มลพิษทางน้ำและการบำบัดน้ำเสีย

มลพษิ ทางนา้ Water Pollution อาจารย์ ดร.สทุ ธริ กั ษ์ อว้ นศิริสาขาวชิ าเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏหมบู่ า้ นจอมบึง

ความหมายของนา้ความหมายทางวทิ ยาศาสตร์ ของเหลวท่เี กดิ จากการรวมกันของแกส๊ ไฮโดรเจนและออกซเิ จนเป็น H2O มสี ถานะเปน็ ได้ทัง้ ของแขง็ของเหลวและแก๊สความหมายทางสง่ิ แวดลอ้ ม เปน็ ทรัพยากรธรรมชาติท่ีเกิดทดแทนใหมไ่ ด้ เกดิ เปน็ วฏั จกั รเรยี กวา่ วฏั จกั รนา้ 2

เคมสี ภาวะแวดลอ้ มวฏั จกั รของนา้ (Hydrologic Cycle) 3

ทรัพยากรนา้ นา้ เปน็ ทรพั ยากรธรรมชาตทิ สี่ า้ คญั ตอ่ สิง่ มีชีวติ โดยเป็นปจั จัยในการดา้ รงชวี ติและยังเปน็ องคป์ ระกอบของสง่ิ มีชีวติ ธรรมชาตนิ ้าสามารถหมุนเวยี นน้ากลบั มาใชไ้ ดต้ ลอดเวลา ทรัพยากรนา้ มปี ระโยชน์มากมาย เช่น - ทางเกษตรกรรม 4

- ประโยชนใ์ นการอปุ โภค บรโิ ภค เคมสี ภาวะแวดลอ้ ม - ประโยชนท์ างคมนาคม 5

- ประโยชนเ์ ปน็ แหลง่ พลงั งาน เคมสี ภาวะแวดลอ้ ม- ทางอตุ สาหกรรม 6

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม- ประโยชนท์ างการพกั ผอ่ น 7

เคมสี ภาวะแวดลอ้ มผลจากการปนเปอื้ นของนา้• แหล่งแพรร่ ะบาดของเชอ้ื โรค• แหลง่ เพาะพันธุแ์ มลง• เกดิ เหตรุ า้ คาญ กล่ินเหมน็• เกิดมลพิษ• สญู เสยี ทศั นยี ภาพ• สญู เสยี ทางเศรษฐกจิ• การเปลีย่ นแปลงของระบบนเิ วศใน ระยะยาว 8

เคมีสภาวะแวดลอ้ มมลพิษทางนา้ สภาพท่มี สี งิ่ ปนเปื้อนทา้ ใหน้ ้าสกปรก (คณุ ภาพเลวลง) จนเปน็ พษิ หรือเป็นอันตรายตอ่ สง่ิ แวดลอ้ ม น้าเสยี (Wastewater) คือนา้ ทม่ี ีของเสียเจือปนอย่มู ากจนไม่สามารถ น้ามาใช้ประโยชนไ์ ด้ น้าเสยี ตามพระราชบญั ญตั ิสง่ เสรมิ และรกั ษาสิง่ แวดล้อมแหง่ ชาติหมายถึง ของเสยี ทีอ่ ย่ใู นสภาพทีเ่ ป็นของเหลว รวมท้ังมวลสารท่ีปะปนหรอืปนเป้อื นอยู่ในของเหลวนั้น 9

เคมสี ภาวะแวดลอ้ มสาเหตขุ องมลพษิ ทางนา้1. ธรรมชาติ - การเน่าเสยี เมอื่ อย่ใู นภาวะทขี่ าดออกซิเจน มีสาเหตเุ กดิ จากการเพิ่มจา้ นวนอยา่ งรวดเร็วของแพลงค์ตอน แลว้ ตายลงพร้อมๆ กัน ทา้ ให้จุลินทรยี ์ท้าการยอ่ ยสลายซากแพลงค์ตอนดงึ ออกซเิ จนในน้าไปใชม้ ากจนเกดิ การขาดแคลนได้ - นอกจากนี้การเน่าเสยี อาจเกดิ จากการที่น้าอยู่ในสภาพนิ่งไม่มีการหมุนเวียนถ่ายเท 10

เคมสี ภาวะแวดลอ้ มปรากฏการณ์ Red Tide (ขป้ี ลาวาฬ) ซึ่งเกดิ จากการเติบโตอยา่ งรวดเรว็ ของแพลงก์ตอนพืชส่งผลกระทบตอ่ ระบบนิเวศชายฝ่ัง อาจท้าใหต้ วั ออ่ นสัตว์ทะเลหลายชนดิ ตายเป็นจ้านวนมาก 11

เคมสี ภาวะแวดล้อม2. เกิดจากมนษุ ย์ แบง่ ออกได้ตามแหลง่ ท่ีมา ดงั นี้ 2.1 นา้ ทงิ้ และสง่ิ ปฏกิ ลู จากแหลง่ ชมุ ชน ได้แก่ อาคาร บ้านเรอื นส้านักงาน อาคารพาณิชย์ โรงแรม เปน็ ต้น ส่วนใหญม่ าจากการซักล้าง จะมมี ากหรอื นอ้ ยขน้ึ อยู่ฐานะและอุปนิสัยของผคู้ น โดยน้าที่เกดิ จากการซกั ลา้ งมกั มผี งซกั ฟอกปนอยู่มาก ซงึ่ ในผงซักฟอกมีสารฟอสเฟตเป็นสว่ นผสมอยู่ สารนี้สามารถแทรกซมึ เขา้ สรู่ า่ งกายทางผวิ หนังได้ ถ้ามกี ารสะสมเป็นปริมาณมากก็เกดิ อันตรายไดเ้ ช่นกัน 12

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม 13

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม 2.2 จากการเกษตรกรรม ไดแ้ ก่ - นา้ เสยี ทเี่ กดิ จากกจิ กรรมทางการเพาะปลกู และการเลย้ี งสตั ว์โดยนา้ เสียจากการเกษตร ได้แก่ การใชป้ ุ๋ยไนเตรตของเกษตรกร จะมีไนโตรเจน ฟอสฟอรสั โปแตสเซียม และสารพษิ ต่างๆ ในปรมิ าณสงู เมอ่ื ปุย๋ลงสแู่ หลง่ น้าจะท้าให้น้ามีปรมิ าณเกลอื ไนเตรตสงู ถา้ ดม่ื เข้าไปจะท้าใหเ้ ปน็ โรคพษิ ไนเตรต ไนเตรตจะเปล่ยี นเป็นไนไตรต์แล้วรวมตัวกับฮโี มโกลบนิ อาจทา้ ให้เกิดอนั ตรายถงึ แกช่ ีวิตได้ - การใชส้ ารกา้ จดั ศตั รพู ชื สารท่ตี กค้างตามตน้ พชื และตามผวิ ดนิจะถูกชะล้างไปกบั นา้ ฝนและไหลลงสู่แหล่งน้า - น้าเสยี จากการเลย้ี งสตั ว์ เชน่ เศษอาหารและน้าทงิ้ จากการชา้ ระคอกสตั ว์ จะพบส่ิงสกปรกในรูปของสารอินทรีย์เป็นส่วนมาก เม่อื ทิ้งลงสแู่ มน่ า้ลา้ คลอง กจ็ ะก่อใหเ้ กดิ โรคระบาด 14

เคมสี ภาวะแวดลอ้ ม 15

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม 2.3 จากโรงงานอตุ สาหกรรม ได้แก่ - นา้ เสยี ทเี่ กดิ จากกระบวนการอตุ สาหกรรม ต้ังแต่ข้นั ตอนการลา้ งวตั ถดุ บิ กระบวนการผลติ จนถงึ การทา้ ความสะอาดโรงงาน - น้าเสยี ทย่ี งั ไมไ่ ดร้ บั การบา้ บดั หรอื น้าเสยี ท่ผี ่านการบา้ บดั แล้ว แต่ยงัไมเ่ ป็นไปตามมาตรฐานนา้ ทง้ิ อตุ สาหกรรม - ของเสยี จากโรงงานอตุ สาหกรรม เช่น โรงงานปลาป่น โรงงานผลิตภณั ฑน์ ม โรงโม่แปง้ โรงงานท้าอาหารกระปอ๋ ง ส่วนใหญ่มสี ารอินทรยี ์พวกโปรตีน คาร์โบไฮเดรตปนอยมู่ าก สารอนิ ทรยี ์ทีถ่ ูกปลอ่ ยออกมากับน้าทง้ิ นก้ี ็จะถกู ย่อยสลาย ทา้ ให้เกิดผลเชน่ เดยี วกับน้าทงิ้ ทถี่ กู ปลอ่ ยจากชมุ ชน - สารพษิ ชนดิ อนื่ ๆ ขึ้นอยู่กับประเภท และขนาดของโรงงาน 16

เคมสี ภาวะแวดลอ้ ม 17

เคมสี ภาวะแวดลอ้ มประเภทอุตสาหกรรมทท่ี า้ ใหเ้ กิดมลพิษทางนา้ มีดังนี้- อุตสาหกรรมอาหาร น้าทิง้ มกั มสี ารอนิ ทรยี ์สูงมากทา้ ให้ O2 ในแหล่งน้าน้อยลง- อตุ สาหกรรมเสน้ ใย ของเสยี เกดิ จากสารเจอื ปนทมี่ ีอย่ใู นเส้นใย- อตุ สาหกรรมกระดาษ น้าทงิ้ ของอุตสาหกรรมประเภทน้ีมกั สง่ กลน่ิ เหม็นสีทป่ี ลอ่ ยลงสูแ่ หล่งน้าจะสกัดก้นั การสงั เคราะหแ์ สงของพืช- อตุ สาหกรรมปโิ ตรเลยี ม นา้ ทง้ิ มสี ารประเภทไฮโดรคารบ์ อน และกรด- อุตสาหกรรมเคมี น้าทิ้งจะเป็นพวกกรดและด่าง (เบส)- อุตสาหกรรมยางและพลาสตกิ น้าทิ้งจะมคี า่ BOD สงู- อตุ สาหกรรมอน่ื ๆ เชน่ น้าทง้ิ จากโรงงานฟอกหนงั มีฤทธิเ์ ป็นดา่ ง 18

เคมสี ภาวะแวดลอ้ ม2.4 การคมนาคมทางนา้ ในการเดินเรอื ตามแหลง่ น้า ล้าคลอง ทะเลมหาสมุทร มีการท้ิงของเสยี ท่ปี ระกอบดว้ ยสารอนิ ทรีย์ และน้ามันเชื้อเพลิง ซ่งึถา้ มโี อกาสรั่วไหลลงนา้ ไดแ้ ละมีจา้ นวนมาก ก็จะทา้ ใหส้ ตั ว์นา้ ขาดออกซิเจนและเป็นผลเสยี ต่อระบบนเิ วศ 19

เคมสี ภาวะแวดลอ้ ม ขยะ / ของเสยีมลสารทางนา้ อากาศ ปนเปอื้ นลงดนิ ทรพั ยากร การผลติ / สินคา้ ลูกคา้ /สิ่งแวดลอ้ ม บริการ ผบู้ รโิ ภค วตั ถดุ บิ การบรกิ ารผลกระทบสง่ิ แวดลอ้ ม 20 - สูญเสยี สมดุลธรรมชาติ - ภาวะมลพษิ

เคมีสภาวะแวดลอ้ มลกั ษณะของนา้ เสียแบ่งได้ 3 ลกั ษณะคอื 1. ลกั ษณะทางกายภาพ (Physical Characteristics of Wastewater) 2. ลักษณะทางเคมขี องน้าเสีย (Chemical Characteristics ofWastewater) 3. ลักษณะทางชวี วทิ ยาของน้าเสีย (Biological Characteristics ofWastewater) 21

เคมีสภาวะแวดลอ้ มลกั ษณะของนา้ เสีย1. ลักษณะทางกายภาพ (Physical Characteristics of Wastewater) 1.1 สี โรงงานหลายแห่งมกั ปลอ่ ยนา้ เสยี ทีม่ สี ีออกจากกระบวนการ ผลติสีเหล่านี้บางชนดิ เปน็ พษิ จึงเปน็ อนั ตรายตอ่ สิง่ มชี ีวติ และส่ิงแวดล้อม 22

เคมสี ภาวะแวดลอ้ ม 1.2 ปรมิ าณของแขง็ ประกอบดว้ ย ของแขง็ ท่ลี ะลายนา้ (Dissolved Solids) และของแข็งทไ่ี ม่ละลายนา้(Undissolved Solids) ซ่งึ ของแข็งทไ่ี ม่ละลายน้า จะแบง่ เปน็ ของแขง็ ท่ีแขวนลอย(Suspended Solids) และของแข็งที่จมตวั (Settleable Solids) ซง่ึ ตะกอนจะเป็นของแขง็ ที่ไม่ละลายน้า ตะกอนทา้ ให้แสงสอ่ งลงไปในนา้ ไม่ได้ และตะกอนยงั ทบั ถมที่กน้ น้าอาจเกดิ สันดอน หรือล้าน้าตน้ื เขิน 23

เคมสี ภาวะแวดล้อม 1.3 ความรอ้ น นา้ ร้อนเมื่อถูกระบายลงสู่แหล่งนา้ จะเกิดการแบ่งชนั้ น้าปลาหรือสตั วน์ ้าต่างๆ ซ่งึ มีความไวต่ออุณหภมู ิของน้าจะหนีลงสู่ด้านลา่ ง ซ่งึ พบว่าออกซเิ จนท่ีละลายอยู่จะละลายได้นอ้ ยลงเมือ่ อุณหภูมิของน้าสูงข้ึนและการละลายของออกซิเจนจะลดลงเมอ่ื ระดบั นา้ ลกึ มากขน้ึ ทา้ ใหป้ ลาหายใจไม่อออก ปลาจึงมชี วี ติอยู่ไม่ได้ 1.4 กลิ่น สว่ นใหญม่ าจากปฏกิ ริ ยิ าการยอ่ ยสลายสารอนิ ทรียข์ องจลุ ินทรยี ์ท่อี ยใู่ นน้าเสีย เชน่ การย่อยสลายโปรตีนจะให้แอมโมเนยี หรอื การย่อยสลายทเ่ี ปน็แอนเอโรบกิ จะได้ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ 24

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม2. ลักษณะทางเคมีของนา้ เสยี (Chemical Characteristics of Wastewater) 2.1 สารอนนิ ทรยี ์ อาจอยใู่ นรูปของโลหะหรอื สารประกอบในน้า สารอนนิ ทรยี บ์ างชนดิ อาจเป็นพิษตอ่ สตั วแ์ ละคน และอาจสะสมใน ส่งิ แวดล้อม สารอนนิ ทรีย์ เชน่ 2.1.1 คลอไรดป์ นเปื้อนจากกิจกรรมต่างๆ ในชวี ติ ประจา้ วนั การผลิตเกลอื 2.1.2 โลหะหนกั เชน่ ปรอท ทองแดง ตะกว่ั เปน็ ต้น ทน่ี ้ามาใชใ้ น กระบวนการผลติ ทางอตุ สาหกรรม หรือจากกจิ กรรมอืน่ ๆ อาจปนเปอื้ นและ ถูกระบายมากับนา้ เสียสู่สิ่งแวดล้อม โลหะหนกั เหล่านีส้ ามารถสะสมใน ส่งิ แวดลอ้ มและเขา้ ส่หู ว่ งโซ่อาหาร 25

เคมีสภาวะแวดลอ้ มพษิ จากโลหะหนกั (Metal poisoning)Cadmium Poisoning (Itai Itai ) Mercury Poisoning (Minamata) Arsenic Poisoning 26

Lead line on the เคมสี ภาวะแวดล้อม gingival border of an adult with Copper lead poisoning. PoisoningLead poisoning Copper corrosion 27

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม 2.1.3 สารประกอบทเี่ ปน็ พษิ (Toxic compounds) มกั พบในนา้เสยี จากอุตสาหกรรมและการเกษตร เชน่ ยาฆา่ แมลง ยาปราบศัตรูพืช ยาฆ่าหญ้าสารเหล่านีถ้ า้ ปนเปือ้ นในนา้ เสยี ท่ีเข้าสูร่ ะบบบา้ บดั จะมีผลกระทบต่อจลุ ินทรีย์ในระบบ 28

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม 2.2 สารอาหาร (Nutrients ) ไนโตรเจน ฟอสฟอรสั สารท้งั สองถา้ มีมากในแหล่งน้าท้าใหพ้ ืชน้าเจรญิ เติบโตเรว็ เรียก ยูโทรฟิเคช่นั (Eutrophication)ไนโตรเจนในรูปของสารประกอบถ้าพบในนา้ ดื่มมากกว่า 10 มลิ ลิกรมั /ลติ ร ท้าให้เกิดโรค Methemoglobinemia ในเดก็Methemoglobinemia 29

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม 2.3 สารอนิ ทรยี เ์ ปน็ สารประกอบของ CHO หรอื CHON สารเหล่าน้ีจุลนิ ทรีย์จะสามารถย่อยสลายได้ ซ่งึ เมือ่ ปนเปอ้ื นในนา้ มากจะท้าให้เกดิ น้าเนา่ ได้เน่อื งจากระหว่างการย่อยสลายจะมีการใชอ้ อกซิเจนละลาย เช่น นา้ มนั และไขมันเป็นตวั ขวางก้ันไม่ใหแ้ สงสอ่ งทะลุลงนา้ รวมถึงออกซเิ จนไม่สามารถแทรกละลายลงน้าได้ 2.4 ผงซกั ฟอก มีสารฟอสฟอรสั เปน็ สว่ นประกอบ เมอื่ สารเหล่านถี้ ูกปลอ่ ยลงสแู่ หล่งน้า ท้าให้เกิดปญั หาบอ่ เขยี ว 30

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม 3. ลกั ษณะทางชวี วทิ ยาของนา้ เสยี (Biological Characteristics of Wastewater) - จลุ ินทรีย์ น้าเสยี ทีป่ ล่อยออกมาจากบางสถานท่อี าจมีจลุ ินทรยี ์ปนเปื้อนเปน็ จ้านวนมากเชน่ โรงฆ่าสัตว์ โรงพยาบาล นาก้งุ จุลินทรีย์อาจมที ้งั ทไี่ ม่กอ่ ให้เกดิ โรคและทกี่ ่อใหเ้ กดิ โรคปะปน นอกจากนอ้ี าจพบไวรสั และพวกพาราไซต์ - ในนา้ ผิวดินสามารถพบ โปรโตซัว สาหร่าย เปน็ ต้น 31

เคมีสภาวะแวดล้อมการบา้ บดั นา้ เสีย เป็นกระบวนการแยก /ลดส่ิงปนเป้อื นออกจากน้าเสยี จนเหลอื ของเสียนอ้ ยมาก และสามารถท้งิ ลงแหล่งนา้ ไดโ้ ดยไมเ่ ปน็ อนั ตรายตอ่สิง่ แวดลอ้ ม ดร.สุทธริ กั ษ์ อว้ นศริ ิ 32

กระบวนการบา้ บดั นา้ เสยี เคมสี ภาวะแวดล้อม น้าเสยี 33 การบา้ บดั ขนั้ เตรยี มการ การบ้าบัดขนั้ ตน้ การบ้าบดั ข้นั ทีส่ อง การบา้ บดั ขัน้ ท่ีสาม

เคมสี ภาวะแวดล้อม1. การบา้ บดั ขนั้ เตรยี มการ (Preliminary Treatment/ Pretreatment) ส่วนใหญ่จะเปน็ การเตรียมน้าเสยี ให้เหมาะสมในการบา้ บดั ขัน้ ตอ่ ไปกระบวนการสว่ นใหญ่เปน็ กระบวนการทางกายภาพ เช่นการดักของแขง็ ด้วยตะแกรง การดกั ตะกอนหนักกรวด ทรายดว้ ย รางดักกรวดทราย (Gritchamber) การแยกตะกอนโดยการทา้ ใหล้ อยโดยใชอ้ ากาศเป็นตวั พา บอ่ดักไขมนั ถังปรบั ให้เทา่ การบ้าบัดข้ันนีล้ ดคา่ บีโอดไี ด้เลก็ นอ้ ยหรอื ไมล่ ดเลย2. การบา้ บดั เบอื้ งตน้ /ข้นั ทหี่ นงึ่ (Primary treatment) เตรียมน้าเสยี เพ่ือให้การท้างานของระบบมปี ระสทิ ธิสงู รวมทงั้ ไม่กอ่ ให้เกดิ ปัญหาตอ่ ระบบบ้าบัดไดแ้ ก่การแยกของแข็งแขวนลอย การปรบัคุณภาพน้าเสยี การเติมสารอาหาร การปรับสภาพกรดดา่ ง กระบวนการท่ีใช้จะเปน็ กระบวนการทางกายภาพ หรอื กระบวนการทางกายภาพรว่ มกับกระบวนการทางเคมี 34

เคมีสภาวะแวดลอ้ ม3. การบา้ บดั ขน้ั ทส่ี อง (Secondary Treatment) จะเลยี้ งจลุ นิ ทรีย์ในสภาพทคี่ วบคุมให้เหมาะสมเพอ่ื ใหไ้ ด้ปริมาณมากๆ เพือ่ จุลินทรยี ์จะได้ใช้ของเสยี ทเ่ี ป็นสารอินทรยี ใ์ นนา้ ได้เร็ว จุลนิ ทรีย์กจ็ ะย่งิ เพิ่มมาก ความต้องการออกซิเจนจะมากตามไปดว้ ย ดังน้นั ถ้าเปน็ ระบบบา้ บัดนา้ เสียทางชวี วิทยาแบบใช้ออกซิเจนตอ้ งควบคุมใหป้ ริมาณออกซิเจนเพยี งพอตอ่ ความต้องการ(อาจติดเครอื่ งเติมอากาศ) จากนน้ั น้าท่บี ้าบัดจะไหลสถู่ งั ตกตะกอนเพอ่ื ใหจ้ ลุ นิ ทรยี ์จมตัวลงก้นถัง ส่วนบนเปน็ น้าใส แยกออกเพอ่ื ปล่อยระบายสูแ่ หลง่ นา้ ส่วนจุลนิ ทรยี ์ทีแ่ ยกออกบางส่วนถูกนา้ ไปยังถังเตมิ อากาศ ในบางครั้งอาจมีการฆา่ เชอื้ โรคกอ่ นปล่อยระบายสแู่ หล่งน้าสาธารณะ 35

เคมสี ภาวะแวดลอ้ ม หมายเหตุ การบ้าบดั ข้ันทส่ี อง (Secondary Treatment)กระบวนการท่ใี ช้จะเปน็ กระบวนการทางชีววทิ ยา แบง่ ได้เป็น ก.ระบบบา้ บดั นา้ เสยี ทางชวี วทิ ยาแบบใชอ้ อกซเิ จน จลุ ินทรยี ์ที่พบส่วนมากไดแ้ ก่แบคทเี รยี จะเปน็ ชนิด Aerobic bacteria หลังจากการยอ่ ยสลาย(ออกซิไดซ์)สารอินทรยี เ์ พอื่ ใหไ้ ดพ้ ลงั งานจะได้ CO2 และH2O ข. ระบบบา้ บดั นา้ เสยี ทางชวี วทิ ยาแบบไมใ่ ชอ้ อกซเิ จน จลุ ินทรยี ์ทพ่ี บส่วนมากได้แกแ่ บคทีเรียจะเปน็ ชนดิ Anaerobic bacteria หลงั จาก การย่อยสลาย(ออกซไิ ดซ์)สารอนิ ทรีย์เพอื่ ใหไ้ ด้พลังงานจะได้ CH4H2S NH3 และ H2 ซง่ึ กา๊ ซเหลา่ นจ้ี ะมีกลิน่ 36

37

เคมสี ภาวะแวดล้อม4. การบา้ บดั ขน้ั ทส่ี าม/การบา้ บดั ขนั้ สงู (Tertiary Treatment/Advanced Treatment) ในบางครงั้ ถา้ ตอ้ งการใหค้ ุณภาพ น้าทง้ิ ดมี ากๆ หรอืต้องการไปใช้ประโยชน์อย่างอื่นอีก อาจใช้การบ้าบัดในขัน้ นก้ี อ่ นปล่อยระบายทิ้ง วธิ ีที่นิยมใช้มีการดูดซับสารปนเป้ือนเช่น สี กล่ินดว้ ยถ่านกัมมนั ต์ การแยกสารอาหารไนโตรเจนและฟอสฟอรัสออก หรือการแยกโดยวธิ ี electrodialysis การแลกเปลี่ยนประจุ การกรองแบบ Ultrafiltration Reverse osmosis การบ้าบดั ขั้นน้ีส่วนมากใช้วิธที างฟสิ ิกส์และเคมรี ว่ มกัน 38

เคมีสภาวะแวดลอ้ มในการบา้ บัดน้าเสียแต่ละประเภทไมจ่ า้ เป็นตอ้ งประกอบด้วยขั้นตอนทง้ั4 ข้นั ตอน ทัง้ นข้ี ึ้นกับคณุ ลกั ษณะของน้าเสยีและคุณภาพท่ตี อ้ งการหลังการบา้ บัด 39

เคมีสภาวะแวดลอ้ มระบบบ้าบัดน้าเสยี แบง่ ออกเปน็ 6 แบบ ได้แก่ 1.ระบบบ้าบัดน้าเสียแบบบอ่ ปรบั เสถียร (Stabilization Pond) 2.ระบบบา้ บดั น้าเสียแบบบอ่ เติมอากาศ (Aerated Lagoon หรอื AL) 3.ระบบบา้ บดั น้าเสยี แบบบงึ ประดษิ ฐ์ (Constructed Wetland) 4.ระบบบา้ บดั น้าเสียแบบแอกทเิ วเตด็ สลดั จ์ (Activated Sludge Process) 5.ระบบบ้าบัดนา้ เสยี คลองวนเวียน (Oxidation Ditch) 6.ระบบบ้าบัดนา้ เสียแบบแผน่ จานหมุนชีวภาพ (Rotating BiologicalContactor ; RBC) 40

1. ระบบบา้ บดั นา้ เสยี แบบบอ่ ปรบั เสถยี ร(Stabilization Pond) เปน็ ระบบบ้าบัดน้าเสยี ทอ่ี าศัยธรรมชาติในการบา้ บัดสารอนิ ทรีย์ในน้าเสยีซง่ึ แบ่งตามลกั ษณะการทา้ งานได้ 3 รปู แบบ คือ - บอ่ แอนแอโรบิค (Anaerobic Pond) - บ่อแฟคคลั เททีฟ (Facultative Pond) - บ่อแอโรบคิ (Aerobic Pond) และหากมบี ่อหลายบ่อต่อเน่อื งกัน บ่อสดุ ท้ายจะทา้ หน้าที่เป็นบอ่ บม่(Maturation Pond) เพอ่ื ปรบั ปรงุ คุณภาพน้าทิง้ กอ่ นระบายออกสูส่ ิง่ แวดล้อม 41

บอ่ แอนแอโรบคิ (Anaerobic Pond) เป็นระบบท่ใี ช้ก้าจดั สารอินทรยี ์ท่มี คี วามเขม้ ขน้ สูงโดยไม่ตอ้ งการออกซิเจน ลักษณะของบอ่ ลึกประมาณ 2-4 เมตร บ่อน้ีจะถูกออกแบบใหม้ อี ตั รารบั สารอนิ ทรียส์ ูงมาก จนสาหร่ายและการเตมิ ออกซเิ จนท่ีผวิ หนา้ ไม่สามารถผลิตและป้อนออกซิเจนไดท้ นั ท้าให้เกิดสภาพไร้ออกซเิ จนละลายนา้ ภายในบอ่ จงึเหมาะกับนา้ เสยี ที่มสี ารอินทรียแ์ ละปริมาณของแข็งสงู เนอ่ื งจากของแขง็ จะตกลงสูก่ น้ บอ่ และถกู ย่อยสลายแบบแอนแอโรบิค น้าเสยี สว่ นที่ผ่านการบ้าบดั จากบ่อนี้จะระบายตอ่ ไปยงั บอ่ แฟคคลั เททีฟ (Facultative Pond) เพอ่ื บ้าบดั ต่อไป 42

บ่อแฟคคลั เททฟี (Facultative Pond)เปน็ บอ่ ท่ีนิยมใช้กันมากทส่ี ดุ ลกั ษณะของบอ่ ลึกประมาณ 1-1.5 เมตรภายในบอ่ มลี ักษณะการทา้ งานแบ่งเป็น 2 สว่ น คอื สว่ นบนของบ่อเปน็ แบบแอโรบคิไดร้ ับออกซิเจนจากการถา่ ยเทอากาศท่ีบริเวณผวิ น้าและจากการสงั เคราะหแ์ สงของสาหร่าย และส่วนลา่ งของบอ่ อยใู่ นสภาพแอนแอโรบคิบอ่ แฟคลั เททฟี น้ีจะรบั น้าเสียจากที่ผา่ นการบา้ บัดขนั้ ต้นมากอ่ นกระบวนการบ้าบดั ที่เกิดขน้ึ ในบอ่ เรยี กว่า การทา้ ความสะอาดตวั เอง (Self-Purification) ซึง่ สารอนิ ทรีย์ท่อี ย่ใู นน้าจะถกู ย่อยสลายโดยจลุ ินทรีย์ประเภททใี่ ช้ออกซิเจน (Aerobic Bacteria) เพ่ือเปน็ อาหารและสา้ หรบั การสร้างเซลลใ์ หม่และเป็นพลังงาน โดยใช้ออกซเิ จนทไี่ ด้จากการสงั เคราะหแ์ สงของสาหรา่ ยทอี่ ยูใ่ นบอ่ส่วนบน ส้าหรับบอ่ สว่ นล่างจนถึงกน้ บอ่ ซ่งึ แสงแดดส่องไมถ่ ึง จะมีปริมาณออกซิเจนตา้่ จนเกิดสภาวะไร้ออกซิเจน (Anaerobic Condition) และมีจลุ ินทรีย์ประเภทไม่ใช้ออกซเิ จน (Anaerobic Bacteria) ท้าหน้าทย่ี ่อยสลายสารอนิ ทรีย์และแปรสภาพเป็นกา๊ ซเช่นเดยี วกับบ่อแอนแอโรบิค แตก่ ๊าซที่ลอยขึ้นมาจะถกู ออกซไิ ดซโ์ ดยออกซเิ จนที่อยู่ช่วงบนของบ่อทา้ ใหไ้ ม่เกดิ กล่ินเหม็น 43

บอ่ แอโรบคิ (Aerobic Pond) เปน็ บ่อท่ีมีแบคทีเรยี และสาหรา่ ยแขวนลอยอยู่ เปน็ บ่อที่มีความลกึ ไม่มากนักเพอื่ ให้ออกซิเจนกระจายทว่ั ทง้ั บอ่ และมสี ภาพเปน็ แอโรบิคตลอดความลึก โดยอาศยั ออกซเิ จนจากการสังเคราะหแ์ สงของสาหร่าย และการเติมอากาศที่ผิวหนา้และยังสามารถฆา่ เชอ้ื โรคไดส้ ว่ นหนึ่งโดยอาศยั แสงแดดอกี ดว้ ยบ่อบ่ม (Maturation Pond) มีสภาพเปน็ แอโรบคิ ตลอดทั้งบอ่ จงึ มีความลึกไมม่ ากและแสงแดดส่องถึงก้นบ่อใช้รองรบั น้าเสียทีผ่ า่ นการบา้ บดั แลว้ เพ่อื ฟอกนา้ ทงิ้ ใหม้ คี ณุ ภาพนา้ ดขี ึ้น และอาศัยแสงแดดทา้ ลายเชอื้ โรคหรือจุลนิ ทรีย์ทป่ี นเปอื้ นมากับน้าท้ิงก่อนระบายออกสู่สิ่งแวดลอ้ ม 44

หนว่ ยบา้ บดั เกณฑก์ ารออกแบบ (Design Criteria)1. บอ่ แอนแอโรบคิ(Anaerobic Pond) พารามเิ ตอร์ คา่ ทใี่ ชอ้ อกแบบ2. บ่อแฟคคลั เททีฟ ระยะเวลาเกบ็ กกั น้า (Hydraulic 4.5 วัน(Facultative Pond) Retention Time; HRT) ความลกึ ของน้าในบ่อ 2-4 เมตร อตั ราภาระบโี อดี 224-672 กรมั บโี อดี5 / ตรม.-วนั * ประสิทธภิ าพการกา้ จดั BOD รอ้ ยละ 50 ระยะเวลาเกบ็ กกั น้า (Hydraulic 7-30 วัน Retention Time; HRT) ความลึกของนา้ ในบอ่ 1-1.5 เมตร อัตราภาระบโี อดี 34 กรมั บีโอดี5 /ตรม.-วนั * - ประสิทธิภาพการกา้ จดั BOD ร้อยละ 70-90 45

หน่วยบา้ บดั เกณฑก์ ารออกแบบ (Design Criteria)3. บอ่ แอโรบคิ (AerobicPond) พารามิเตอร์ ค่าทใี่ ชอ้ อกแบบ4. บ่อบ่ม (Maturation ระยะเวลาเกบ็ กักน้า (Hydraulic 4 -6 วนัPond) Retention Time; HRT) ความลึกของน้าในบ่อ 0.2-0.6 เมตร อตั ราภาระบโี อดี 45 กรมั บโี อดี 5/ตรม.-วัน* ประสิทธภิ าพการกา้ จัด BOD รอ้ ยละ 80-95 ระยะเวลาเกบ็ กกั น้า (Hydraulic 5-20 วัน Retention Time; HRT) ความลกึ ของน้าในบ่อ 1-1.5 เมตร อัตราภาระบีโอดี 2 กรัม/ตร.ม.-วัน ประสทิ ธภิ าพการก้าจัด BOD รอ้ ยละ 60-80 46

ขอ้ ดี ระบบบ่อปรบั เสถยี รสามารถบ้าบดั น้าเสยี ไดอ้ ยา่ งมีประสิทธิภาพ ไมว่ า่ จะเปน็ น้าเสยี จากชุมชน โรงงานอตุ สาหกรรมบางประเภท เช่น โรงงานผลิตอาหารหรือน้าเสยี จากเกษตรกรรม เชน่ น้าเสียจากการเล้ียงสกุ ร เปน็ ตน้ การเดนิ ระบบก็ไม่ยงุ่ ยากซับซอ้ น ดแู ลรักษาง่าย ทนทานตอ่ การเพ่มิ อยา่ งกระทนั หัน (ShockLoad) ของอตั รารบั สารอนิ ทรยี ์ และอตั ราการไหลไดด้ ี เนื่องจากมรี ะยะเวลาเก็บกักนาน และยังสามารถกา้ จดั จุลนิ ทรีย์ท่ีท้าใหเ้ กดิ โรคได้มากกว่าวิธีการบ้าบดั แบบอนื่ๆ โดยไมจ่ า้ เป็นตอ้ งมรี ะบบฆ่าเชอ้ื โรคขอ้ เสยี ระบบบ่อปรบั เสถียรตอ้ งการพนื้ ที่ในการกอ่ สรา้ งมาก ในกรณที ใ่ี ช้บ่อแอนแอโรบิคอาจเกดิ กลน่ิ เหม็นได้ หากการออกแบบหรอื ควบคมุ ไม่ดีพอ นอกจากนีน้ ้าทง้ิอาจมีปัญหาสาหร่ายปะปนอยู่มาก โดยเฉพาะจากบ่อแอโรบิค 47

ตัวอยา่ งระบบบา้ บดั นา้ เสยี ของเทศบาลนคร นครปฐม 48

2.ระบบบา้ บดั นา้ เสยี แบบบอ่ เตมิ อากาศ(Aerated Lagoon หรอื AL) เป็นระบบบ้าบดั น้าเสยี ทอ่ี าศัยการเติมออกซเิ จนจากเครือ่ งเตมิ อากาศ(Aerator) ทต่ี ิดต้ังแบบทุ่นลอยหรอื ยึดติดกับแท่นก็ได้ เพือ่ เพ่มิ ออกซเิ จนในน้าให้มีปริมาณเพียงพอ สา้ หรบั จุลินทรยี ์สามารถน้าไปใชย้ อ่ ยสลายสารอินทรยี ์ในน้าเสยี ได้เร็วขน้ึ กว่าการปลอ่ ยให้ย่อยสลายตามธรรมชาติ ท้าใหร้ ะบบบ้าบดั น้าเสียแบบบ่อเตมิอากาศสามารถบ้าบัดน้าเสยี ได้อย่างมปี ระสทิ ธิภาพ สามารถลดปรมิ าณความสกปรกของน้าเสียในรปู ของคา่ บีโอดี (Biochemical Oxygen Demand; BOD) ไดร้ อ้ ยละ80-95 โดยอาศัยหลักการท้างานของจุลนิ ทรีย์ภายใตส้ ภาวะที่มีออกซิเจน (Aerobic)โดยมเี ครือ่ งเติมอากาศซ่งึ นอกจากจะทา้ หน้าเพมิ่ ออกซเิ จนในนา้ แล้วยังท้าให้เกดิ การกวนผสมของน้าในบอ่ ด้วย ท้าใหเ้ กดิ การย่อยสลายสารอนิ ทรยี ไ์ ดอ้ ยา่ งทั่วถงึ ภายในบ่อ 49

หลักการทา้ งานของระบบ ระบบบา้ บดั น้าเสยี แบบบอ่ เตมิ อากาศ สามารถบ้าบดั น้าเสียได้ท้งั น้าเสียจากแหล่งชมุ ชนท่มี คี วามสกปรกค่อนข้างมาก และนา้ เสยี จากอตุ สาหกรรม โดยปกติจะออกแบบใหบ้ อ่ มคี วามลึกประมาณ 2-6 เมตร ระยะเวลาเก็บกักน้า(Detention Time) ภายในบอ่ เตมิ อากาศประมาณ 3-10 วัน และเคร่อื งเตมิอากาศจะต้องออกแบบให้มปี ระสทิ ธิภาพสามารถทา้ ให้เกดิ การผสมกนั ของตะกอนจลุ ินทรีย์ ออกซเิ จนละลายในนา้ และน้าเสยี นอกจากน้จี ะตอ้ งมีบอ่ บ่ม(Polishing Pond หรอื Maturation Pond) รบั นา้ เสยี จากบอ่ เติมอากาศเพื่อตกตะกอนและปรบั สภาพน้าท้งิ กอ่ นระบายออกสู่ส่ิงแวดลอ้ ม ท้ังนี้จะตอ้ งควบคมุอัตราการไหลของน้าภายในบอ่ บม่ และระยะเวลาเก็บกักให้เหมาะสมไมน่ านเกินไปเพ่อื ไมใ่ หเ้ กดิ ปัญหาการเจริญเตบิ โตเพม่ิ ปรมิ าณของสาหรา่ ย (Algae) ในบอ่ บม่มากเกนิ ไป 50