีย์จะใช้ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำเพื่อการเจริญเติบโต หากมีค่า BOD สูง แสดงว่าปริมาณออกซิเจนจะถูกใช้ไปมาก และแสดงว่ามีปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำมากด้วย น้ำจึงมีความสกปรกสูง ดังนั้นการตรวจวัดค่า BOD จึงต้องกระทำภายใต้สภาวะที่เหมือนกับเกิดขึ้นในธรรมชาติมากที่สุด นั่นคือ ต้องทำการอบ (Incubate) ที่อุณหภูมิประมาณ 20 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณภูมิที่ใกล้เคียงกับน้ำทั่วไป และใช้เวลาในการอบ 5 วัน เนื่องจากเป็นระยะที่เหมาะสมต่อการย่อยสลายของแบคทีเรีย หากใช้เวลาน้อยกว่านี้จะมีการใช้ออกซิเจนน้อย แต่ถ้าให้ระยะเวลานานเกินไปปฏิกิริยาย่อยสลายจะเกิดในทิศทางย้อนกลับ ทำให้ไม่ได้ค่าที่แท้จริง ดังนั้นจึงเรียกค่า BOD มาตรฐานนี้ว่า BOD 5

2. สารอนินทรีย์ ได้แก่ แร่ธาตุต่าง ๆ ที่อาจจะไม่ทำให้น้ำเน่าเหม็น แต่อาจจะเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต สารอนินทรีย์ที่จำเป็นต้องได้รับการบำบัดในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย ได้แก่ ซัลไฟด์ ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส เป็นต้น

          ซัลไฟด์ (Sulfide) เกิดจากปฏิกิริยา Reduction ของซัลเฟต ซึ่งพบได้ทั่วไปในแหล่งน้ำธรรมชาติและ น้ำเสียต่าง ๆ นอกจากจะทำให้เกิดกลิ่นเหม็นแล้ว ยังก่อให้เกิดปัญหาการกัดกร่อนของท่อน้ำส่วนบนที่เรียกว่า Crown Corrosion แต่หากผนังท่อแห้งและมีการระบายอากาศที่ดีความเสียหายดังกล่าวก็จะไม่เกิดขึ้น

          ไนโตรเจน (Nitrogen) มีความเกี่ยวข้องกับน้ำเสียเพราะไนโตรเจนเป็นธาตุอาหารที่สำคัญในวงจรชีวิตของพืชและสัตว์ เพราะเป็นธาตุที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโต ดังนั้นหากมีการปล่อยน้ำเสียที่มีปริมาณไนโตรเจนมากเกินไปลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ จะทำให้พืชน้ำในแหล่งน้ำนั้นเจริญเติบโตจนเสียภาวะสมดุลย์ทางธรรมชาติ และในที่สุดก็จะตายทับถมกัน ทำให้แหล่งน้ำนั้นเสื่อมคุณภาพลง อันจะมีผลต่อความหลากหลายทางชีวภาพ (Biodiversity) ระบบนิเวศน์ (Ecological System) และสัตว์น้ำที่อยู่ในห่วงโซ่อาหาร (Food Chain) การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของไนโตรเจนค่อนข้างจะยุ่งยาก เนื่องจากสามารถอยู่ในสารประกอบต่าง ๆ ได้ถึง 7 รูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาวะที่มีออกซิเจนหรือไม่มี และขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาต่าง ๆเป็นอย่างไร

3. โลหะหนักและสารพิษอื่น ๆ อาจอยู่ในรูปของสารอินทรีย์หรือสารอนินทรีย์ก็ได้ นอกจากนี้ยังสามารถสะสมอยู่ในห่วงโซ่อาหาร จนเกิดเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต เช่น ปรอท โครเมียม ทองแดง ปกติจะอยู่ในน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม และสารเคมีที่ใช้ในการกำจัดศัตรูพืชที่ปนมากับน้ำทิ้งจากการเกษตร สำหรับในเขตชุมชนอาจมีสารพิษ มาจากอุตสาหกรรมในครัวเรือนบางประเภท เช่น ร้านชุบโลหะ อู่ซ่อมรถ เป็นต้น

4. ไขมัน น้ำมันและกรีส (Fat Oil and Grease) สารประกอบนี้เกิดจากการใช้น้ำมัน ไขมัน ขี้ผึ้ง จนกระทั่งถึงน้ำมันหล่อลื่น ซึ่งยังไม่มีกรรมวิธีการเก็บรวบรวมน้ำมันหล่อลื่นเหล่านี้สำหรับการขนส่งและการกำจัดอย่างถูกวิธี ส่วนน้ำมันและไขมันที่เกิดจากบ้านเรือน ร้านอาหาร และภัตตาคารต่าง ๆ จำเป็นต้องมีการสร้างบ่อดักไขมันเพื่อกำจัดไขมันในเบื้องต้นก่อน สำหรับประเทศที่อากาศหนาว หากไม่มีการกำจัดไขมันในเบื้องต้น อาจก่อให้เกิดปัญหาท่ออุดตันและทำให้ท่อแตกได้ในที่สุด วิธีการวิเคราะห์ส่วนใหญ่จะสกัดด้วย เฮกเซน แต่ รายละเอียดของการวิเคราะห์จะแตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตัวอย่างที่ต้องการตรวจวัด สารประกอบเหล่านี้เมื่อ ปนเปื้อนกับน้ำจะลอยอยู่ตามผิวน้ำ ทำให้เป็นอุปสรรคต่อการสังเคราะห์แสงของพืชน้ำ พร้อมทั้งกีดขวาง การถ่ายเทของออกซิเจนลงสู่แหล่งน้ำ ทำให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำลดลงในที่สุด

5. ความร้อน ทำให้เกิดการแบ่งชั้น (Strastification) ของน้ำ เร่งปฏิกิริยาการใช้ออกซิเจนของจุลินทรีย์ และลดระดับการละลายของออกซิเจนในน้ำ ทำให้เกิดสภาพเน่าเหม็นขึ้นได้ อุณหภูมิของน้ำที่เหมาะสม สำหรับในกระบวนการบำบัดน้ำเสียควรอยู่ประมาณ 25-35 องศาเซลเซียส ความร้อนของน้ำเสียทำให้จุลินทรีย์บางชนิดในถังย่อยสลายตายหรือเจริญเติบโตช้าลง และมีผลต่อประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียได้ ความร้อนของ น้ำเสียเกิดจาก Condenser Boiler และขบวนการทำความร้อนอื่น ๆ ดังนั้นจึงควรปรับอุณหภูมิของน้ำเสียให้เหมาะสมก่อนปล่อยสู่ระบบบำบัด

6. ของแข็ง (Solids) หมายถึง สารที่เหลืออยู่เป็นตะกอนภายหลังจากที่ผ่านการระเหยด้วยไอน้ำ และทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 103-105 องศาเซลเซียส ตะกอนที่เกิดขึ้นมีทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ การตรวจวัดหา ค่าของแข็งนี้ทำทั้งในน้ำดิบที่นำมาทำน้ำประปา น้ำทิ้งจากบ้านเรือน และจากแหล่งอื่น ๆ ดังนั้นการตรวจวัดค่าของแข็งจึงมีหลายชนิด ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการนำไปใช้ สำหรับน้ำเสียจากแหล่งน้ำต่าง ๆ นั้น มักจะหาค่าของแข็งดังนี้

6.1 ของแข็งตกตะกอน (Settleable Solids) หมายถึง ของแข็งซึ่งจะนอนก้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงจำเพาะสูงกว่าน้ำเท่านั้น ค่าของแข็งตกตะกอนนี้นอกจากจะบอกค่าความสกปรกของน้ำแล้ว ยังใช้ประโยชน์ในการออกแบบถังตกตะกอน (Sedimentation Tank) ในระบบบำบัดน้ำเสียอีกด้วย

6.2 ของแข็งทั้งหมด (Total Solids) สำหรับการวิเคราะห์น้ำเสียประเภทต่าง ๆ นั้นค่าของแข็ง ทั้งหมดมีความสำคัญน้อยมากเพราะยากที่จะแปรผลให้ได้ค่าที่แน่นอน ดังนั้นจึงนิยมบอกค่าความสกปรกของ น้ำเสียด้วยค่า BOD และ COD อย่างไรก็ตาม ค่าของแข็งทั้งหมดสามารถใช้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของน้ำเสียที่มีผลต่อการตกตะกอนได้

6.3 ของแข็งแขวนลอย (Suspended Solids) หมายถึง สารแขวนลอยในของเหลวซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับการวิเคราะห์น้ำเสีย และเป็นค่าหนึ่งที่บอกถึงค่าความสกปรกของน้ำเสียนั้น ตลอดจนบอกถึงประสิทธิภาพของขั้นตอนการบำบัดน้ำเสียต่าง ๆ การหาค่าของแข็งแขวนลอยจึงมีความสำคัญเท่ากับค่า BOD

7. สีและความขุ่น เกิดจากอุตสาหกรรมประเภทสิ่งทอ กระดาษ ฟอกหนัง และโรงฆ่าสัตว์ สีและความขุ่นจะขัดขวางกระบวนการสังเคราะห์แสงในน้ำ

          ความขุ่น (Turbidity) เกิดจากสิ่งแขวนลอยในน้ำ เช่น ตะกอนแขวนลอย แพลงค์ตอน (Plankton) และสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ สารพวกนี้จะทำให้เกิดการกระจัดกระจายและดูดซึมของแสงแทนที่จะปล่อยให้แสงทะลุผ่าน ทำให้มีผลต่อขบวนการสังเคราะห์แสงของพืชน้ำ นอกจากนี้สารเคมีบางอย่างก็เป็นบ่อเกิดของความขุ่นได้เช่นกันเมื่อสัมผัสกับอากาศ เช่น เหล็ก และแมงกานีส หรืออาจจะเป็นแหล่งเจริญเติบโตของแบคทีเรียบางชนิด

          สี (Color) สีของน้ำตามธรรมชาติเกิดจากสารอินทรีย์ต่างๆ เช่น ใบไม้ ใบหญ้า และซากสัตว์ ซึ่งมี ลิกนินเป็นองค์ประกอบ ส่วนสีของน้ำเสียจะใช้วัดระยะเวลาของน้ำเสียที่อยู่ในบ่อบำบัด (อายุของน้ำเสีย) โดยน้ำเสียที่เกิดขึ้นใหม่ ๆ ส่วนใหญ่จะมีสีเทาปนน้ำตาลอ่อน (Light Brownish Gray) แล้วจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นสีเทาแก่ และสีดำในที่สุด แต่บางอุตสาหกรรมมีการเติมสีลงในน้ำเสีย กรณีนี้สีของน้ำเสียจะขึ้นอยู่กับซัลไฟด์ของโลหะหนักที่มีอยู่ในสีเหล่านั้น

8. กรดและด่าง (pH) การอ่านค่าความเป็นกรด-ด่างมีช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 14 โดยสารละลายที่มีค่า pH ต่ำกว่า 7 เรียกว่า สารละลายเป็นกรด เท่ากับ 7 เรียกว่าสารละลายเป็นกลาง (Neutral Solution) สูงกว่า 7 เรียกว่า สารละลายเป็นด่าง น้ำที่มีคุณภาพที่ดีจะต้องมีค่า pHใกล้เคียง หรือเท่ากับ 7 แต่ในทางปฏิบัติได้กำหนดมาตรฐานค่า pH ของน้ำทิ้งอยู่ในช่วง 5-9

9. จุลินทรีย์ (Microorganism) โดยทั่วไปสามารถแบ่งจุลินทรีย์ออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ ๆ ได้แก่ Eucaryotes, Eubacteria และ Archaebacteria โดยสองกลุ่มหลังนี้มักจะเรียกรวมกันว่ากลุ่ม Procaryotic ซึ่งมีแบคทีเรียเป็นองค์ประกอบและมีบทบาทสำคัญต่อการบำบัดน้ำเสีย ส่วนจุลินทรีย์ในกลุ่ม Eucaryotes ที่มีบทบาทสำคัญต่อการบำบัดน้ำเสียได้แก่ รา (Fungi) โปรโตซัว (Protozoa) Rotifers และสาหร่าย (Algae) ชนิดต่าง ๆ ดังนั้นจึงควรเรียนรู้เกี่ยวกับจุลินทรีย์เหล่านี้ในด้านต่าง ๆ ดังนี้

1. พวกที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย

2. พวกที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพอนามัย

3. พวกที่ทำหน้าที่เป็นดัชนีชี้วัดต่าง ๆ

4. วิธีการตรวจวัดหาปริมาณและชนิดของจุลินทรีย์เหล่านี้

5. วิธีตรวจวัดหาความเป็นพิษ (Toxicity) ของจุลินทรีย์บางชนิด

          จะเห็นได้ว่ามีจุลินทรีย์มากมายหลายชนิดที่อาจปนเปื้อนอยู่ในน้ำเสีย ดังนั้นจึงได้มีการกำหนดจุลินทรีย์บางชนิดเป็นดัชนี (Indicator Organisms) ของจุลินทรีย์ทั้งหมด เพื่อแสดงว่าแหล่งน้ำนั้นได้รับการปนเปื้อนจาก จุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคทางเดินอาหาร (Waterborne Disease) อันเนื่องมาจากอุจจาระของมนุษย์ หลักเกณฑ์ที่ใช้ในการกำหนดจุลินทรีย์ที่เป็นดัชนี ประกอบด้วย

1. จะต้องเป็นจุลินทรีย์ชนิดที่ไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ เพราะจะทำให้ปลอดภัยต่อการเพาะเชื้อในห้อง ปฏิบัติการ

2. จะต้องตรวจพบได้ในน้ำเมื่อแหล่งน้ำได้รับการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ชนิดที่ทำให้เกิดโรค

3. ปริมาณของจุลินทรีย์ที่เป็นดัชนี จะต้องมีความสัมพันธ์ทางตรงกับปริมาณของจุลินทรีย์ชนิดที่ทำให้ เกิดโรค นั่นคือ เมื่อชนิดหนึ่งมีปริมาณเพิ่มขึ้น อีกชนิดหนึ่งจะต้องมีปริมาณเพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย โดยจุลินทรีย์เป็นดัชนีควรมีปริมาณมากกว่าจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค

4. จะต้องง่ายต่อการวิเคราะห์ภายในห้องปฏิบัติการธรรมดาทั่วไป และสิ้นเปลืองระยะเวลาน้อย

5. จะต้องง่ายต่อการนับจำนวน

6. จะต้องไม่มีการเพิ่มจำนวนขึ้นเมื่ออยู่สภาวะการณ์เดียวกับที่จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคไม่สามารถเพิ่ม จำนวนได้

7. จะต้องทนต่อสภาวะแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม ซึ่งส่งผลให้จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคไม่สามารถอยู่รอด ได้ อันแสดงถึงสภาวะปลอดเชื้อที่ทำให้เกิดโรค

          จากหลักเกณฑ์ดังกล่าวข้างต้น นักวิทยาศาสตร์พบว่า เชื้อแบคทีเรียกลุ่มโคลิฟอร์ม (Coliform Bacteria) เข้าข่ายในหลักเกณฑ์ดังกล่าวมากกว่าจุลินทรีย์ชนิดอื่นๆ แต่ยังมีข้อจำกัดบางอย่าง อาทิ โคลิฟอร์มแบคทีเรีย สามารถแบ่งตัวเพื่อเพิ่มปริมาณในน้ำให้มากขึ้นได้ ดังนั้นปริมาณที่นับได้จากการตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ จึงอาจจะไม่ใช่ปริมาณที่แท้จริงที่มีความสัมพันธ์ทางตรงกับจุลินทรีย์ชนิดที่ทำให้เกิดโรคซึ่งไม่ค่อยจะแบ่งตัวเพื่อเพิ่มจำนวนในสภาวะที่คล้ายกัน นอกจากนี้ยังสามารถตรวจพบโคลิฟอร์มแบคทีเรียในอุจจาระของสัตว์ด้วย จึงทำให้ไม่สามารถชี้ชัดได้ว่าเชื้อที่ตรวจพบมาจากอุจจาระของมนุษย์หรือสัตว์กันแน่

          อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังคงใช้ปริมาณโคลิฟอร์มแบคทีเรียทั้งหมด (Total Coliform) เป็นดัชนีสำหรับน้ำดื่ม โดยมีหน่วยวัดเป็น เอ็มพีเอ็น (Most Probable Number-MPN) นั่นคือปริมาณที่มีความเป็นไปได้มากที่สุด หรือใกล้เคียงกับค่าความเป็นจริงมากที่สุด สำหรับมาตรฐานน้ำดื่มที่บังคับใช้ในประเทศไทยจะต้องมีจำนวนโคลิฟอร์มแบคทีเรียทั้งหมด (Total Coliform) ไม่เกิน 2.2 MPN ต่อปริมาณน้ำ 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร ส่วนคุณภาพของน้ำทิ้งจากโรงบำบัดน้ำเสีย และคุณภาพน้ำของแหล่งน้ำทั่วไปจะใช้ปริมาณโคลิฟอร์มแบคทีเรียชนิดที่พบได้ในอุจจาระของมนุษย์เท่านั้น ได้แก่ ฟีคอลโคลิฟอร์ม (Coliform) เป็นดัชนี ซึ่งจะต้องมีจำนวนไม่เกิน 1,000 MPN ต่อ 100 มิลลิลิตร สำหรับแหล่งน้ำประเภทที่ 2 ซึ่งใช้ประโยชน์เพื่อการอนุรักษ์สัตว์น้ำ การประมง การว่ายน้ำและกีฬาทางน้ำ และมีจำนวนไม่เกิน 4,000 MPN ต่อ 100 มิลลิลิตร สำหรับแหล่งน้ำประเภทที่ 3 ซึ่งใช้ประโยชน์เพื่อการเกษตรกรรม

10. สารกัมมันตรังสี (Radioactive Waste) หมายถึง สารใด ๆ ที่ไม่สามารถใช้ประโยชน์ต่อไปได้และปนเปื้อนด้วยกัมมันตรังสีในระดับที่มีความ เสี่ยงต่ออันตรายของสุขภาพและสิ่งแวดล้อม สารกัมมันตรังสีนอกจากมีอันตรายสูงแล้ว บางชนิดยังคงสภาพได้ในระยะเวลายาวนานนับพันปี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวิธีการกักเก็บที่ปลอดภัย และแน่ใจว่าจะไม่รั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกจนกว่าจะหมดสภาพไปเอง โดยทั่วไปมีการแบ่งสารกัมมันตรังสีแบ่งออกเป็น 3 ชนิดใหญ่ ๆ ได้แก่ High-Level Waste (HLW) Transuranic Waste และ Low-Level Waste (LLW) ตัวอย่างสารกัมมันตรังสีที่สำคัญได้แก่ Uranium Plutonium และ Thorium

          แหล่งกำเนิดสารกัมมันตรังสีที่สำคัญในปัจจุบันได้แก่ แหล่งผลิตอาวุธนิวเคลียร์ โรงงานผลิตไฟฟ้า นิวเคลียร์ เหมืองแร่ยูเรเนียม และกากกัมมันตรังสี ที่เกิดจากกิจกรรมอื่น ๆ อาทิ การแพทย์ การวิจัย และการถนอมอาหาร เป็นต้น

11. ธาตุอาหาร ได้แก่ ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส เมื่อมีปริมาณสูงจะทำให้เกิดการเจริญเติบโตของพืชน้ำมากผิดปกติ ที่เรียกว่า Eutrophication เป็นผลให้ระดับของออกซิเจนในน้ำลดลงช่วงกลางคืน ทำให้เกิดการเจริญเติบโตของวัชพืชน้ำอันอาจจะก่อให้เกิดปัญหาด้านการสัญจรทางน้ำ และการนำน้ำไปใช้ประโยชน์

12. กลิ่น กลิ่นเหม็นของระบบบำบัดน้ำเสียเกิดจากการที่สารอินทรีย์ สารประกอบซัลเฟอร์ และไนโตรเจน ถูกย่อยสลายด้วยจุลินทรีย์ในสภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน เป็นผลให้เกิดก๊าซซึ่งมีกลิ่นเหม็น ที่สำคัญได้แก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และแอมโมเนีย การตรวจวัดปริมาณก๊าซที่ทำให้เกิดกลิ่นที่ให้ผลอย่างแน่นอนในปัจจุบันใช้เครื่องมือเก็บตัวอย่างอากาศแล้วตรวจวัดด้วยเครื่อง Gas Chromatography (GC) Mass Spectrometry (MS) หรือ GC-MS เป็นต้น กลิ่นเป็นปัญหาสำคัญประการหนึ่งของการบำบัดน้ำเสีย หากไม่มีการควบคุมให้ดีอาจจะก่อให้เกิดกรณีร้องเรียนหรือการต่อต้านจากประชาชนได้

ปัจจัยที่ทำให้เกิดกลิ่นในขั้นตอนต่าง ๆที่สำคัญของระบบบำบัดน้ำเสียพอสรุปได้ดังนี้

1. ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เกิดจากความล้มเหลวของถังหมักกากตะกอน (Anearobic Digesters)

2. การปล่อยกากตะกอนสู่ถังหมักมากเกินไป

3. ก๊าซแอมโมเนียที่เกิดจากขั้นตอนการทำให้ตะกอนจับตัวด้วยการใช้ปูนขาว (Lime Stabilization)

4. กลิ่นตกค้างจากการใช้สารคลอรีน

5. การเติมอากาศไม่เพียงพอหรือไม่เหมาะสม

6. เครื่องควบคุมกลิ่นทำงานได้ไม่ดี

7. การรั่วไหลของก๊าซแอมโมเนียในขั้นตอน Alkaline และ Chemical Fixation

          แนวทางแก้ไขปัญหาเรื่องกลิ่น ควรดำเนินทั้งการแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าและการสืบหาสาเหตุของปัญหาเพื่อหาทางแก้ไขให้ถูกต้องต่อไป การแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าส่วนใหญ่นิยมใช้สารเคมี โดยควรเลือกใช้ให้ถูกต้อง ตัวอย่างของสารเคมีที่ใช้กำจัดกลิ่นได้แก่ Potassium Permanganate, Sodium Hypochlorite, Calcium Hypochlorite และ Hydrogen Peroxide เป็นต้น

 

ตารางแสดงสารประกอบที่ก่อให้เกิดกลิ่นอันเนื่องมาจากน้ำเสียและลักษณะกลิ่นที่เกิดขึ้น

 

คุณภาพน้ำทิ้ง

          น้ำทิ้ง คือ น้ำที่ใช้แล้วและถูกปล่อยทิ้งลงในแหล่งน้ำ ซึ่งอาจได้รับการบำบัดหรืออาจจะไม่ต้องอาศัยกรรมวิธีการบำบัดก็ได้ หากน้ำทิ้งนั้นมีคุณภาพตามมาตรฐานน้ำทิ้ง

          ปัจจุบันมีหลายหน่วยงานได้ประกาศใช้มาตรฐานคุณภาพน้ำทิ้งจากแหล่งกำเนิดต่าง ๆ เช่น อาคารบางประเภท โรงงาน หรือ เรือ ซึ่งออกตามความในพระราชบัญญัติต่าง ๆที่สำคัญได้แก่

- พระราชบัญญัติส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2535

- พระราชบัญญัติโรงงาน พ.ศ. 2535

- พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522 และ พ.ศ. 2535

- พระราชบัญญัติการสาธารณสุข พ.ศ. 2535

          อย่างไรก็ตามมาตรฐานใด ๆ ก็จะต้องไม่ด้อยกว่า มาตรฐานน้ำทิ้งที่ออกตามความในพระราชบัญญัติส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ. 2535 ถึงแม้จะเคยกำหนดไว้ด้อยกว่านี้ ก็จะต้องปรับปรุง หรือไม่เช่นนั้นก็จะต้องถือว่าให้ใช้มาตรฐานในพระราชบัญญัติดังกล่าวแทน

คุณภาพน้ำทิ้งที่กำหนดไว้ตามพระราชบัญญัติส่งเสริม และรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พ.ศ.2535 ประกอบด้วย

1. ความเป็นกรด-ด่าง (pH)

2. บีโอดี (BOD-Biochemical Oxygen Demand )

3. ปริมาณของแข็ง (Solids)

- ปริมาณของแข็งแขวนลอย(Suspended Solids) ของแข็งที่ลอยบนผิว หรือลอยในน้ำ

- ปริมาณของแข็งตกตะกอน (Settleable Solids)

- ปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำ (Dissolved Solids)

4. ซัลไฟด์ (Sulfide) สารประกอบซัลเฟอร์

5. ไนโตรเจน (Nitrogen)

- ทีเคเอ็น (TKN) คือ ไนโตรเจนที่เป็นสารอินทรีย์และแอมโมเนียไนโตรเจน

- Ammonia Nitrogen คือไนโตรเจนที่อยู่ในรูปโปรตีนของพืชหรือสัตว์ หรือที่เกิดจากการย่อย สลายของ Organic Nitrogen มาเป็นแอมโมเนีย

6. ไขมัน น้ำมันและกรีส (Fats, Oil and Grease)

ตารางสรุปประเภทของอาคาร

หมายเหตุ : ปัจจุบันควบคุมเฉพาะประเภท ก

 

มาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากอาคาร ประเภท ก.

1. ความเป็นกรดและด่าง (pH) ต้องมีค่าระหว่าง 5-9

2. บีโอดี (BOD) ต้องมีค่าไม่เกิน 20 มิลลิกรัมต่อลิตร

3. สารแขวนลอย (Suspended Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 30 มิลลิกรัมต่อลิตร

4. ซัลไฟด์ (Sulfide) ต้องมีค่าไม่เกิน 1.0 มิลลิกรัมต่อลิตร

5. สารที่ละลายได้ทั้งหมด (Total Dissolved Solids) ต้องมีค่าเพิ่มขึ้นจากปริมาณสารละลายในน้ำใช้ ตามปกติไม่เกิน 500 มิลลิกรัมต่อลิตร

6. ตะกอนหนัก (Settleable Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร

7. น้ำมันและไขมัน (Fat Oil and Grease) ต้องมีค่าไม่เกิน 20 มิลลิกรัมต่อลิตร

8. ทีเคเอ็น (TKN) ต้องมีค่าไม่เกิน 35 มิลลิกรัมต่อลิตร

 

มาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากอาคาร ประเภท ข.

1. ความเป็นกรดและด่าง (pH) ต้องมีค่าระหว่าง 5-9

2. บีโอดี (BOD) ต้องมีค่าไม่เกิน 30 มิลลิกรัมต่อลิตร

3. สารแขวนลอย (Suspended Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 40 มิลลิกรัมต่อลิตร

4. ซัลไฟด์ (Sulfide) ต้องมีค่าไม่เกิน 1.0 มิลลิกรัมต่อลิตร

5. สารที่ละลายได้ทั้งหมด (Total Dissolved Solids) ต้องมีค่าเพิ่มขึ้นจากปริมาณสารละลายในน้ำใช้ ตามปกติไม่เกิน 500 มิลลิกรัมต่อลิตร

6. ตะกอนหนัก (Settleable Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร

7. น้ำมันและไขมัน (Fat Oil and Grease) ต้องมีค่าไม่เกิน 20 มิลลิกรัมต่อลิตร

8. ทีเคเอ็น (TKN) ต้องมีค่าไม่เกิน 35 มิลลิกรัมต่อลิตร

 

มาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากอาคาร ประเภท ค.

1. ความเป็นกรดและด่าง (pH) ต้องมีค่าระหว่าง 5-9

2. บีโอดี (BOD) ต้องมีค่าไม่เกิน 40 มิลลิกรัมต่อลิตร

3. สารแขวนลอย (Suspended Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 50 มิลลิกรัมต่อลิตร

4. ซัลไฟด์ (Sulfide) ต้องมีค่าไม่เกิน 3.0 มิลลิกรัมต่อลิตร

5. สารที่ละลายได้ทั้งหมด (Total Dissolved Solids) ต้องมีค่าเพิ่มขึ้นจากปริมาณสารละลายในน้ำใช้ ตามปกติไม่เกิน 500 มิลลิกรัมต่อลิตร

6. ตะกอนหนัก (Settleable Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร

7. น้ำมันและไขมัน (Fat Oil and Grease) ต้องมีค่าไม่เกิน 20 มิลลิกรัมต่อลิตร

8. ทีเคเอ็น (TKN) ต้องมีค่าไม่เกิน 40 มิลลิกรัมต่อลิตร

 

มาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากอาคาร ประเภท ง.

1. ความเป็นกรดและด่าง (pH) ต้องมีค่าระหว่าง 5-9

2. บีโอดี (BOD) ต้องมีค่าไม่เกิน 50 มิลลิกรัมต่อลิตร

3. สารแขวนลอย (Suspended Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 50 มิลลิกรัมต่อลิตร

4. ซัลไฟด์ (Sulfide) ต้องมีค่าไม่เกิน 4.0 มิลลิกรัมต่อลิตร

5. สารที่ละลายได้ทั้งหมด (Total Dissolved Solids) ต้องมีค่าเพิ่มขึ้นจากปริมาณสารละลายในน้ำใช้ ตามปกติไม่เกิน 500 มิลลิกรัมต่อลิตร

6. ตะกอนหนัก (Settleable Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร

7. น้ำมันและไขมัน (Fat Oil and Grease) ต้องมีค่าไม่เกิน 20 มิลลิกรัมต่อลิตร

8. ทีเคเอ็น (TKN) ต้องมีค่าไม่เกิน 40 มิลลิกรัมต่อลิตร

 

มาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากอาคาร ประเภท จ.

1. ความเป็นกรดและด่าง (pH) ต้องมีค่าระหว่าง 5-9

2. บีโอดี (BOD) ต้องมีค่าไม่เกิน 200 มิลลิกรัมต่อลิตร

3. สารแขวนลอย (Suspended Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 60 มิลลิกรัมต่อลิตร

4. ซัลไฟด์ (Sulfide) ต้องมีค่าไม่เกิน 4.0 มิลลิกรัมต่อลิตร

5. สารที่ละลายได้ทั้งหมด (Total Dissolved Solids) ต้องมีค่าเพิ่มขึ้นจากปริมาณสารละลายในน้ำใช้ ตามปกติไม่เกิน 500 มิลลิกรัมต่อลิตร

6. ตะกอนหนัก (Settleable Solids) ต้องมีค่าไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัมต่อลิตร

7. น้ำมันและไขมัน (Fat Oil and Grease) ต้องมีค่าไม่เกิน 100 มิลลิกรัมต่อลิตร

8. ทีเคเอ็น (TKN) ต้องมีค่าไม่เกิน 40 มิลลิกรัมต่อลิตร

 

"รักษ์น้ำปลอดมลพิษ เพื่อชีวิต เพื่อสิ่งแวดล้อม"

 

มาตรฐานน้ำทิ้งอุตสาหกรรม

 

บทลงโทษ

ผู้ได้รับใบอนุญาตประกอบการรายใดฝ่าฝืนต่อประกาศฉบับนี้ จะถูกลงโทษปรับ ไม่เกินสองหมื่น

แหล่งที่มาของข้อมูล

 

ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม ฉบับที่ 12 (พ.ศ. 2525) ออกตามความในพระราช บัญญัติโรงงาน พ.ศ. 2512 ตีพิมพ์ในหนังสือราชกิจจานุเษกษา เล่ม 99 ตอนที่ 33 (ฉบับพิเศษ แผนกราชกิจจาฯ) ลงวันที่ 5 มีนาคม 2525 และประกาศ กระทรวง อุตสาหกรรม ฉบับที่ 10 (พ.ศ. 2521) ออกตามความพระราชบัญญัติโรงงาน พ.ศ. 2521

 

หลักการจัดการน้ำเสีย

          หลักการจัดการน้ำเสียที่สำคัญได้แก่การนำน้ำเสียที่เกิดขึ้นเข้าสู่กระบวนการบำบัดให้ได้ตามมาตรฐานน้ำทิ้ง ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม และสุขภาพอนามัย โดยทั่วไปการจัดการน้ำเสียจะประกอบด้วย

1. การรวบรวมน้ำเสีย (Collection)

2. การบำบัดน้ำเสีย (Treatment)

3. การกำจัดกากตะกอน (Sludge Disposal)

4. การนำกลับมาใช้ประโยชน์ (Reuse and Reclamation)

5. หลักการป้องกันภาวะมลพิษ (Pollution Prevention)

          อย่างไรก็ตาม การจัดการน้ำเสียที่ถูกต้องนั้น ไม่จำเป็นต้องประกอบด้วยองค์ประกอบทั้ง 5 ประการ ข้างต้นเสมอไป โดยเฉพาะการบำบัดนำเสียขนาดเล็ก (Small Treatment) หรือการบำบัดน้ำเสียจากบ้านพักอาศัย (Onsite Treatment) ระบบที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน ได้แก่ บ่อเกรอะ (Septic Tank) ถังกรองไร้อากาศ (Anaerobic Filter ) บ่อซึม และลานซึม

          บ่อเกรอะ (Septic Tank) เป็นการบำบัดน้ำเสียขั้นต้น โดยการแยกของแข็งออกจากของเหลว ตะกอนส่วนหนึ้งจะถูกย่อยสลาย อีกส่วนหนึ่งลอยขึ้นเป็นคราบฝ้าเหนือน้ำ เมื่อมีการสะสมตะกอนและฝ้าสุงสุด จะต้องมีขนาดความจุของบ่อเพื่อเก็บกักน้ำเสียได้ไม่น้อยกว่า 24 ชั่วโมง

วิธีการก่อสร้าง

1. ปลอกคอนกรีตขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.08-1.00 เมตร ขอบสูง 0.5 เมตร นำมาวางเรียงซ้อนกันตามจำนวนปลอกที่กำหนดไว้ เทคอนกรีตที่ก้นปลอกบ่อสุดท้าย ความหนาประมาณ 3-4 เซนติเมตร และยารอยต่อระหว่างวงขอบทุกวง

2. เจาะถังด้านตรงข้ามกันทางน้ำเข้า เพื่อเป็นช่องทางน้ำออก โดอให้รอยเจาะอยู่ต่ำกว่าทางน้ำเข้าไม่น้อยกว่า 10 เซนติเมตร

3. ปากทางน้ำออก ทำแผ่นกั้นไขมัน ซึ่งทำได้โดยใช้กระเบื้องแผ่นเรียบขนาด 40-60 เซนติเมตร กั้นยาไม้ติดกับผนังบ่อด้วยซีเมนต์ให้ปลายของแผ่นกั้นต่ำลงไปด้านล่างของท่อประมาณ 40 เซนติเมตร ฝาปิดบ่อเกรอะ ต้องให้มีฝาปิดมิดชิด เปิดได้ ขนาดไม่น้อยกว่า 40X30 เซนติเมตร และต่อท่อระบายก๊าซ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 1 นิ้ว ต่อความสูงอย่างน้อย 2 เมตร

4. น้ำที่ใช้แล้วทั้งหมดจากห้องน้ำ และห้องครัวให้ต่อลงบ่อเกรอะทั้งหมด เพื่อช่วยทำให้ภายในบ่อเกรอะเจือจางซึ่งจะทำให้ระบบซึมทำงานได้ดี (ไม่ต้องกลัวเต็ม ถ้าจะให้ดีก่อนให้เติมน้ำให้เต็มบ่อเกรอะก่อน

          ประสิทธิภาพของบ่อเกรอะ สามารถกำจัดความสกปรกในรูปสารอินทรีย์ (BOD) ได้ประมาณ ร้อยละ 26-65 ตะกนอสารแขวนลอย ร้อยละ 40-80 ไขมันร้อยละ 70-80

          ถังกรองไร้อากาศ (Anaerobic filter) เป็นขบวนการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีการทางชีวภาพแบบไม่ใช้อากศในถังที่บรรจุตัวกรอง (Filter Media) เช่น กรวด พลาสติก พีวีซี และไนลอน เป็นต้น ที่มีความพรุนของผิว ประมาณร้อยละ 45 ขนาดความจุของถังกรองเก็บกักน้ำเสียได้ไม่น้อยกว่า 72 ชั่วโมง

วิธีการก่อสร้าง

1. ถังกรองไร้อากาศก่อสร้างโดยใช้ปลอกคอนกรีตวางซ้อนกันเช่นเดียวกับบ่อเกรอะ แต่ก้นบ่อต้องสูงกว่าบ่อเกรอะอย่างน้อย 1 ปลอก

2. ใส่ตัวกรอง (Filter Media) จนได้ความหนาในบ่อประมาณ 1.20 เมตร โดยใช้กรวดหรือหินย่อยขนาด 1.5-3 นิ้ว เป็นวัสดุตัวกรอง

3. ระยะเวลาน้ำเสียพักในบ่อประมาณ ไม่น้อยกว่า 24 ชั่วโมง

4. ล้างตัวกรองกรณีเกิดการอุดตัน โดยสูบตะกอนออกจากบ่อเกรอะให้หมด แล้วเปิดฝ่าบ่อกรองและฉีกน้ำล้างสวนทางน้ำเข้า เรียกว่า Bank Washing ซึ่งอาจทำทุก ๆ 3-5 ปี กรณีมีบ่อเกรอะเชื่อมต่อกับระบบนี้ น้ำล้างคราบที่อุดตันตัวกรองจะไหลกลับลงสู่บ่อเกรอะเป็นเชื้อให้การทำงานต่อไป

          ประสิทธิภาพของถังกรองไร้อากาศ ในการบำบัดน้ำเสียได้ดี หากน้ำเสียที่เข้าระบบผ่านการบำบัดมาบ้างแล้ว เช่น ผ่านจากถังเกรอะ ระบบมีประสิทธิภาพกำจัดความสกปรกในรูปสารอินทรีย์ (BOD) ร้อยละ 70-75 และตะกอนสารแขวนลอย ร้อยละ 64-72

          บ่อซึม เป็นระบบที่ช่วยในการบำบัดนำเสีย โดยอาศัยความสามารถของดินเป็นที่รองรับของเสีย ซึ่งไม่เหมาะสำหรับบริเวณที่ลักษณะเป็นดิเหนียวปนดินตะกอน ดินร่วนปนเหนียว และพื้นที่ที่มีระดับน้ำใต้ดินสูง นิยมใช้กับครัวเรือนหรืออาคารขนาดเล็ก มีพื้นที่ระบายไม่มากนัก

วิธีการก่อสร้าง

1. ขุดดินเป็นร่องขนาดกว้าง 60-90 เซนติเมตร ลึก 40-65 เซนติเมตร แล้วใช้กรวดหรือหินหักรองพื้นร่องหนา 20-30 เซนติเมตร แล้วจึงวางท่อรับน้ำออกจากบ่อเกรอะ ให้มีความลาดเอียงไม่เกิน 1:100 แล้วจึงใช้กรวดหินหรือหินหักกลบทับบนท่อ หนาไม่น้อยกว่า 20 เซนติเมตร แล้วจึงใช้ดินกลบ

2. สำหรับท่อที่วางใน่อง หากใช้ท่อซีเมนต์ หรือท่อพีวีซี หรือท่อดินเผา ขนาดเส้นฝ่าศูนย์กลางควรไม่น้อยกว่า 4 นิ้ว

3. เจาะรูท่อ 2 แถว ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.5 นิ้ว ห่างกันประมาณ 5-8 เซนติเมตร ไปตลอดแนวความยาวท่อ วางท่อให้รูคว่ำลงบนดินเป็นมุม 45 องศา

          ลานซึม ในกรณีที่น้ำทิ้งมีปริมาณมาก และมีพื้นที่ดินกว้างเพียงพอ อาจใช้การระบายแบบลานซึม ซึ่งประกอบด้วยระบบท่อเจาะรูฝังใต้ดินกระจายน้ำทิ้งให้ซึมลงดิน แต่ในการออกแบบควรมีการทดสอบคุณสมบัติการซึมของดินเสียก่อน

 

แผนภูมิแสดงขั้นตอนการจัดการน้ำเสีย

 

การรวบรวมน้ำเสีย (Collection System)

          การรวบรวมน้ำเสีย หมายถึง การนำน้ำเสียจากแหล่งกำเนิดต่าง ๆ อาทิ บ้านเรือน สถานศึกษา โรงงานอุตสาหกรรม โดยอาจจะผสมด้วยน้ำฝน หรือน้ำผิวดินต่าง ๆ ไปสู่ระบบบำบัดน้ำเสียอย่างเหมาะสมตามหลักวิชาการ วิศวกรรม และเศรษฐศาสตร์ โดยควรจะออกแบบเพื่อวางระบบท่อให้ลาดเอียงตามลักษณะความสูงต่ำของพื้นดินเพื่อให้น้ำเสียสามารถไหลไปเองตามธรรมชาติ แต่กรณีที่ไม่สามารถวางท่อให้ลาดเอียงตามความสูงต่ำของพื้นที่ได้ อาจจำเป็นต้องก่อสร้างสถานีสูบน้ำเสียเป็นระยะ ๆ ตามความเหมาะสม

          ในการวางแผนและออกแบบระบบรวบรวมน้ำเสีย จำเป็นต้องอาศัยข้อมูลด้านต่างๆ อาทิ อัตราการไหลของน้ำเสีย ระบบของไหล (Hydraulic) การคัดเลือกขนาดและประเภทของท่อระบายน้ำเสียอย่างเหมาะสม นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องวางแผนเกี่ยวกับการซ่อมแซมระบบรวบรวมน้ำเสีย รวมทั้งการควบคุมกลิ่น และป้องกันการกัดกร่อนของท่อที่อาจเกิดขึ้นได้

โดยทั่วไปสามารถแบ่งระบบรวบรวมน้ำเสียออกเป็น 2 ระบบ

1. ระบบรวบรวมน้ำเสียแบบรวม (Combined System) เป็นระบบที่ออกแบบขึ้นเพื่อรวบรวมทั้งน้ำเสีย และน้ำฝนรวมกันในท่อเดียวกันเพื่อนำไปบำบัด ณ โรงบำบัดน้ำเสีย ขนาด และความยาวของท่อ ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำเสียที่เกิดขึ้น และพื้นที่ที่ต้องการวางระบบท่อ โดยทั่วไปจะใช้ท่อที่มีขนาดใหญ่เนื่องจากต้องรวบรวมทั้งน้ำเสียและน้ำฝน แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของท่อด้วย การรวบรวมทั้งน้ำเสียและน้ำฝนเข้าสู่โรงบำบัดทำให้ต้องสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการบำบัดมากขึ้น นอกจากนี้ยังต้องมีการออกแบบระบบให้มีความยืดหยุ่นต่อสภาพการณ์ เช่นในฤดูมรสุมจะมีปริมาณน้ำฝนมากกว่าปกติ บางครั้งอาจเกิดกรณีน้ำท่วมทำให้ไม่สามารถรวบรวมน้ำเสียและน้ำฝนทั้งหมดได้ทำให้น้ำเสียส่วนหนึ่งถูกระบายลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติต่อไป

2. ระบบรวบรวมน้ำเสียแบบแยก (Separate System) เป็นระบบที่รวบรวมน้ำเสีย และน้ำฝนแยกออกจากกันคนละท่อ ท่อที่รวบรวมน้ำเสียจะนำน้ำเสียไปบำบัด ณ โรงบำบัดน้ำเสีย ส่วนน้ำฝนจะถูกรวบรวมไปกักเก็บเพื่อให้เกิดการปรับสภาพด้วยวิธีทางธรรมชาติ แล้วจึงระบายลงสู่แหล่งน้ำตามธรรมชาติต่อไป ปัจจุบันได้มีการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อจัดการน้ำฝนที่เกิดขึ้นโดยเฉพาะ อาทิ ปริมาณน้ำฝน ทิศทางการไหล และสถานที่สำหรับก่อสร้างบ่อหรือบึงสาธารณะสำหรับกักเก็บน้ำฝนที่เหมาะสม ทำให้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายลงได้มาก การก่อสร้างท่อรวบรวมน้ำเสียแบบแยกนี้จะมีความยุ่งยาก และสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายสูง แต่จะประหยัดค่าใช้จ่ายด้านการบำบัดน้ำเสีย เนื่องจากบำบัดเฉพาะน้ำเสียที่เกิดขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ยังไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับสภาวะน้ำท่วม หรือกรณีที่มีปริมาณน้ำฝนมากจนเกินไป

          อย่างไรก็ตามการเลือกใช้ระบบรวบรวมน้ำแบบใดนั้น จำเป็นต้องพิจารณาความเหมาะสมหลาย ๆ ด้านรวมทั้งการแก้ไขปัญหาในระยะยาว บางชุมชนที่มีข้อจำกัดในการเดินระบบท่อ อาจจะใช้ระบบรวบรวมน้ำเสียทั้งสองแบบร่วมกันก็ได้ โดยอาจจะใช้เป็นกรณีศึกษาเปรียบเทียบ เพื่อใช้ประกอบการตัดสินใจในพื้นที่อื่น ๆ ต่อไป

โดยทั่วไปสามารถแบ่งประเภทของท่อรวบรวมน้ำเสียตามลักษณะการใช้งานออกเป็น 5 ประเภท ได้แก่

1. Building Sewers หรือ Building Connections เป็นท่อที่ต่อเข้ากับบ้านเรือนหรือตัวอาคารต่างๆ เพื่อรวบรวมน้ำเสียเข้าสู่ท่อรวบรวมน้ำเสียขนาดเล็กที่เรียกว่า Lateral Sewers

2. Lateral Sewers หรือ Branch เป็นท่อแขนงขนาดเล็กที่ใช้รวบรวมน้ำเสียจากจุดต่าง ๆเข้าด้วยกันเพื่อนำน้ำเสียเข้าสู่ท่อน้ำเสียหลัก (Main Sewers)

3. Main Sewers เป็นท่อที่รวบรวมน้ำเสียจาก Lateral Sewers เข้าด้วยกันแล้วระบายลงสู่Trunk Sewers

4. Trunk Sewers เป็นท่อรวบรวมน้ำเสียขนาดใหญ่ที่ใช้รวบรวมน้ำเสียจาก Main Sewers ลงสู่ Intercepting Sewers กรณีที่ไม่จำเป็นต้องมี Intercepting Sewers จะใช้ Trunk Sewers รวบรวมน้ำเสียไปสู่โรงบำบัดน้ำเสียแทน

5. Intercepting Sewers เป็นท่อรวบรวมน้ำเสียขั้นสุดท้าย เพื่อนำน้ำเสียไปบำบัด ณ โรงบำบัดน้ำเสีย

นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งชนิดของท่อตามวัสดุได้ดังนี้

1. ท่อซีเมนต์ผสมใยแก้ว (Asbestos Cement-AC) มีขนาด (แบ่งตามเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อ) ตั้งแต่ 100-900 มิลลิเมตร หรือ 4-36 นิ้ว ท่อชนิดนี้จะไม่ทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดที่เกิดขึ้นจากน้ำเสีย แต่ถ้าหากขั้นตอนการหล่อท่อมีกรรมวิธีการอบที่ถูกต้อง ก็สามารถใช้กับน้ำเสียที่มีฤทธิ์ความเป็นกรดในระดับปานกลางได้

2. ท่อเหล็ก (Ductile Iron-DI) มีขนาดตั้งแต่ 100-1,350 มิลลิเมตร หรือ 4-54 นิ้ว จะใช้ท่อชนิดนี้ในสภาพที่ท่อต้องรับน้ำหนักมาก ๆ เช่น การวางท่อข้ามคลองหรือแม่น้ำต่าง ๆ หรือกรณีที่ต้องการไม่ให้มีการรั่วไหลของ น้ำเสียอันเนื่องมาจากการแตกร้าวของท่อ

3. ท่อคอนกรีตชนิด Reinforce (RC) มีขนาดตั้งแต่ 300-3,600 มิลลิเมตร หรือ 12-144 นิ้ว เป็นท่อที่ใช้งานกันโดยทั่วไป แต่ไม่สามารถทนทานต่อการกัดกร่อนของกรด

4. ท่อคอนกรีตชนิด Prestress (PC) เป็นท่อที่เหมาะสำหรับท่อหลัก ที่มีความยาวมากปราศจากการต่อเข้ากับท่ออาคาร (Building Connection) หรือใช้งานกับในสภาพพื้นที่ที่ยอมรับการรั่วไหลของน้ำเสียได้ ท่อชนิดนี้ไม่ทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดได้เช่นกัน

5. ท่อพลาสติกชนิด Polyvinyl Chloride (PVC) มีขนาดตั้งแต่ 100-375 มิลลิเมตร หรือ 4 -15 นิ้ว เป็นท่อที่ถูกเลือกใช้ทดแทนท่อ AC หรือ Vitrified Clay (VC) มีน้ำหนักเบา แข็งแรง และทดทานต่อการกัดกร่อนของกรด

6. ท่อ Vitrified Clay (VC) มีขนาดตั้งแต่ 100-900 มิลลิเมตร หรือ 4-36 นิ้ว เป็นท่อที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในสภาพพื้นที่ที่สามารถขนส่งน้ำเสียด้วยแรงโน้มถ่วง ในปัจจุบันยังนิยมใช้สำหรับท่อขนาดเล็กกลางเป็นท่อที่ทนทานต่อการกัดกร่อนของกรด แต่ไม่ทนทานต่อการทำลายของก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้ นอกจากนี้ยังเกิดการแตกร้าวได้ง่ายด้วยเช่นกัน

          ดังนั้นการเลือกท่อชนิดใดนั้นจำเป็นต้องเลือกใช้อย่างเหมาะสมตามลักษณะการใช้งาน ลักษณะพื้นที่ ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม และราคา เป็นต้น

 

การบำบัดน้ำเสีย (Treatment System)

          การจะให้ได้มาซึ่งระบบบำบัดน้ำเสียที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้น จำเป็นต้องอาศัยการทำงาน ตามขั้นตอนที่สำคัญได้แก่ การออกแบบ (System Design) การประเมินคุณค่าทางวิศวกรรม (Value Engineering) การก่อสร้าง (Construction) การดำเนินงานบำบัดน้ำเสีย (Start up and Operations) และการเก็บตัวอย่าง/ตรวจวัดคุณภาพน้ำทิ้ง (Sampling and Analysis)

1. การออกแบบ (System Design) การออกแบบระบบบำบัดน้ำเสียเป็นขั้นตอนที่สำคัญสำหรับการบำบัดน้ำเสีย หากตัวแปรต่าง ๆ ที่ใช้ในการออกแบบมีความคลาดเคลื่อนจากสภาพความเป็นจริงมาก อาจก่อปัญหาต่อการทำงานของระบบได้ การออกแบบระบบบำบัดน้ำเสีย ประกอบด้วยขั้นตอนที่สำคัญดังนี้

1.1 Conceptual Design การออกแบบในขั้นตอนนี้มีความสำคัญอย่างมากต่อการปฏิบัติงานของระบบบำบัดน้ำเสีย เนื่องจากต้องมีการศึกษาและการระดมความคิดในการออกแบบระบบที่เหมาะสมโดยเริ่มตั้งแต่การตัดสินใจเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้หลักทางวิศวกรรม การเลือกใช้วัสดุอุปกรณ์ การวางผังภูมิของอุปกรณ์ (Facilities Layouts) ในขั้นตอนการบำบัดน้ำเสียต่าง ๆ การศึกษาและสรุปข้อมูลพื้นฐานที่จำเป็นต่อการออกแบบ การวิเคราะห์ระบบไฮดรอลิกของโรงบำบัดน้ำเสีย (Plant Hydraulics) การกำหนดมาตรการด้านการปฏิบัติการและการควบคุมระบบบำบัดน้ำเสีย รวมทั้งการสำรวจสภาพภูมิประเทศ และการศึกษาเกี่ยวกับสภาพและชั้นดิน ซึ่งมีความสำคัญอย่างมากต่อการออกแบบและการก่อสร้าง

ตัวแปรที่สำคัญต่อการออกแบบ ประกอบด้วย

(1.) อัตราการไหลของน้ำและปริมาณของเสียที่เข้าสู่ระบบ (Flow Rates and Mass Loadings)

(2.) การศึกษาและกำหนดค่าอัตราการไหลที่เหมาะสม

(3.) การศึกษาและกำหนดค่าปริมาณของเสียที่เข้าสู่ระบบอย่างเหมาะสม

(4.) การเลือกระบบบำบัดน้ำเสียที่เหมาะสม

(5.) องค์ประกอบต่าง ๆ ของการออกแบบขั้นตอน (Conceptual Design)

1.2 การออกแบบขั้นต้น (Preliminary Design) การออกแบบขั้นตอนนี้คิดเป็นปริมาณงานประมาณร้อยละ 20-30 ของโครงการ โดยประกอบด้วยผลสรุปของการวางแผนระบบทั้งหมด กำหนดวัสดุอุปกรณ์ที่ต้องใช้งานทั้งหมดพร้อมทั้งอุปกรณ์ที่ใช้ทดแทน การวางระบบท่อ การกำหนดพื้นที่และงานด้านสถาปัตยกรรม กำหนดระบบสนับสนุน และเครื่องมือที่ต้องใช้ในกรณีฉุกเฉิน เมื่อการออกแบบขั้นต้นแล้วเสร็จ สามารถคำนวณค่าใช้จ่ายเบื้องต้น และค่าใช้จ่ายสำหรับการก่อสร้างได้

1.3 การศึกษากรณีพิเศษ (Special Study) ส่วนใหญ่จะดำเนินการในช่วงก่อน หรือระหว่างขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น โดยอาจจะกระทำในรูปโรงงานตัวอย่าง (Pilot Plant) เพื่อทดสอบอุปกรณ์ชนิดใหม่ หรือการทดลองโดยระบบในขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่ง การศึกษาระดับกลิ่นที่มีก่อนการก่อสร้างระบบบำบัดน้ำเสีย (Background) หรือสภาพต่าง ๆ ที่มีอยู่เดิม (Existing Condition) รวมถึงการศึกษาแหล่งรองรับน้ำทิ้ง และการแพร่กระจายของน้ำทิ้งในแหล่งรองรับต่างๆ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องศึกษาและสำรวจปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องให้แล้วเสร็จสมบูรณ์ก่อนเริ่มดำเนินงานการออกแบบขั้นสมบูรณ์ (Final Design) ทั้งนี้เพื่อหลีกเลี่ยงความไม่แน่นอน และการออกแบบเพิ่มเติมใหม่ ซึ่งจะต้องสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายมากขึ้น

1.4 การออกแบบขั้นสมบูรณ์ (Final Design or Detail Design) เป็นการออกแบบอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเตรียมการก่อสร้างและการกำหนดรายละเอียด (Specifications) ขั้นตอนนี้จะต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญในด้านต่าง ๆ ได้แก่ วิศวกรโยธา วิศวกรสิ่งแวดล้อม วิศวกรเคมี วิศวกรเครื่องกล วิศวกรไฟฟ้า วิศวกรโครงสร้าง นักธรณีวิทยา ช่างเขียนแบบ และบุคลากรสนับสนุนอื่น ๆ แบบการก่อสร้าง และรายละเอียดต่าง ๆ จะใช้เป็นเอกสารประกอบการประมูลการก่อสร้างระบบบำบัดน้ำเสีย

2. การประเมินคุณค่าทางวิศวกรรม (Value Engineering-VE)

          เป็นการทบทวนโครงการโดยเฉพาะค่าใช้จ่าย และเทคนิคการควบคุมเพื่อกำหนดค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็นของโครงการ วัตถุประสงค์ของขั้นตอนนี้ ได้แก่ การดำเนินโครงการให้ดีที่สุด สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายให้น้อยที่สุด แต่ยังคงปริมาณและคุณภาพงานเท่าเดิม ในประเทศสหรัฐอเมริกา องค์การพิทักษ์สิ่งแวดล้อม (U.S. Environmental Protection Agency-U.S. EPA) เป็นผู้กำหนดว่าโครงการที่ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลกลางด้วยวงเงินตั้งแต่ 10 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ขึ้นไป จะต้องมีการประเมินคุณค่าทางวิศวกรรม และการดำเนินงานดังกล่าวจะอาศัยทีมงานมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับขนาด และความซับซ้อนของโครงการ โดยทีมงานเหล่านี้จะต้องไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับงานการออกแบบของโครงการ สำหรับโครงการขนาดใหญ่โดยทั่วไปจะมีการทบทวน 2 ขั้นตอน ใช้เวลาขั้นตอนละประมาณ 1 สัปดาห์ โดยขั้นตอนแรกครอบคลุมเนื้องานร้อยละ 20-30 ของโครงการทั้งหมด ส่วนขั้นตอนที่ 2 จะครอบคลุมเนื้องานร้อยละ 60-75 ของโครงการ

3. การก่อสร้าง (Construction)

คุณภาพของงานการออกแบบ และการกำหนดรายละเอียด (Specifications) สามารถวัดผลได้จาก

(1.) ความยากง่ายในการใช้อุปกรณ์ใหม่ในระบบที่มีอยู่

(2.) ข้อกำหนดที่ยินยอมให้ผู้รับเหมาก่อสร้างยื่นการประมูลด้วยข้อจำกัดที่น้อย

(3.) รายละเอียดที่กำหนดให้ มีการใช้วัสดุคุณภาพสูงในขั้นตอนการก่อสร้างเพื่อความแน่ใจต่อ การใช้งานในระยะยาว

(4.) การทำงานแล้วเสร็จในระยะเวลาอันสั้น

(5.) มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นน้อยในขั้นตอนการก่อสร้าง

          การดำเนินงานก่อสร้างให้แล้วเสร็จตามเวลาที่กำหนดจำเป็นต้องมีแผนการบริหารงานก่อสร้างที่ดี โดยทั่วไปแล้วบริษัทก่อสร้างจะนำข้อเสนอแผนงานก่อสร้างต่อเจ้าของโครงการทำการศึกษาทบทวน ทั้งนี้โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อ

(1.) ตรวจสอบความถูกต้องของเทคนิคที่ใช้ ขั้นตอนการดำเนินงาน และความเป็นไปได้ต่าง ๆ ก่อนเริ่มดำเนินงานก่อสร้าง

(2.) ตรวจสอบดูว่าขั้นตอนของงานการก่อสร้างสนองตอบเป้าหมายหรือไม่ และได้ดำเนินงาน อย่างประหยัดหรือไม่

(3.) ศึกษาเพื่อให้แน่ใจว่า การดำเนินงานก่อสร้างตรงตามรายละเอียด (Specifications) ที่ กำหนดไว้

(4.) หลีกเลี่ยงและควบคุมความเปลี่ยนแปลงที่อาจจะเกิดขึ้นได้ในระหว่างการดำเนินงานรวมทั้ง การเรียกร้องความเสียหายต่าง ๆ

4. การดำเนินงานบำบัดน้ำเสีย (Start up and Operations)

          ปัจจุบันส่วนใหญ่บริษัทผู้ก่อสร้างจะเป็นผู้เริ่มต้นเดินระบบ (Start up) จนกระทั่งแน่ใจแล้วว่าระบบสามารถดำเนินไปได้โดยไม่มีปัญหาจึงส่งมอบให้เจ้าของโครงการดำเนินการต่อไป การดำเนินงานจะประสบผลสำเร็จมากน้อยเพียงใดนั้น ผู้ปฏิบัติงาน (Plant Operator) ควรดำเนินงานตามข้อควรพิจารณาดังต่อไปนี้

(1.) ปฏิบัติงานตามหน้าที่ที่ได้มอบหมายไว้หรือดีกว่าอย่างสม่ำเสมอ

(2.) ควบคุมค่าใช้จ่ายด้านการปฏิบัติงาน (Operations) และการดูแลรักษา (Maintenance) ให้ไม่สูงกว่าค่าใช้จ่ายที่ได้กำหนดไว้ในระดับที่ควรจะเป็น

(3.) ดูแลรักษาอุปกรณ์เครื่องจักรกลเพื่อให้ทำงานได้ดีอย่างสม่ำเสมอ

(4.) เพิ่มพูนความรู้แก่เจ้าหน้าที่ที่เกี่ยวข้องอย่างสม่ำเสมอ

          การจัดทำหนังสือคู่มือการปฏิบัติงานและการดูแลรักษา (O&M Mannual) จึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการดำเนินงานบำบัดน้ำเสีย โดยช่วยให้เจ้าหน้าที่เข้าใจเทคนิคและขั้นตอนต่าง ๆ และสามารถปฏิบัติตามได้อย่างถูกต้อง และยังช่วยดูแลรักษาเครื่องมือได้อย่างถูกต้องเพื่อการใช้งานในระยะยาว

5. การเก็บตัวอย่าง/ตรวจวัดคุณภาพน้ำทิ้ง (Sampling and Analysis)

5.1. การเก็บตัวอย่างน้ำทิ้ง (Sampling) เป็นดัชนีวัดประสิทธิภาพการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียว่าสามารถปรับคุณภาพน้ำทิ้งให้ได้ตามมาตรฐานกำหนดหรือ ไม่พร้อมทั้งตรวจวัดความสมดุลย์ระหว่างอินทรีย์สาร และปริมาณจุลินทรีย์ในระบบบำบัดน้ำเสีย ดังนั้นจึงต้องดำเนินการเก็บตัวอย่างให้ถูกต้องตามหลักวิชาการเพื่อ ช่วยให้สามารถตรวจวัดคุณภาพน้ำได้อย่างถูกต้อง การเก็บตัวอย่างน้ำทิ้งอย่างถูกวิธีจะต้องมีการวางแผนและกำหนดจุดเก็บตัวอย่างตามจุดที่กำหนดอย่างถูกวิธี วิธีการบันทึกข้อมูลตัวอย่าง น้ำทิ้งที่ได้จะถูกนำส่งห้องปฏิบัติการเพื่อการตรวจวัด อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์ค่าบางอย่าง จำเป็นต้องใช้วิธีการรักษาคุณภาพ (Preservation) เพื่อไม่ให้คุณภาพน้ำทิ้งเปลี่ยนไป อันอาจจะทำให้ผลการตรวจวัดไม่ตรงกับค่าที่แท้จริง ขั้นตอนต่าง ๆ ของการเก็บตัวอย่างน้ำทิ้งอย่างถูกหลักวิชาการดังกล่าว สามารถสรุปได้พอสังเขป ดังนี้

(1.) การวางแผน และการกำหนดจุดเก็บตัวอย่าง ผู้วางแผนและกำหนดจุดเก็บตัวอย่างจำเป็นต้องศึกษารายละเอียดการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียให้ดีเสียก่อน พร้อมทั้งสามารถตัดสินใจได้ว่าตัวแปรใดบ้างที่สามารถตรวจวัดค่าได้ ณ จุดเก็บตัวอย่างได้เลย นอกจากนี้การศึกษาทบทวนผลการตรวจวัดในอดีตก็ช่วยให้สามารถวางแผนเก็บตัวอย่างได้ดีขึ้น ปัจจัยที่สำคัญต่อการวางแผนและกำหนดจุดเก็บตัวอย่างได้แก่ ตัวแปรที่ต้องการตรวจวัด ความถี่ของการเก็บตัวอย่าง สภาพของพื้นที่ที่เก็บตัวอย่าง ว่าสามารถเข้า - ออกได้ง่ายหรือไม่ ชนิดของอุปกรณ์ที่ต้องใช้ในการเก็บตัวอย่าง ขนาดของถังบำบัดน้ำเสียในขั้นตอนต่าง ๆ และกลไกการทำงาน และที่สำคัญที่สุดคือการเก็บตัวอย่างให้มีคุณภาพใกล้เคียงกับสภาพความเป็นจริง (ค่าที่เป็นตัวแทนของน้ำทิ้งในถังนั้นๆ) เทคนิคในรายละเอียดนั้นไม่สามารถนำมากล่าวในที่นี้ได้ เนื่องจากข้อจำกัดด้านชนิดของตัวแปรที่ต้องการตรวจวัด และกลไกการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียที่แตกต่างกัน

(2.) การเก็บตัวอย่าง ปัจจัยที่สำคัญต่อขั้นตอนนี้ได้แก่ ภาชนะที่ใช้ในการเก็บตัวอย่าง ควรเลือกภาชนะที่เป็นพลาสติกประเภท Polyethylene เพราะสะดวกต่อการขนย้าย และไม่ทำปฏิกิริยากับสารอื่นในน้ำที่สำคัญคือ ต้องล้างให้สะอาดก่อนใช้และก่อนเก็บตัวอย่างให้ล้างภาชนะที่เก็บก่อนสัก 2-3 ครั้ง พร้อมทั้งเขียนสลากติดที่ขวดตัวอย่างโดยระบุชื่อผู้เก็บ เวลา สถานที่ วันที่เก็บ อุณหภูมิของน้ำ และสารช่วยรักษา

(3.) ชนิดของตัวอย่าง แบ่งออกเป็น 3 ชนิด ได้แก่ ตัวอย่างแยก (Grab or Catch Sample) ตัวอย่าง รวมแบบ Composite และตัวอย่างรวมแบบ Integrated

          ตัวอย่างแยก (Grab or Catch Sample) หมายถึง ตัวอย่างที่เก็บ ณ เวลา และสถานที่หนึ่งแล้วนำมาวิเคราะห์เป็นตัวอย่างๆไป ตัวอย่างชนิดนี้จะเป็นตัวแทนของน้ำทิ้งเฉพาะเวลาและจุดที่เก็บเท่านั้น หากน้ำทิ้งมีคุณภาพค่อนข้างจะคงที่ ตัวอย่างแยกเพียงตัวอย่างเดียวอาจใช้เป็นตัวแทนได้เลย

          ตัวอย่างรวมแบบ Composite หมายถึง ส่วนผสมของตัวอย่างแยกที่ทำการเก็บ ณ จุดเดียวกันแต่ต่างเวลากัน มีประโยชน์สำหรับกรณีที่ต้องการทราบความเข้มข้นเฉลี่ย

          ตัวอย่างรวมแบบ Integrated หมายถึง ส่วนผสมของตัวอย่างแยกที่เก็บจากจุดต่าง ๆ กันในเวลาเดียวกันหรือเวลาที่ใกล้เคียงกันที่สุด ตัวอย่างประเภทนี้จะเป็นตัวแทนของน้ำทิ้งได้ดีที่สุด เนื่องจากต้องเก็บตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของจุดต่าง ๆ ในส่วนตัด (Cross Section) ของถังบำบัดซึ่งเป็นสัดส่วนกับอัตราไหล

(4.) ความถี่และปริมาณตัวอย่าง สามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ และปริมาณตัวอย่างน้ำทิ้งได้ดังนี้

 

 

5.2. การตรวจวัดคุณภาพน้ำทิ้ง (Analysis) ผู้ทำการวิเคราะห์จะต้องเลือกวิธีการตรวจวัดให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ที่มีอยู่ และสัมพันธ์กับปริมาณตัวอย่างที่ ต้องการตรวจวัดในแต่ละวันทั้งนี้เพื่อ ป้องกันความผิดพลาดและความล่าช้าที่อาจเกิดขึ้น การตรวจวัดค่าตัวแปรแต่ละตัวนั้นสามารถทำได้หลายวิธี โดยสรุปหลักการตรวจวัดของตัวแปรบางชนิดได้ดังนี้

ค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH)

วิธีการตรวจวัด

          อาจจะทำได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับงบประมาณ ความถูกต้อง แม่นยำ และความละเอียดของการใช้งาน เริ่มตั้งแต่วิธีการง่ายๆ โดยการเปรียบเทียบสี (Colormetric Method) จนถึงการตรวจวัดด้วยอิเลคโทรด (Electrometric Method) ซึ่งเป็นขั้นตอนที่อาศัยเครื่องมือที่มีราคาแพง เช่น pH Meter เป็นต้น

ค่า BOD

วิธีการตรวจวัด

          การตรวจวัดค่า BOD สามารถทำได้หลายวิธี แต่ละวิธีจะประกอบด้วยหลายขั้นตอนตั้งแต่การเตรียมน้ำสำหรับเจือจาง วิธีการเจือจาง การทำ Blank เพื่อจะเกิดการเปรียบเทียบให้ได้ทราบว่าค่า BOD ที่หาได้มีความเชื่อถือได้แค่ไหน

หลักการของวิธีการตรวจวัด แบ่งออกเป็น 2 วิธีใหญ่ ๆ

วิธีการที่ 1

          การตรวจวัดโดยตรง (Direct Method) ได้แก่ การนำน้ำเสียมาตรวจวัดตามขั้นตอนโดยตรง ไม่ต้องทำ การเจือจาง โดยทั่วไปจะใช้กับน้ำที่พิจารณาแล้วเห็นว่ามีความสกปรกน้อย เช่น น้ำจากแม่น้ำ เป็นต้น

วิธีการที่ 2

          การตรวจวัดโดยการเจือจาง (Dilution Method) เป็นวิธีที่ต้องเตรียมน้ำสำหรับเจือจางเพื่อทำการเจือจางตัวอย่างน้ำ ก่อนที่จะทำการตรวจวัดตามขั้นตอน เนื่องจากตัวอย่างน้ำมีความสกปรกสูง หากไม่ทำการเจือจางลง ปริมาณออกซิเจนในตัวอย่างน้ำจะไม่เพียงพอต่อการย่อยสลายสารอินทรีย์ได้หมด ทำให้ไม่สามารถตรวจวัดค่าที่แท้จริงได้

ของแข็ง (Solids)

1. ของแข็งตกตะกอน (Settleable Solids)

วิธีการตรวจวัด

          ใช้ Imhoff Cone ซึ่งเป็นกรวยขนาดใหญ่ ข้างล่างมีขีดบอกปริมาตรเป็นมิลลิลิตรไว้ เทตัวอย่างใส่ไว้ในกรวยนี้ แล้วตั้งทิ้งไว้ 1 ชั่วโมง ในสภาวะที่สงบผลที่ได้บอกในรูป มิลลิลิตร/ลิตร ของของแข็งที่ตะกอน

2. ของแข็งทั้งหมด (Total Solids) สำหรับการวิเคราะห์น้ำเสียประเภทต่าง ๆ นั้นค่าของแข็งทั้งหมดมีความสำคัญน้อยมาก เพราะยากที่จะแปลผลให้ได้ค่าที่แน่นอน ดังนั้นจึงนิยมบอกค่าความสกปรกของน้ำเสียด้วยค่า BOD และ COD อย่างไรก็ตามค่าของแข็งทั้งหมด สามารถใช้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของน้ำเสียที่มีผลต่อการตกตะกอนได้

3. ของแข็งแขวนลอย (Suspended Solids) มีประโยชน์มากสำหรับการวิเคราะห์น้ำเสีย และเป็นค่าหนึ่งที่บอกถึงค่าความสกปรกของน้ำเสียนั้น ตลอดจนบอกถึงประสิทธิภาพของขั้นตอนการบำบัดน้ำเสียต่างๆ การหาค่าของแข็งแขวนลอยจึงมีความสำคัญเท่ากับ ค่า BOD

          วิธีการตรวจวัด ได้จากการกรองด้วย Membrane Filter ของแข็งตกค้างจากการกรองนี้ เรียกว่าของแข็งแขวนลอยนอกจากนี้ยังมีการหาค่าของแข็งในรูปอื่น ๆ อีก เช่น Volatile Solids และ Fixed Solids ซึ่งเป็นการหาของแข็งที่เป็นสารอินทรีย์ในน้ำด้วยวิธีการเผา เป็นต้น

ซัลไฟด์ (Sulfide)

วิธีการตรวจวัด

          สามารถทำได้หลายวิธี อาทิ Gravimetric Method Turbidimetric Method และ Volumetric Method เป็นต้น

ไนโตรเจน (Nitrogen)

วิธีการตรวจวัด

          เนื่องจากไนโตรเจนสามารถอยู่ในรูปสารประกอบได้หลายรูปแบบ ดังนั้นการตรวจหาค่าไนโตรเจนจึงสามารถทำได้หลายวิธี วิธีที่นิยมได้แก่ Kjeldahl Method ซึ่งผลรวมที่ได้เรียกว่า Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) นอกจากนี้ยังนิยมหาแอมโมเนียไนโตรเจน และผลต่างของค่าทั้งสองคือ อินทรีย์ไนโตรเจน (Organic Nitrogen)

          อย่างไรก็ตามปัจจุบันได้มีการพัฒนาเครื่องมือสำหรับการตรวจวัดคุณภาพน้ำที่ให้ผลรวดเร็ว แม่นยำ และสะดวกต่อการใช้งานตามวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันมากมาย หลายชนิดแต่ก็อาศัยพื้นฐานตามหลักการต่างๆ ดังนี้

หลักการดูดซับ (Absorption) ได้แก่ Ultraviolet Spectophotometer, Infrared Spectophotometer

หลักการแตกตัว (Emission) ได้แก่ Flame Photometer, Atomic Absorption Spectrophotometer, Emission Spectroscopy

หลักการกระจาย (Dispersion and Scattering) ได้แก่ Fluorimeter

          หลักการบำบัดน้ำเสียโดยทั่วไป สามารถแบ่งออกเป็น 2 แบบ ได้แก่ การบำบัดโดยใช้หลักการทางกายภาพ (Physical forces ) เรียกว่า Unit Operations และการบำบัดโดยใช้หลักทางเคมีและชีวภาพ (Chomical and/or Biological Reactions) เรียกว่า Unit Processes แต่ปัจจุบันได้มีการผสมผสานหลักการบำบัพน้ำเสียทั้งสองดังกล่าวเข้าด้วยกัน และสามารถแบ่งออกเป็นการบำบัดขั้นปฐมภุมิ (Primary Treatment) การบำบัดขั้นทุติยภูมิ (Secondary Treatment) และการบำบัดขั้นทุติยภูมิ หรือขั้นสูง (Tertiary or Advanced Treatment)

1. การบำบัดขั้นปฐมภูมิ (Primary Treatment) เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียในขั้นต้นประกอบด้วยหลักการทางกายภาพที่สำคัญ ได้แก่ การใช้ตะแกรง การกำจัดกรวด ทราย หิน และของแข็งอื่น ๆ การตกตะกอน การกำจัดน้ำมัน และไขมัน การบำบัดขั้นปฐมภูมินี้สามารถลดปริมาณของแข็ง และค่าความสกปรก (BOD) ในน้ำเสียให้ลดน้อยลงได้ประมาณร้อยละ 20-30

2. การบำบัดขั้นทุติยภูมิ (Secondary Treatment) เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงขึ้น โดยใช้หลักการทางชีวภาพร่วมกับการใช้สารเคมีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน และวัตถุประสงค์อื่น เช่น การฆ่าเชื้อโรค เป็นต้น น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดในขั้นตอนนี้จะมีมลสารและค่าความสกปรกลดลงร้อยละ 50-90 ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้ ระบบบำบัดน้ำเสียที่นิยมใช้กันโดยทั่วไป ได้แก่ ระบบเอเอส (Activated Sludge Process-AS) สระเติมอากาศ (Aerated Lagoon) ถังโปรยกรอง (Trickling Filter) แผ่นชีวภาพ (Rotating Biological Contactors-RBC) บ่อย่อยสลายแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic Pond) บ่อผสม (Facultative Pond) และบ่อย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Pond)

3. การบำบัดขั้นตติยภูมิหรือขั้นสูง (Tertiary or Advanced Treatment) เป็นกระบวนการบำบัดที่มีขั้นตอนเพิ่มเติมขึ้นโดยเฉพาะ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อต้องการบำบัดน้ำเสียให้มีคุณภาพดีขึ้นหรือปรับคุณภาพให้เหมาะสมต่อการนำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ อาทิ การกำจัดอนินทรีย์สารที่ละลายอยู่ในน้ำเสียโดยเฉพาะสารอาหารของพืชน้ำ ได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส การกรองด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง การแปรสภาพแอมโมเนีย และการกำจัดสารพิษ (Toxic Compounds ) ต่าง ๆ โดยส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพในการกำจัดได้ประมาณร้อยละ 90-95

ส่วน Unit Operations และ Unit Processes มีหลักการของแต่ละกระบวนการดังนี้

1. กระบวนการทางกายภาพ (Physical Process)

          เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่อาศัยหลักการทางฟิสิกส์ ซึ่งเป็นหลักการขั้นพื้นฐานที่เกิดจากการสังเกตปรากฎการณ์ทางธรรมชาติของนักวิทยาศาสตร์ในอดีต และเป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่ไม่มีความยุ่งยากสลับซับซ้อน เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการทางเคมีและกระบวนการทางชีวภาพ ตัวอย่างของการประยุกต์ใช้หลักการทางฟิสิกส์ในขั้นตอนการบำบัดน้ำเสีย มีดังนี้

(1) มิเตอร์วัดปริมาณน้ำ (Flow Metering) ทำให้ทราบถึงปริมาณและอัตราการไหลของน้ำเสีย สำหรับการจัดทำรายงานต่างๆ

(2) ตะแกรง (Screening) ใช้สำหรับดักเศษขยะ กรวด หิน รวมทั้งของแข็งอื่นๆที่ตกตะกอนได้ (Settleable Solids)

(3) Comminution เครื่องบดของแข็งขนาดใหญ่ให้มีขนาดเล็กลง

(4) ตัวปรับอัตราไหลของน้ำเสีย (Flow Equalization) สำหรับปรับอัตราไหลของน้ำเสีย ปริมาณความสกปรก (BOD Loadings) และตะกอนแขวนลอย

(5) เครื่องกวน (Mixing) สำหรับทำให้สารเคมีผสมรวมกับน้ำเสีย

(6) ขั้นตอน Flocculation เป็นการกระตุ้นให้ตะกอนขนาดเล็กเกิดการรวมตัวกันเป็นตะกอน ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น จนสามารถตกตะกอนได้

(7) การตกตะกอน เพื่อกำจัดของแข็งที่ผสมอยู่ในน้ำเสียได้

(8) การทำให้ลอย (Flotation) เพื่อกำจัดของแข็งขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับน้ำ

(9) การกรอง (Filtration) เพื่อกำจัดของแข็งที่ยังหลงเหลืออยู่ในน้ำเสีย หลังจากขั้นตอนการ บำบัดทางชีวภาพ และทางเคมี

(10) การกรองแบบ Microscreening เป็นการกรองเช่นเดียวกับในข้อ

(9) และสามารถใช้กรอง เศษสาหร่ายที่เกิดจากบ่อบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพ

(11) การถ่ายเทของก๊าซ (Gas Trasfer) ใช้สำหรับการเติม หรือระบายก๊าซต่าง ๆ

(12) การระเหย (Volatilization) เป็นการกำจัดสารอินทรีย์ด้วยวิธีการทำให้เป็นไอ และระเหย ออกจากระบบบำบัดน้ำเสีย

 

แผนผังแสดง Unit Operations และ Unit Processes ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย

 

2. กระบวนการทางเคมี (Chemical Process)

          เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่ค่อนข้างยุ่งยากกว่าวิธีแรก และมีค่าใช้จ่ายสูง เนื่องจากต้องใช้สารเคมีในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย สารเคมีที่ใช้ในแต่ละขั้นตอนของแต่ละระบบจะแตกต่างกันตามวัตถุประสงค์การ ใช้งาน สารเคมีที่ใช้ทั้งกระบวนการทางฟิสิกซ์ (Physical Action) และกระบวนการทางเคมี (Chemical Action) สามารถแบ่งเป็นหมวดหมู่ใหญ่ ๆ ได้ดังนี้

1. การตกตะกอน เพื่อลดปริมาณสารแขวนลอย สารอินทรีย์และแร่ธาตุต่าง ๆ ในน้ำเสีย สารเคมีที่ใช้ได้แก่ สารส้ม (Alum) และปูนขาว (Lime) เป็นต้น

2. การดูดซับ เพื่อกำจัดสารต่าง ๆ ที่ละลายอยู่ในน้ำ เช่น การใช้ผงถ่านเพื่อกำจัดสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำ (Dissolved Organic Matter) ปัจจุบันได้ใช้การดูดซับกับน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดตามขั้นตอนแล้ว ในกรณีที่ต้องการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งให้ดีเป็นกรณีพิเศษ

3. การปรับค่าความเป็นกรด-ด่าง เพื่อให้เหมาะสมต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่างๆ รวมทั้งการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งให้ได้ตามที่มาตรฐานกำหนด

4. การฆ่าเชื้อโรค ก่อนที่จะระบายน้ำทิ้งลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ จะต้องทำการฆ่าเชื้อโรคก่อนเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีเชื้อโรคที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพปะปนอยู่ สารเคมีที่นิยมใช้ในขั้นตอนนี้ ได้แก่ คลอรีน

 

สารเคมีบางชนิดที่นิยมใช้ในการบำบัดน้ำเสีย

 

ค่า pH ที่เหมาะสมสำหรับการกำจัดมลสารออกจากน้ำเสียด้วยสารเคมีต่างๆ

 

3. กระบวนการทางชีวภาพ (Biological Process)

           การบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพ (Biological Unit Process) เป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุดนอกจากนี้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายน้อยแล้ว ยังสามารถบำบัดน้ำเสียได้เกือบทุกชนิดอีกด้วย ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องทำความเข้าใจถึงขบวนการบำบัดทางชีวภาพแต่ละประเภท เพื่อให้สามารถเลือกใช้และออกแบบระบบให้บำบัดน้ำเสียที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด นอกจากนี้ยังต้องมีความรู้ความเชี่ยวชาญด้านปัจจัยอื่นที่เกี่ยวข้องกับขบวนการบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพอีกด้วย อาทิ ชนิดของจุลินทรีย์ บทบาทของจุลินทรีย์ในระบบบำบัดน้ำเสีย และสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม อาหารและปัจจัยอื่นๆที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ เป็นต้น

การแบ่งประเภทของระบบบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพตามขบวนการย่อยสลายของจุลินทรีย์ได้ดังนี้

3.1 การย่อยสลายแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic Process)

3.1.1 การเจริญเติบโตของแบคทีเรียในตะกอนแขวนลอย (Suspended-Growth) ประกอบด้วย

3.1.1.1 ระบบเอเอส (Activated-Sludge Process - AS) เป็นระบบที่พัฒนาเป็นครั้งแรก โดยชาวอังกฤษเมื่อปี ค.ศ. 1914 แต่ปัจจุบันได้มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย พร้อมทั้งประยุกต์ระบบให้สอดคล้องตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน หลักการของระบบนี้คือ การเลี้ยงจุลินทรีย์ให้เจริญเติบโต และแพร่พันธุ์ในตะกอนแขวนลอย ซึ่งจุลินทรีย์จะย่อยสลายสารอินทรีย์ และสิ่งสกปรกในน้ำเสียเป็นอาหาร โดยมีการเติมออกซิเจน ซึ่งจะใช้เครื่องกลเพื่อให้จุลินทรีย์ทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ หลังจากนั้นจึงทำการตกตะกอนด้วยถังตกตะกอน (Sedimentation Tank) เพื่อแยกน้ำใสและตะกอน (Sludge) ออกจากกัน ตะกอนส่วนหนึ่งจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในถังเติมออกซิเจนเพื่อควบคุมจำนวนจุลินทรีย์ให้อยู่ในภาวะสมดุลย์ ตะกอนส่วนที่เหลือจะถูกนำไปกำจัดต่อไป ตัวอย่างระบบบำบัดน้ำเสียชนิดนี้ ได้แก่ Conventional (Plug Flow) AS, Complete-Mix AS, Step Aeration AS, Extended Aeration AS และ Oxidation Ditch AS เป็นต้น

 

 

3.1.1.2 Aerated Lagoon เป็นการย่อยสลายที่ต้องใช้ออกซิเจน บ่อที่ใช้จะเป็นชนิดที่ลึกกว่าบ่อผึ่งธรรมดา แต่ตื้นกว่าบ่อหมักที่ไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งเรียกบ่อชนิดนี้ว่า Facultative Stabilization Pond พร้อมทั้งมีการติดตั้งเครื่องเติมออกซิเจน (Aerator) ด้วย ปัจจุบันได้มีการประยุกต์ใช้ระบบนี้ด้วยการหมุนเวียนตะกอนมาใช้ใหม่ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้ดียิ่งขึ้น

 

 

(3.1.1.3) การหมักแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic Digestion) เป็นกรรมวิธีที่ใช้ร่วมกับการบำบัดน้ำเสียจากวิธีอื่นๆ โดยใช้หมักตะกอนที่เกิดจากระบบบำบัดน้ำเสียในปัจจุบัน นิยมใช้กรรมวิธีการหมัก 2 แบบ คือ Conventional และ Pure Oxygen การหมักแบบ Conventional จะใช้ถังหมักแบบเปิดโดยปัจจัยที่ใช้ในการคำนวนเพื่อการออกแบบได้แก่ อุณหภูมิของอากาศ จำนวนของแข็งที่ต้องการลดปริมาณ ปริมาตรของถังหมักปริมาณของออกซิเจนที่ต้องใช้ในขบวนการหมัก และพลังงานที่ใช้สำหรับเครื่องจักรกล

ส่วนการหมักแบบ Pure Oxygen ทำคล้ายๆกับแบบ Conventional จะต่างกันตรงที่แบบ Pure Oxygen มีระบบการเติมออกซิเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นการเฉพาะ นอกจากนี้ยังเหมาะสมต่อการใช้งานในสภาพที่มีอากาศหนาว

3.1.2 การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ด้วยการเกาะติดกับวัสดุอื่น (Attached Growth) ระบบบำบัดน้ำเสียชนิดนี้ออกแบบขึ้นเพื่อกำจัดสารอินทรีย์ในน้ำเสียเป็นการเฉพาะ และการใช้วัสดุให้จุลินทรีย์เกาะติดนั้นมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นการเพิ่มพื้นที่ผิวซึ่งจะทำให้จุลินทรีย์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ตัวอย่างการบำบัดน้ำเสียโดยวิธีนี้ที่สำคัญและใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ Trickling Filter และ Rotating Biological Contactors (RBC)

3.1.2.1 ถังโปรยกรอง (Trickling Filter) ระบบนี้ถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกในประเทศอังกฤษเมื่อปี 1893 หลักการคือให้จุลินทรีย์เจริญเติบโตบนวัสดุที่เกาะติด เช่น ก้อนหิน โดยจุลินทรีย์เหล่านี้จะสัมผัสกับน้ำเสียในช่วงระยะเวลาอันสั้น ประมาณ 12 ชั่วโมง เป็นระยะเวลาทำงาน 6 ชั่วโมง ทำให้ระบบนี้เหมาะสำหรับบำบัดน้ำเสียเฉพาะที่มีความเข้มข้นต่ำ และอาจจะเกิดการอุดตันได้ง่าย แต่ปัจจุบันได้มีการพัฒนาระบบให้มีความเหมาะสม และมีแกนหมุนเพื่อให้มีการหมุนไปรอบๆ พร้อมทั้งมีการใช้วัสดุที่เป็นพลาสติก สำหรับให้จุลินทรีย์ยึดเกาะในการเจริญเติบโต ลึกประมาณ 4-12 เมตร หากต้องการใช้หิน ส่วนใหญ่เป็นหินชนิดกลม ลึกประมาณ 0.9-2.5 เมตร (เฉลี่ย 1.8 เมตร) โดยที่ใช้หินขนาดประมาณ 1-4 นิ้ว นอกจากนี้ยังมีการออกแบบระบบระบายน้ำตรงบริเวณด้านล่างของที่ใส่วัสดุ เพื่อช่วยให้น้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วระบายออกจากระบบได้รวดเร็วยิ่งขึ้นและยังเป็นการช่วยให้อากาศไหลผ่านได้สะดวกยิ่งขึ้นด้วย ทำให้ระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่อจุลินทรีย์เจริญเติบโตบนแผ่นที่ยึดเกาะจะทำให้มีความหนาเพิ่มมากขึ้นตามไปด้วยแต่จุลินทรีย์ที่สามารถเจริญเติบโตแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic Microorganism) จะอยู่ที่บริเวณพื้นผิวชั้นนอก ที่ความหนาประมาณ 0.1 - 0.2 มิลลิเมตร ส่วนจุลินทรีย์ที่อยู่ด้านในจะเกิดการย่อยสลายสารอินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งเป็นบริเวณที่มีประสิทธิภาพในการย่อยสลายได้ไม่ดีเท่าที่ควร

 

 

3.1.2.2 แผ่นหมุนชีวภาพ (Rotating Biological Contactors - RBC) เป็นระบบที่ถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกในประเทศเยอรมัน เมื่อปี ค.ศ. 1960 โดยประกอบด้วย อุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นแผ่นแบนและกลมคล้ายจาน (Circular Disk) ขนาดใหญ่ทำด้วยพลาสติก Polystyrene หรือ Polyvinyl Chloride (PVC) วางเรียงใกล้ ๆ กัน และพื้นผิวโดยรอบของแผ่นจานจะมีลักษณะโปร่งเป็นซี่ๆ เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวให้จุลินทรีย์เกาะติด โดยส่วนหนึ่งของแผ่นจานจะจมอยู่ในน้ำประมาณ 35-40 % แล้วหมุนอย่างช้า ๆ เพื่อผลัดเปลี่ยนให้ส่วนอื่นๆ ของแผ่นจานได้สัมผัสกับน้ำเสียเช่นกัน ในขณะที่แผ่นจานจุ่มอยู่ในน้ำเสีย จุลินทรีย์ที่เกาะติดอยู่จะดึงอาหารซึ่งเป็นสารอินทรีย์จากน้ำเสีย และจะเกิดการย่อยสลายขึ้นเมื่อส่วนของแผ่นจานนั้นเคลื่อนตัวขึ้นเหนือน้ำ ทำให้จุลินทรีย์ได้รับออกซิเจนในอากาศซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อการย่อยสลายสารอินทรีย์ดังกล่าว นอกจากนี้การหมุนของแผ่นจานจะเป็นการช่วยเพิ่มออกซิเจนให้กับน้ำเสียไปในตัว ทำให้มีการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

          อย่างไรก็ตาม RBC เหมาะสำหรับน้ำเสียที่มีความเข้มข้นไม่สูงมากนัก และต้องผ่านการบำบัดขั้นต้นก่อน เช่น การตกตะกอนเพื่อลดความเข้มข้นของน้ำเสีย ปัจจัยที่สำคัญอีกประการหนึ่งต่อการเลือกใช้ RBC ได้แก่ สภาพภูมิอากาศที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ หากเป็นพื้นที่ที่มีอากาศหนาว จุลินทรีย์ก็อาจจะเจริญเติบโตได้ไม่เต็มที่ จากการศึกษาพบว่า อุณหภูมิต่ำสุดของน้ำเสียที่เหมาะสมต่อการใช้งานของระบบนี้ได้แก่ 55 องศาฟาเรนไฮท์ ปัญหาที่พบบ่อยจากการใช้งานได้แก่ การชำรุดของอุปกรณ์ เช่นบริเวณแกนของแผ่นจานหรือแผ่นพลาสติก การชำรุดของเครื่องจักรกลที่ทำให้หมุน และปัญหาเรื่องกลิ่นเหม็น การชำรุดของอุปกรณ์ ส่วนใหญ่เกิดจากการที่ออกแบบระบบให้รับน้ำหนักได้ไม่เพียงพอ หรือเกิดจากการที่ได้รับความร้อนหรือแสง อุลตราไวโอเล็ตมากเกินไป

 

 

2 การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนร่วมกับการใช้สารเคมี (Anoxic Process) เป็นการย่อยสลายในสภาพที่ไม่ใช้ออกซิเจน และใช้สารเคมีบางประเภท เช่น Polymers ช่วยเร่งในการตกตะกอนเพื่อลดระยะเวลาการย่อยสลาย ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อกำจัดไนโตรเจนโดยขบวนการที่เรียกว่า Denitrifcation ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ Suspended-Growth Denitrification และ Fixed-film Denitrification

3 การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Processes) ในช่วงสิบปีที่ผ่านมาได้มีการพัฒนาขบวนการกำจัดของเสียด้วยการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนขึ้นหลายรูปแบบ โดยถังหมักที่ใช้นั้นจะได้รับการออกแบบเป็น ระบบปิดเพื่อให้สารอินทรีย์ถูกย่อยสลายด้วยจุลินทรีย์ที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพที่ไร้ออกซิเจนการหมักแบบนี้จะใช้ระยะเวลาประมาณ 30-60 วัน ขึ้นอยู่กับระบบที่ใช้ ขบวนการย่อยสลายแบบไร้ออกซิเจนนี้จะก่อให้เกิดก๊าชต่างๆ ที่สำคัญได้แก่ ก๊าชมีเทน และ ก๊าชคาร์บอนไดออกไซค์ ดังนั้นในส่วนบนของถังหมักจึงนิยมต่อท่อระบายอากาศออกและหากก๊าชมีเทนที่เกิดขึ้นมีคุณภาพดีเพียงพอก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์ด้านการหุงต้มได้ อาทิ การใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงบำบัดน้ำเสีย เป็นต้น

4 การย่อยสลายแบบใช้บ่อ (Pond Process) บ่อที่ใช้ในการย่อยสลายสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภท ได้แก่ บ่อผึ่ง (Aerobic Pond ) บ่อบ่ม (Maturation Pond ) บ่อผสม (Facultative Pond ) และบ่อย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Pond) โดยก๊าชออกซิเจนเป็นปัจจัยที่สำคัญ ดังนั้นการออกแบบบ่อแต่ละชนิดจึงต้องคำนึงถึงค่าความสกปรกของน้ำที่ต้องการกำจัด ระยะเวลาสำหรับการย่อยสลาย ความลึกของบ่อ รายละเอียดของปัจจัยต่างๆ ของบ่อแต่ละชนิดนั้น สามารถศึกษารายละเอียดได้จากตารางหน้าถัดไป

          การบำบัดน้ำเสียโดยการย่อยสลายแบบใช้บ่อนี้ จะใช้พื้นที่ในการก่อสร้างมาก เหมาะสำหรับชุมชนที่มีราคาที่ดินต่ำ การดูแลควบคุมง่าย มีความยืดหยุ่นในการรองรับน้ำเสียสูง และอาศัยการทำงานของจุลินทรีย์เป็นหลัก โดยมีปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ เป็นองค์ประกอบ ประสิทธิภาพในการทำงานโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงร้อยละ 60-80 ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการบำบัดน้ำเสียที่เกิดจากบ้านเรือน ซึ่งมีความสกปรกไม่สูงมากนัก สำหรับการย่อยสลายแบบใช้ออกซิเจน เช่น ในบ่อผึ่ง หรือบ่อผสมนั้น เกิดจากการสังเคราะห์ของสาหร่าย หรือพืชน้ำสีเขียว และขบวนการถ่ายทอดออกซิเจนจากอากาศลงสู่บ่อตามขบวนการทางธรรมชาติ สารที่ถูกกำจัดจะเป็นอินทรีย์สาร ส่วนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic) จะเกิดขึ้นที่บริเวณส่วนลึกของบ่อ ดังนั้นบ่อผสม (Facultative Pond) จึงมีปฏิกริยาเกิดขึ้นทั้ง 2 ประเภท ได้แก่ การย่อยสลายแบบใช้ออกซิเจนจะเกิดขึ้นตามบริเวณที่ไม่ลึกจากผิวน้ำมากนัก (แสงแดดส่องถึง) ส่วนบริเวณก้นบ่อจะเกิดการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อกำจัดทั้งสารอินทรีย์ และสารอนินทรีย์

          ส่วนบ่อบ่ม (Maturation Pond) เป็นบ่อที่ใช้ปรับสภาพน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดจากบ่อดังกล่าวข้างต้นมาแล้ว เพื่อทำให้น้ำเสียมีความสะอาดมากขึ้น และแน่ใจว่าไม่ทำลายสภาพแวดล้อมของแหล่งน้ำที่รองรับ บ่อชนิดนี้มักจะใช้เป็นระบบเสริม และมีความลึกประมาณ 1 เมตรเศษ เพื่อเอื้ออำนวยต่อปฏิกิริยาการย่อยสลายแบบออกซิเจน

ปัจจุบันได้มีการประยุกต์โดยใช้บ่อแต่ละชนิดเป็นระบบผสม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียให้มากขึ้น ตัวอย่างของระบบผสมนี้ ได้แก่

 

 

          อย่างไรก็ตามระบบบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพที่กล่าวมาทั้งหมดนี้เป็นเพียงระบบหลักเท่านั้น ปัจจุบันได้มีการประยุกต์ และผสมผสานระบบย่อย ๆ ขึ้นมากมาย เพื่อให้บำบัดน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดตามวัตถุประสงค์ของการใช้งานเช่น การผสมผสานกันระหว่าง Suspended and Attached-Growth Processes (Activated Biofilter Process , Trickling -Filter Solids - Contact Process) รวมทั้งการผสมผสานกันระหว่าง Aerobic , Anoxic และ Anaerobic Processes ซึ่งไม่สามารถนำรายละเอียดมาอธิบายในที่นี้ได้ กอร์ปกับได้มีการคิดค้นเทคโนโลยี ใหม่ ๆ เพิ่มขึ้นอยู่เรื่อย ๆ

 

 
ปฏิกริยาที่เกิดในบ่อปรับสภาพตามธรรมชาติ
 
 

 

ผลกระทบที่เกิดจากการใช้จุลินทรีย์

          ในประเทศที่พัฒนาแล้วบางประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา ได้มีการออกกฎหมายห้ามไม่ให้มีการทดลองใช้เชื้อจุลินทรีย์ใหม่ๆตามแหล่งน้ำธรรมชาติโดยพลการ ผู้ที่ประสงค์จะทำการทดลองจะต้องได้รับการอนุญาตจากองค์การพิทักษ์สิ่งแวดล้อม (U.S. Environmental Protection Agency - U.S.EPA) หรือหน่วยงานอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องเสียก่อน ขั้นตอนการขออนุญาตจะต้องมีเอกสารหรือผลการวิจัยที่รับรองว่า การทดลองใช้จุลินทรีย์ชนิดดังกล่าว จะไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม สำหรับประเทศไทยนั้นควรจะต้องระมัดระวังเป็นพิเศษ ในการนำเข้าเชื้อจุลินทรีย์ชนิดใหม่ๆ จากต่างประเทศมาใช้ ทั้งนี้เนื่องจากเชื้อดังกล่าวอาจจะก่อให้เกิดอันตราย ต่อสภาพแวดล้อมในประเทศไทยได้ หากเป็นไปได้ควรจะต้องมีเอกสารยืนยันว่าเชื้อจุลินทรีย์ดังกล่าวเป็นชนิดที่ปลอดภัย และต้องมีการติดตามตรวจสอบว่าเกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม (Mutation) หรือไม่เมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนไป

หลักการเลือกระบบบำบัดน้ำเสียที่เหมาะสม

          ในการเลือกระบบบำบัดน้ำเสียจำเป็นต้องมีการพิจารณาปัจจัยต่างๆ ให้รอบคอบ เพื่อให้สามารถดำเนินการบำบัดน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ และคุ้มค่าต่อการลงทุน ปัจจัยที่ควรคำนึงต่อการเลือกระบบบำบัดน้ำเสียที่เหมาะสมมีดังนี้

1. การทำงานของระบบ (Process Applicability) การประเมินผลการทำงานของระบบสามารถศึกษาจากปฏิบัติงานของโรงบำบัดน้ำเสียอื่น ประสบการณ์ของผู้ศึกษา และโครงการนำร่อง (Pilot Plant) ถ้าหากเป็นระบบใหม่ซึ่งไม่เคยมีการใช้งานมาก่อนจำเป็นต้องมีการศึกษาในรูปของโครงการนำร่องเสียก่อน

2. ปริมาณและอัตราไหลของน้ำเสีย ควรเลือกระบบบำบัดน้ำเสียให้เหมาะสมต่อปริมาณน้ำเสียที่เกิดขึ้น และอัตราไหลของน้ำเสียที่เหมาะสม ระบบบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่ออัตราการไหลของน้ำเสียคงที่ หากอัตราการไหลมีค่าแตกต่างกันมาก จำเป็นต้องมีการติดตั้งเครื่องปรับอัตราการไหลของน้ำเสีย (Flow Equalization)

3. ลักษณะของน้ำเสีย (Influent-Wastewater Characteristics) ลักษณะของน้ำเสียจะมีผลต่อกระบวนการที่ใช้ในการกำจัด เช่น กระบวนการทางเคมี (Chemical Process) หรือกระบวนการทางชีวภาพ (Biological Process) เป็นต้น รวมทั้งมีผลต่อข้อกำหนดสำหรับการดำเนินระบบอย่างเหมาะสม

4. มลสารที่มีผลกระทบ หรือยับยั้งการทำงานของระบบ มลสารบางชนิดจะมีผลกระทบหรือยับยั้งการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียหรือเกิดการหยุดชะงักลง เช่น ระบบเอเอส ซึ่งอาศัยการทำงานของจุลินทรีย์เป็นหลัก หากน้ำเสียที่ไหลเข้าสู่ระบบมีความเข้มข้นของสารพิษหรือสารโลหะหนักสูง มลสารเหล่านี้จะยับยั้งการทำงานของระบบได้

5. ข้อจำกัดด้านภูมิศาสตร์ อุณหภูมิของอากาศจะมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี และชีวภาพและอาจมีผลทำให้เครื่องจักรกลต่าง ๆ มีอายุการใช้งานสั้นลง นอกจากนี้สภาวะอากาศร้อนจะเร่งปฏิกิริยาที่ให้เกิดกลิ่นเหม็น และข้อจำกัดด้านการกระจายตัวของมลสารอีกด้วย

6. การเลือกชนิดของปฏิกิริยา (Reactor) และชนิดของปฏิกิริยา Kinetics ขนาดและชนิดของถัง ปฏิกิริยาจะถูกกำหนดโดยปฏิกิริยา Kinetics ข้อมูลประกอบการพิจารณาส่วนใหญ่ได้จากประสบการณ์บทความที่ตีพิมพ์ และผลการศึกษาของโครงการนำร่อง รายละเอียดของการเลือกถังปฏิกิริยาชนิดต่างๆ นั้นไม่สามารถนำมากล่าวในที่นี้ได้

7. ประสิทธิภาพการทำงานของระบบน้ำเสีย วัดได้จากคุณภาพของน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้ว โดยจะต้องดำเนินให้ได้ตามมาตรฐานกำหนดหรือดีกว่า ระบบบำบัดน้ำเสียแต่ละระบบจะมีประสิทธิภาพการทำงาน ไม่เท่ากัน

8. มลพิษที่เกิดจากระบบบำบัดน้ำเสียปริมาณ และชนิดของมลพิษทุกชนิดในรูปของของแข็ง ของเหลวและก๊าช ที่อาจเกิดจากระบบบำบัดน้ำเสียจะต้องได้รับการศึกษาและคาดประมาณ โดยทั่วไปมักจะใช้ข้อมูลที่ได้จากโครงการศึกษานำร่อง

9. การกำจัดกากตะกอน จำเป็นต้องมีการศึกษาถึงข้อจำกัดของการกำจัดกากตะกอนทั้งด้านวิธีการ ค่าใช้จ่าย และผลกระทบด้านต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้ ขั้นตอนการเลือกระบบกำจัดกากตะกอนที่เหมาะสมควรกระทำไปพร้อม ๆ กับการเลือกระบบบำบัดน้ำเสีย

10. ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมอาจมีผลกระทบต่อระบบบำบัดน้ำเสียได้โดยเฉพาะคุณภาพของน้ำในแหล่งน้ำที่ใช้เป็นที่รองรับน้ำเสีย บางแห่งอาจจะต้องมีการกำหนดให้ทำการบำบัดแร่ธาตุที่เป็นสารอาหารของพืชให้มีค่าต่ำเป็นพิเศษ นอกจากนี้ปัญหาเรื่องกลิ่นก็มีความสำคัญต่อการคัดเลือกระบบ และสถานที่ก่อสร้างโรงบำบัดน้ำเสีย ดังนั้นข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วลม ทิศทางลม และระยะห่างจากชุมชน จึงเป็นตัวแปรที่สำคัญ

11. ข้อมูลด้านการใช้สารเคมีจะต้องทำการศึกษาถึงชนิด และปริมาณของสารเคมีที่ใช้ในขั้นตอนต่างๆ ของระบบบำบัดน้ำเสีย รวมทั้งค่าใช้จ่าย และผลกระทบที่เกิดขึ้นจากการใช้สารเคมีดังกล่าว

12. ความต้องการด้านพลังงานจะต้องรู้ถึงปริมาณพลังงานที่ใช้ และค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้น หากต้องการออกแบบระบบที่ช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากขึ้น

13. ความต้องการด้านบุคลากร ควรมีการศึกษาถึงปริมาณและความเชี่ยวชาญของบุคลากรที่จำเป็นต่อการควบคุม และปฏิบัติงานในแต่ละขั้นตอนของระบบบำบัดน้ำเสีย รวมทั้งการวางแผนด้านการฝึกอบรมเพื่อการพัฒนาบุคลากรในอนาคต

14. ข้อกำหนดด้านการปฏิบัติงานและดูแลรักษาระบบบำบัดน้ำเสีย ความต้องการเฉพาะด้านสำหรับการปฏิบัติงาน และการดูแลรักษาระบบบำบัดน้ำเสียจำเป็นต้องมีการจัดทำไว้ รวมถึงรายชื่ออุปกรณ์สำรองและราคา

15. ระบบเสริม (Auxiliary Process) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียให้ดียิ่งขึ้น บางครั้งจำเป็นต้องมีการใช้ขั้นตอนการบำบัดเฉพาะด้านเพิ่มเติม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องรู้ระบบที่ต้องใช้ ผลกระทบที่มีต่อคุณภาพน้ำทิ้งโดยเฉพาะเมื่อมีการล้มเหลวเกิดขึ้น

16. สมรรถภาพการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสีย จำเป็นต้องประเมินถึงสมรรถภาพการทำงานของระบบในระยะยาว และปัญหาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นโดยเฉพาะความล้มเหลวของระบบที่อาจเกิดขึ้นได้บ่อยครั้ง

17. ความสลับซับซ้อน ระบบบำบัดน้ำเสียแต่ละระบบจะมีความยาก-ง่าย ในการปฏิบัติงาน และดูแลรักษาไม่เท่ากัน ดังนั้นจึงควรมีการศึกษาถึงความซับซ้อนและความยุ่งยากที่อาจจะเกิดขึ้น โดยเฉพาะกรณีฉุกเฉิน รวมทั้งการวางแผนฝึกอบรมให้กับเจ้าหน้าที่เพื่อการแก้ไขปัญหาเหล่านี้

18. Compatibility ขั้นตอนต่าง ๆ ของระบบบำบัดน้ำเสียมีความเหมาะสมต่ออุปกรณ์ และเครื่องมือที่มีอยู่ในปัจจุบันหรือไม่ รวมทั้งความยากง่ายต่อการขยายโรงบำบัดน้ำเสียในอนาคต

19. ที่ดิน ควรศึกษาและจัดหาพื้นที่สำหรับการก่อสร้างโรงบำบัดน้ำเสีย พื้นที่สำหรับการตบแต่ง และปลูกต้นไม้เป็นรั้วธรรมชาติ เพื่อเสริมสร้างทัศนียภาพและลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมที่อาจจะเกิดขึ้น รวมทั้งพื้นที่ว่างสำหรับการขยายโรงบำบัดน้ำเสียเพิ่มเติมในอนาคต

20. ข้อมูลอื่น ๆ ระบบบำบัดน้ำเสียบางชนิดอาจจำเป็นต้องใช้ข้อมูลเฉพาะด้าน สำหรับประกอบการพิจารณาเพิ่มเติม ดังนั้นจึงควรมีการจัดเตรียมข้อมูลเหล่านี้ไว้

นอกจากนี้ ระบบบำบัดน้ำเสียแต่ละระบบยังมีประสิทธิภาพในการกำจัดมลสารแต่ละชนิดได้ไม่เท่ากัน ดังรายละเอียดของตัวอย่างระบบบำบัดน้ำเสียบางชนิดต่อไปนี้

 

 

หมายเหตุ

BOD หมายถึง ปริมาณออกซิเจนที่แบคทีเรียใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ชนิดที่ย่อยสลายได้ภาย ใต้สภาวะที่มีออกซิเจน

COD หมายถึง ปริมาณออกซิเจนที่ใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยวิธีทางเคมี

SS หมายถึง ปริมาณของแข็งแขวนลอยในน้ำ

P หมายถึง ปริมาณฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นธาตุอาหารสำหรับพืชน้ำประเภทหนึ่ง

Org-N หมายถึง ไนโตรเจนในรูปสารอินทรีย์ (Organic Nitrogen)

NH3-N หมายถึง ไนโตรเจนในรูปแอมโมเนีย (Ammonia Nitrogen)

 

          อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีด้านการบำบัดน้ำเสียให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และเหมาะสมกับชุมชนเมืองมากยิ่งขึ้น รวมทั้งมีการผสมผสานเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียแต่ละชนิดเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดการแตกแขนงของระบบบำบัดน้ำเสียและมีชื่อเรียกแตกต่างกันมากมาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องศึกษา และติดตามความก้าวหน้าดังกล่าวอย่างต่อเนื่อง เพื่อช่วยให้มีข้อมูลประกอบการคัดเลือกระบบบำบัดน้ำเสีย ได้มากที่สุด

 

การกำจัดกากตะกอน (Sludge Disposal)

          กากตะกอนที่เกิดจากขั้นตอนต่าง ๆ ของระบบบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของเหลว หรือกึ่งเหลว กึ่งแข็ง โดยมีส่วนประกอบที่เป็นของแข็งตั้งแต่ 0.25-12% โดยน้ำหนักทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขั้นตอนการบำบัดต่าง ๆ กากตะกอนที่เกิดขึ้นก่อให้เกิดความยุ่งยากต่อการแก้ไขปัญหาเนื่องจาก

1. กากตะกอนที่เกิดขึ้นในแต่ละวันจะมีปริมาณมาก ดังนั้นจึงต้องมีมาตรการรองรับอย่างเพียงพอ

2. กากตะกอนที่เกิดจากระบบบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพประกอบด้วยสารอินทรีย์ ซึ่งยังสามารถย่อยสลายต่อได้

3. กากตะกอนประกอบด้วยของแข็งในปริมาณน้อย

          วิธีการกำจัดกากตะกอนมีหลายวิธีขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน วิธีที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ การทำให้กากตะกอนมีความเข้มข้นมากขึ้น (Thickening) การปรับสภาพ (Sludge Conditioning) การลดปริมาณน้ำในกากตะกอน (Dewatering) และการทำให้แห้ง (Drying) วิธีการเหล่านี้เป็นการนำน้ำหรือความชื้นออกจากกากตะกอน ส่วนวิธีการบำบัดหรือปรับสภาพกากตะกอนให้อยู่ตัว (Stabilization) ก่อนนำไปทิ้งประกอบด้วย การย่อยสลาย (Digestion) การหมัก (Composting) การเผา (Incineration) การทำปฏิกิริยากับอากาศเปียก (Wet Air Oxidation) และการแยกโลหะออกด้วย Reactors

 

 

 

กากตะกอนจะมีลักษณะแตกต่างกันตามขั้นตอนของการบำบัดน้ำเสีย พอสรุปได้ดังนี้

 

 

          องค์ประกอบของกากตะกอนเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการกำจัดกากตะกอนด้วยวิธีการต่างๆ อาทิปริมาณสารอาหารในกากตะกอนเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการกำจัดด้วยวิธีการย่อยสลายแบบใช้ออกซิเจน ส่วนการกำจัดด้วยวิธีการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion) ควรมีการตรวจวัดเพื่อหาค่าความเป็น กรด-ด่าง ภาวะความเป็นด่าง (Alkalinity) และองค์ประกอบของกรดอินทรีย์ หากต้องการกำจัดกากตะกอนด้วยวิธีการเผา หรือการถมที่ควรตรวจวัดปริมาณโลหะหนัก สารฆ่าแมลง และสารไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ โดยทั่วไปกากตะกอนที่ได้จากระบบบำบัดน้ำเสียมีองค์ประกอบดังต่อไปนี้

 

 

 

การนำน้ำเสียกลับมาใช้ประโยชน์ (Reuse and Reclamation)

          ในประเทศที่พัฒนาแล้วเช่น ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้ริเริ่มโครงการนำน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วมาใช้ประโยชน์ในกิจการต่าง ๆ อย่างจริงจังเป็นระยะเวลานานกว่า 50 ปี จากการศึกษาพบว่าในแต่ละปีปริมาณน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วนำกลับมาใช้ใหม่มากกว่า 400,000 ล้านแกลลอนต่อวัน โดยใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ดังนี้

1. การเกษตรกรรม ได้แก่ การเพาะเลี้ยงต้นกล้า และการปลูกพืชผล

2. การรักษา Landscape ได้แก่ สนามหญ้า ลานสาธารณะ สนามกอล์ฟ และต้นไม้บริเวณข้างทางถนน สายต่าง ๆ

3. ขบวนการอุตสาหกรรม ได้แก่ น้ำหล่อเย็น น้ำที่ใช้ทำความสะอาด และการก่อสร้างต่าง ๆ

4. การเพิ่มระดับน้ำใต้ดิน ได้แก่ การฉีดอัดน้ำที่ผ่านการบำบัดลงสู่ชั้นน้ำใต้ดินเพื่อทดแทนน้ำใต้ดินที่ สูญเสียไป และหนุนป้องกันการซึมของน้ำทะเล

5. การรักษาระดับน้ำในแหล่งเก็บน้ำ บึงน้ำธรรมชาติต่าง ๆ และการเติมลงในแหล่งน้ำดิบซึ่งใช้ผลิต น้ำประปา

6. กิจวัตรประจำวันต่าง ๆ อาทิ น้ำสำหรับชักโครก และรดน้ำต้นไม้

          รายละเอียดวิธีการ และมาตรฐานต่างๆ ที่ใช้บังคับสำหรับกิจกรรมต่างๆดังกล่าวข้างต้น ไม่สามารถนำมากล่าวในที่นี้ได้ แต่ควรระมัดระวังด้านสุขภาพอนามัยของประชาชน ผลกระทบต่อคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำซึ่งอาจจะมีผลต่อการดำรงชีวิตของสัตว์น้ำ และการเจริญเติบโตของพืชน้ำได้ ดังนั้นกระบวนการบำบัดน้ำเสียจึงแตกต่างกันตามกิจกรรมที่ต้องการนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ เนื่องจากแต่ละกิจกรรมจะต้องการคุณภาพน้ำที่แตกต่างกัน ดังตัวอย่างในหน้าถัดไป

 

" น้ำเสียบำบัดได้ ทุกฝ่ายร่วมใจ แก้ไขจริงจัง"

 

 

ในการวางแผนการนำน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วมาใช้ประโยชน์จะต้องมีการศึกษาและวิเคราะห์ในเรื่องต่าง ๆ ได้แก่

1. ประเมินความจำเป็นของการบำบัดน้ำเสีย

2. ประเมินความต้องการของการใช้น้ำประปา

3. ประเมินประโยชน์ที่ได้รับจากศักยภาพของการนำน้ำเสียกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่

4. วิเคราะห์ด้านการตลาด

5. วิเคราะห์ทางเลือกด้านเศรษฐศาสตร์และวิศวกรรม

6. แผนการปฏิบัติงาน

 

"น้ำทิ้งทุกหยด บำบัดพิษหมด ลดภัยน้ำเสีย"

 

หลักการป้องกันมลพิษ (Pollution Prevention)

          เป็นหลักการที่ใช้ลดปริมาณของเสียต่างๆ ให้น้อยลง ซึ่งทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายมากสำหรับการลดปริมาณน้ำเสียนั้น จำเป็นต้องมีการศึกษาถึงกระบวนการผลิต วัตถุดิบที่ใช้ และขั้นตอนที่อาจมีน้ำเสียเกิดขึ้น ของอุตสาหกรรมแต่ละประเภทก่อน จากนั้นจึงนำมาศึกษาหามาตรการในการลดปริมาณน้ำเสียที่เกิดขึ้น โดยอาจจะจัดทำในรูปแบบจำลอง (Model) ของอุตสาหกรรมแต่ละประเภท มาตรการสำคัญของหลักการป้องกันภาวะ มลพิษประกอบด้วย

1. การสำรวจขบวนการผลิตของอุตสาหกรรมแต่ละประเภท ได้แก่ วัตถุที่ใช้อัตราการผลิตและปริมาณน้ำเสียในแต่ละขั้นตอนของขบวนการผลิต สารเคมีที่ใช้ คุณภาพน้ำเสียที่เกิดขึ้น

2. ลดปริมาณน้ำเสียในแต่ละขั้นตอนการผลิตลง มีการรักษาความสะอาด ใช้วัตถุดิบและสารเคมีอย่างประหยัด มีการนำกลับมาใช้ใหม่ ปรับปรุงขั้นตอนการผลิตให้ดีขึ้นหรือประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ประหยัดคุ้มทุน ประหยัดการใช้น้ำในขบวนการเท่าที่จำเป็น

3. ใช้หลักปรับปรุงคุณภาพน้ำเสียในเบื้องต้น (Pretreatment) เพื่อให้มีคุณภาพที่ดีขึ้น

4. การศึกษาด้านค่าใช้จ่าย มาตรฐานและกฎหมายที่ใช้บังคับ เพื่อจะได้เกิดการเปรียบเทียบถึงความคุ้มทุนต่อไป

          ในประเทศไทยได้เริ่มมีการนำหลักการป้องกันมลพิษบางส่วน มาประยุกต์ใช้กับอุตสาหกรรมบางประเภทแล้ว เช่นหลักการของ ISO - 14001 หรือโครงการที่ริเริ่มโดยหน่วยงานของรัฐที่ชื่อว่า โครงการโรงแรมสีเขียว เป็นต้น แต่การศึกษาเพื่อมุ่งเน้นตามหลักการป้องกันมลพิษอย่างแท้จริงนั้น คงจะยังไม่มีการดำเนินงานอย่างเป็นรูปธรรม ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเริ่มทำการศึกษาอย่างจริงจัง พร้อมกับนำผลการศึกษามาประยุกต์ใช้อย่างสัมฤิทธิ์ผล อันจะก่อให้เกิดการเริ่มต้นแก้ไขปัญหาด้านการจัดการน้ำเสียตามแหล่งกำเนิดอย่างถูกหลักวิชาการที่แท้จริง รายละเอียดของการศึกษานั้นไม่สามารถนำมาอธิบายได้ เนื่องจากอุตสาหกรรมแต่ละประเภทจะมีรายละเอียดที่แตกต่างกัน แต่สามารถศึกษาถึงองค์ประกอบและขั้นตอนการดำเนินงานที่สำคัญได้จากแผนภูมิในหน้าถัดไป

 

" ร่วมมือกัน ปันน้ำใจ คืนน้ำใส ให้ชุมชน "