แผนการสอน
รายวิชาอนามัยสิ่งแวดล้อมและอาชีวอนามัย
บทที่ 4 เรื่องการจัดการน้ำเสีย
หัวข้อ
4.1
นิยามความหมาย
4.2
ความจำเป็นที่จะต้องมีการบำบัดน้ำเสีย
4.3
แหล่งกำเนิดน้ำเสีย
4.4
คุณลักษณะน้ำเสีย
4.5
ทฤษฎีพื้นฐานการบำบัดน้ำเสีย
4.6 กรรมวิธีในการบำบัดน้ำเสีย
4.7 ประเภทการบำบัดน้ำเสีย
4.8 กิจกรรม
4.9 แบบฝึกหัด
4.1
นิยามและความหมาย
น้ำเสีย หมายถึง น้ำที่มีสารใด ๆ หรือสิ่งปฏิกูลที่ไม่พึงปรารถนาปนอยู่
การปนเปื้อนของสิ่งสกปรกเหล่านี้ จะทำให้
คุณสมบัติของน้ำเปลี่ยนแปลงไปจนอยู่ในสภาพที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้
สิ่งปนเปื้อนที่อยู่ในน้ำเสีย ได้แก่ น้ำมัน ไขมัน ผงซักฟอก สบู่ ยาฆ่าแมลง
สารอินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเหม็นและเชื้อโรคต่าง ๆ สำหรับแหล่งที่มาของ
น้ำเสียพอจะแบ่งได้เป็น 2 แหล่งใหญ่ ๆ ดังนี้
1. น้ำเสียจากแหล่งชุมชน มาจากกิจกรรมสำหรับการดำรงชีวิตของคนเรา
เช่น อาคารบ้านเรือน หมู่บ้านจัดสรร คอนโดมิเนียม โรงแรม ตลาดสด โรงพยาบาล เป็นต้น
จากการศึกษาพบว่าความเน่าเสียของคูคลองเกิดจากน้ำเสียประเภทนี้ ถึงประมาณ 75%
2. น้ำเสียจากกิจกรรมอุตสาหกรรม
ได้แก่น้ำเสียจากขบวนผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมรวมทั้งน้ำหล่อเย็นที่มี ความร้อนสูง
และน้ำเสียจากห้องน้ำห้องส้วมของคนงานด้วยความเน่าเสียของคุคลองเกิดจากน้ำเสียประเภทนี้ประมาณ
25% แม้จะมีปริมาณไม่มากนัก
แต่สิ่งสกปรกในน้ำเสียจะเป็นพวกสารเคมีที่เป็นพิษและพวกโลหะหนักต่าง ๆ รวมทั้งพวก
สารอินทรีย์ต่าง ๆ ที่มีความเข้มข้นสูงด้วย
กรรมวิธีในการบำบัดน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสียให้เป็นน้ำที่สะอาดก่อนปล่อยทิ้งเป็นวิธีการหนึ่งในการแก้ไขปัญหาแม่น้ำลำคลองเน่าเสีย
โดยอาศัยกรรมวิธีต่าง ๆ เพื่อลดหรือทำลายความสกปรกที่ปนเปื้อนอยู่ในห้องน้ำได้แก่
ไขมัน น้ำมัน สารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ สารพิษ รวมทั้งเชื้อโรคต่างๆ
ให้หมดไปหรือให้เหลือน้อยที่สุดเมื่อปล่อยทิ้งลงสู่แหล่งน้ำก็จะไม่ทำให้แหล่งน้ำนั้นเน่าเสีย
อีกต่อไป
ขั้นตอนในการบำบัดน้ำเสีย
เนื่องจากน้ำเสียมีแหล่งที่มาแตกต่างกันจึงทำให้มีปริมาณและความสกปรกของน้ำเสียแตกต่างกันไปด้วยในการ
ปรับปรุง
คุณภาพของน้ำเสียจำเป็นจะต้องเลือกวิธีการที่เหมาะสมสำหรับกรรมวิธีในการปรับปรุงคุรภาพของน้ำเสียนั้นก็มีหลายวิธีด้วยกันโดยพอจะแบ่งขั้นตอนในการบำบัดออกได้ดังนี้
การบำบัดน้ำเสียขั้นเตรียมการ (Pretreatment)เป็นการกำจัดของแข็งขนาดใหญ่ออกเสียก่อนที่น้ำเสียจะถูกปล่อยเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสีย
เพื่อป้องกันการอุดตันท่อน้ำเสีย
และเพื่อไม่ทำความเสียหายให้แก่เครื่องสูบน้ำ
และการกำจัดไขมันและน้ำมันเป็นการกำจัดไขมันและน้ำมันซึ่งมักอยู่ในน้ำเสียที่มาจากครัว
โรงอาหาร ห้องน้ำ ปั๊มน้ำมัน และโรงงานอุตสาหกรรมบางชนิดโดยการกักน้ำเสียไว้ในบ่อดักไขมันในช่วงเวลาหนึ่งเพื่อให้น้ำมันและไขมันลอยตัวขึ้นสู่ผิวน้ำแล้วใช้เครื่องตักหรือกวาดออกจากบ่อ
การบำบัดน้ำเสียขั้นที่สอง (Secondary Treatment)เป็นการกำจัดน้ำเสียที่เป็นพวกสารอินทรีย์อยู่ในรูปสารละลายหรืออนุภาคคอลลอยด์
โดยทั่วไปมักจะเรียกการบำบัด ขั้นที่สองนี้ว่า
"การบำบัดน้ำเสียด้วยขบวนการทางชีววิทยา"
เนื่องจากเป็นขั้นตอนที่ต้องอาศัยจุลินทรีย์ในการย่อยสลาย
หรือทำลายความสกปรกในน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสียในปัจจุบันนื้อย่างน้อยจะต้องบำบัดถึงขั้นที่สองนี้ เพื่อให้น้ำเสียที่ผ่าน
การบำบัดแล้วมีคุณภาพมาตรฐานน้ำทิ้งที่ทางราชการกำหนดไว้
การบำบัดน้ำเสียด้วยขบวนการทางชีววิทยาแบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่
ขบวนการที่ใช้ออกซิเจน เช่น ระบบบ่อเติมอากาศ ระบบแคติเวตเตดสลัดจ์
ระบบแผ่นหมุนชีวภาพ ฯลฯ และ ขบวนการที่ไม่ใช้ออกซิเจน เช่น ระบบถังกรองไร้อากาศ
ระบบถังหมักตะกอน ฯลฯ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของจุลินทรีย์ ที่ทำหน้าที่ย่อยสลาย
การบำบัดน้ำเสียขั้นสูง (Advanced Treatment)เป็นการบำบัดน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดในขั้นที่สองมาแล้ว
เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกบางอย่างที่ยังเหลืออยู่ เช่น โลหะหนัก หรือเชื้อโรคบางชนิดก่อนจะระบายน้ำทิ้งลงสู่แหล่งน้ำสาธารณะการบำบัดขั้นนี้มักไม่นิยมปฏิบัติกัน
เนื่องจากมีขั้นตอนที่ยุ่งยากและเสียค่าใช้จ่ายสูง
นอกจากผู้บำบัดจะมีวัตถุประสงค์ในการนำน้ำที่บำบัดแล้วกลับคืนมาใช้อีกครั้ง
4.2 จำนวนชั่วโมงเรียน ภาคบรรยาย
4 ชั่วโมง
ภาคปฏิบัติการ 4 ชั่วโมง
4.3
จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม
เพื่อให้นักศึกษามีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการสุขาภิบาลน้ำ
ในหัวข้อต่าง ๆ ดังนี้ การจัดการน้ำสะอาด การจัดการน้ำเสีย
บอกถึงลักษณะของน้ำสะอาด
บอกหลักการและกระบวนการในการปรับปรุงคุณภาพน้ำดิบให้เป็นน้ำสะอาดสามารถใช้ในการอุปโภคบริโภคได้อย่างปลอดภัย
บอกถึงลักษณะการเกิดมลพิษทางน้ำ สาเหตุและแหล่งของการเกิดมลพิษ
จุลินทรีย์ที่พบในแหล่งมลพิษต่าง ๆ
รวมทั้งบอกหลักการและวิธีการจัดการปัญหาน้ำเสียได้
4.4 เนื้อหาสาระ
ภาคบรรยาย จำนวน 4 ชั่วโมง ปัจจุบันน้ำที่นำมาใช้ในการอุปโภคบริโภคได้อย่างปลอดภัยนั้นต้องผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพในเบื้องต้นเสียก่อน
ซึ่งมีทั้งวิธีการทางกายภาพ เช่น การต้ม การกรอง และทางเคมี เช่น
การเติมคลอรีนเพื่อฆ่าเชื้อโรค
เมื่อน้ำถูกใช้ในการอุปโภคบริโภคจะทำให้น้ำมีการปนเปื้อนจากสารต่าง ๆ
ทั้งสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ รวมถึงจุลินทรีย์ ทำให้น้ำมีคุณภาพเสื่อมลง
เกิดมลพิษ และอาจเกิดปัญหาหลายด้านตามมา เช่น ด้านสุขภาพอนามัยของประชาชน เศรษฐกิจ
และสิ่งแวดล้อม ซึ่งการแก้ปัญหาต่าง ๆ นี้ให้ได้ผลต้องได้รับความร่วมมือจากทั้งประชาชนและหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง
นอกจากนี้ยังต้องอาศัยวิธีการที่เหมาะสมในการบำบัดน้ำเสียจากแหล่งมลพิษเพื่อให้มีการนำทรัพยากรน้ำกลับมาใช้ได้อย่างคุ้มค่า
ภาคปฏิบัติการ จำนวน 4 ชั่วโมง ทบทวนปฏิบัติการ : ศึกษาการวิเคราะห์คุณภาพน้ำเสียตามมาตรฐาน
การวิเคราะห์คุณภาพน้ำเสียเพื่อให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่แม่นยำและน่าเชื่อถือต้องมีวิธีการเก็บตัวอย่างน้ำเสียการตรวจหาbod
นอกจากนี้ยังมีการศึกษาดูงานระบบบำบัดน้ำเสียในชุมชนเพื่อให้นักษศึกษาได้เข้าใจถึงระบบซึ่งจะทำให้มีความเข้าใจในเนื้อหาที่เรียนมากขึ้น
4.5 สื่อการเรียนการสอน
แผ่นสไลด์บรรยาย (power point) คุ่มือการภาคปฏิบัติการ แผ่นทึบ, Projector แผนปฏิบัติการศึกษาดูงาน
เอกสารประกอบการสอน เอกสารประกอบการสอนประกอบด้วยรูปภาพและตารางประกอบคำบรรยาย
และคู่มือปฏิบัติการศึกษาดูงาน
วีดีทัศน์เกี่ยวกับการจัดการน้ำเสีย แผนภูมิระบบบำบัดน้ำเสียของโรงพยาบาล
4.6 เอกสารประกอบการสอน
ประกอบด้วยอนามัยสิ่งแวดล้อม เรื่องการจัดการน้ำเสีย
โดยนายดำรงค์ศักดิ์ สอนแจ้ง
และตำราอนามัยสิ่งแวดล้อมโดย อ.พัฒนา มูลพฤกษ์ มหาวิทยาลัยมหิดล
4.7
การวัดผลและประเมินผล
- สอบเตรียมความพร้อมก่อน-หลังเรียนประจำสัปดาห์
สรุปเนื้อหาที่เรียน/ใบงาน/ความรู้ที่ได้รับลงสมุดบันทึกท้ายชั่วโมงบรรยาย
การเข้าชั้นเรียน/การส่งใบงานตามเวลากำหนด
- สอบข้อเขียนกลางภาค
- สอบข้อเขียนปลายภาค
กิจกรรมการเรียนการสอน
ภาคบรรยาย การสอนภาคบรรยายในห้องเรียน ร่วมกับการฉายสไลด์
แผ่นใส หรือวีดีทัศน์
การทำกิจกรรมกลุ่มย่อยในห้องเรียนในรูปแบบของ
/Case Study / Cooperative Learning /
Self study เพื่อวิเคราะห์และหาคำตอบของกิจกรรมต่าง ๆ
การซักถามในห้องเรียน
การศึกษาค้นคว้าด้วยตัวเองจากหนังสือหรือเอกสารที่เกี่ยวข้องตามที่อาจารย์ผู้สอนแนะนำหรือที่นักศึกษาสนใจ
ภาคปฏิบัติ
มีการการบรรยายก่อนปฏิบัติการและฝึกปฏิบัติการ โดยแบ่งนักศึกษาเป็นกลุ่ม กลุ่มละ5-6 คน ให้ทำปฏิบัติการ นำนักศึกษาไปศึกษาดูงานการบำบัดน้ำเสียของวิทยาลัยการสาธารรสุข
เพื่อเพิ่มความเข้าใจและเสริมสร้างประสบการณ์จริง
บทที่ 4 การบำบัดน้ำเสีย
หัวข้อ
4.1
นิยามและความหมาย
4.2
ความจำเป็นที่จะต้องมีการบำบัดน้ำเสีย
4.3
แหล่งกำเนิดน้ำเสีย
4.4
คุณลักษณะน้ำเสีย
4.5
ทฤษฎีพื้นฐานการบำบัดน้ำเสีย
4.6 กรรมวิธีในการบำบัดน้ำเสีย
4.7 ประเภทการบำบัดน้ำเสีย
4.8 กิจกรรม
4.9 แบบฝึกหัด
4.1
นิยามและความหมาย
น้ำเสีย หมายถึง ของเหลวซึ่งผ่านการใช้แล้วทั้งที่มีกากและไม่มีกาก
หรือของเสียที่อยู่ ในสภาพเป็นของเหลวรวมทั้งมลสารที่ปะปนหรือปนเปื้อนในของเหลวนั้น
4.2
ความจำเป็นที่จะต้องมีการบำบัดน้ำเสีย
ในปัจจุบันนี้ได้เกิดปัญหาการขาดแคลนแหล่งน้ำธรรมชาติที่จะนำมาใช้เพื่อการอุปโภคบริโภค
และแหล่งน้ำที่มีอยู่อย่างจำกัดในปัจจุบันนี้ก็เกิดปัญหามลภาวะมลพิษต่าง ๆ ไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้เหมือนแต่ก่อน
ซึ่งจำเป็นต้องนำมาบำบัดก่อนนำมาใช้เพื่อการบริโภคอุปโภค โดยวัตถุประสงค์ของการบำบัดน้ำเสียคือ
- เพื่อทำลายตัวการที่ทำให้เกิดโรค
- เพื่อเปลี่ยนสภาพน้ำเสียให้อยู่ในสภาพที่สามารถนำกลับมาใช้ได้
- เพื่อไม่ก่อให้เกิดความเดือดร้อนรำคาญ ซึ่งความรำคาญที่เกิดขึ้น
เช่น กลิ่นของน้ำเสีย หรือสีที่เป็นที่น่ารังเกียจ และเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดภาวะมลพิษ
4.3
แหล่งกำเนิดน้ำเสีย
โดยทั่วไปแล้วแบ่งแหล่งกำเนิดของน้ำเสียได้ 3 แหล่ง คือ น้ำเสียจากชุมชน น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม
และน้ำเสียจากการเกษตร
1)
น้ำเสียจากชุมชน เป็นน้ำเสียที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมต่างๆ ในชีวิตประจำวันของประชาชนในชุมชน
โดยมีแหล่งกำเนิดมาจาก อาคารบ้านเรือน ร้านค้าพาณิชย์กรรม ตลาดสด ร้านอาหาร สถาบันการศึกษา
สถานที่ราชการ โรงแรม โรงเรียน ห้างสรรพสินค้า เป็นต้น ความสกปรกในชุมชนส่วนใหญ่เป็นอินทรีย์สารที่ย่อยสลายได้โดยกระบวนการธรรมชาติ
2)
น้ำเสียจากอุตสาหกรรม เป็นน้ำเสียที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นน้ำล้างในกระบวนการผลิตต่าง
ๆ ซึ่งมีสมบัติแตกต่างกันตามประเภทของอุตสาหกรรม น้ำเสียอุตสาหกรรมบางแห่งอาจปนเปื้อนโลหะหนัก
หรือสารประกอบที่ต้องอาศัยกระบวนการบำบัดที่ซับซ้อนกว่าน้ำเสียชุมชน
3)
น้ำเสียจากการเกษตร เป็นน้ำเสียที่เกิดจากกิจกรรมทางการเกษตร เช่นน้ำเสียจากการล้างคอกสัตว์เลี้ยง
เช่น คอกหมู คอกวัว เล้าไก่ น้ำเสียจากนาข้าว จากฟาร์มเลี้ยงกุ้ง เป็นต้น โดยน้ำเสียจากเกษตรกรรมส่วนใหญ่จะปนเปื้อนสารเคมี
ยาฆ่าแมลง หรือปุ๋ย
4.4
คุณลักษณะน้ำเสีย
แบ่งออกได้ 3 ลักษณะ คือ ลักษณะทางกายภาพ ลักษณะทางเคมี และลักษณะทางชีวภาพ
1)
ลักษณะทางกายภาพ (Physicals Characteristics) ลักษณะทางกายภาพได้แก่ สี กลิ่น อุณหภูมิ ของแข็งต่าง
ๆ ความขุ่น และความหนาแน่น เป็นต้น
2) ลักษณะทางเคมี
(Chemicals Characteristics) ซึ่งได้แก่ คามเป็นกรด- ด่าง สารอินทรีย์ ไขมัน สารซักฟอก
ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ โลหะหนัก เป็นต้น
3)
ลักษณะทางชีวภาพ (Biological Characteristics) จุลินทรีย์มีความสำคัญต่อการบำบัดน้ำเสียเป็นอย่างมาก
ทั้งนี้เพราะในน้ำเสียมีจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายต่อชีวิต และสุขภาพของมนุษย์ ในขณะเดียวกันในระบบบำบัดน้ำเสียก็ใช้จุลินทรีย์อีกชนิดหนึ่งเป็นตัวย่อยสลายสิ่งสกปรกต่าง
ๆ ได้แก่ แบคทีเรีย ซึ่งเป็นตัวที่ช่วยย่อยสลายสิ่งสกปรกในน้ำเสีย 95 % นอกนั้นก็จะเป็น รา สาหร่าย โปรโตซัว
4.5
ทฤษฎีพื้นฐานการบำบัดน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสีย เป็นการกำจัดสารต่าง ๆ
ที่ปนเปื้อนอยู่ในน้ำเสีย ซึ่งมีวิธีการและกระบวนการที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสมบัติและประเภทของน้ำเสีย
หากกล่าวถึงน้ำเสียโดยทั่วไปที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นสารอินทรีย์ ที่สามารถย่อยสลายได้ด้วยกระบวนการทางชีวภาพ โดยจุลินทรีย์ชนิดอาศัยออกซิเจน
หรือชนิดไม่ใช้ออกซิเจน สามารถแสดงดังสมการดังนี้
1)
การย่อยสลายสารอินทรีย์แบบใช้ออกซิเจน
สารอินทรีย์ในน้ำเสีย + ออกซิเจน + จุลินทรีย์ 
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์+
น้ำ + แอมโมเนีย + จุลินทรีย์ใหม่ + พลังงาน + อื่น . ๆ
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์+
น้ำ + แอมโมเนีย + จุลินทรีย์ใหม่ + พลังงาน + อื่น . ๆ
2)
การย่อยสลายสารอินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจน
สารอินทรีย์ในน้ำเสีย + จุลินทรีย์ชนิดไม่ใช้ออกซิเจน
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
+ ก๊าซมีเทน + จุลินทรีย์ใหม่ + อื่น ๆ
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
+ ก๊าซมีเทน + จุลินทรีย์ใหม่ + อื่น ๆ
4.6 กรรมวิธีในการบำบัดน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสียให้เป็นน้ำที่สะอาดก่อนปล่อยทิ้งเป็นวิธีการหนึ่งในการแก้ไขปัญหาแม่น้ำลำคลองเน่าเสีย
โดยอาศัยกรรมวิธีต่าง ๆ เพื่อลดหรือทำลายความสกปรกที่ปนเปื้อนอยู่ในห้องน้ำได้แก่
ไขมัน น้ำมัน สารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ สารพิษ รวมทั้งเชื้อโรคต่างๆ ให้หมดไปหรือให้เหลือน้อยที่สุดเมื่อปล่อยทิ้งลงสู่แหล่งน้ำก็จะไม่ทำให้แหล่งน้ำนั้นเน่าเสีย
อีกต่อไป
4.6.1ขั้นตอนในการบำบัดน้ำเสีย
เนื่องจากน้ำเสียมีแหล่งที่มาแตกต่างกันจึงทำให้มีปริมาณและความสกปรกของน้ำเสียแตกต่างกันไปด้วยในการ
ปรับปรุง คุณภาพของน้ำเสียจำเป็นจะต้องเลือกวิธีการที่เหมาะสมสำหรับกรรมวิธีในการปรับปรุงคุรภาพของน้ำเสียนั้นก็มีหลายวิธีด้วยกันโดยพอจะแบ่งขั้นตอนในการบำบัดออกได้ดังนี้
4.6.1.1การบำบัดน้ำเสียขั้นเตรียมการ
(Pretreatment)
เป็นการกำจัดของแข็งขนาดใหญ่ออกเสียก่อนที่น้ำเสียจะถูกปล่อยเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสีย
เพื่อป้องกันการอุดตันท่อน้ำเสีย
และเพื่อไม่ทำความเสียหายให้แก่เครื่องสูบน้ำ
การบำบัดในขั้นนี้ได้แก่
การดักด้วยตะแกรง
เป็นการกำจัดของแข็งขนาดใหญ่โดยใช้ตะแกรง ตะแกรงที่ใช้โดยทั่วไปมี 2 ประเภทคือ ตะแกรงหยาบและตะแกรงละเอียด
การบดตัดเป็นการลดขนาดหรือปริมาตรของแข็งให้เล็กลง
ถ้าสิ่งสกปรกที่ลอยมากับน้ำเสียเป็นสิ่งที่เน่าเปื่อยได้ต้องใช้เครื่องบดตัดให้ละเอียด
ก่อนแยกออกด้วยการตกตะกอน
การดักกรวดทราย
เป็นการกำจัดพวกกรวดทรายทำให้ตกตะกอนในรางดักกรวดทราย โดยการลดความเร็วน้ำลง
การกำจัดไขมันและน้ำมันเป็นการกำจัดไขมันและน้ำมันซึ่งมักอยู่ในน้ำเสียที่มาจากครัว
โรงอาหาร ห้องน้ำ ปั๊มน้ำมัน
และโรงงานอุตสาหกรรมบางชนิดโดยการกักน้ำเสียไว้ในบ่อดักไขมันในช่วงเวลาหนึ่งเพื่อให้น้ำมันและไขมันลอยตัวขึ้นสู่ผิวน้ำแล้วใช้เครื่องตักหรือกวาดออกจากบ่อ
4.6.1.2การบำบัดน้ำเสียขั้นที่สอง
(Secondary Treatment)
เป็นการกำจัดน้ำเสียที่เป็นพวกสารอินทรีย์อยู่ในรูปสารละลายหรืออนุภาคคอลลอยด์
โดยทั่วไปมักจะเรียกการบำบัด ขั้นที่สองนี้ว่า
"การบำบัดน้ำเสียด้วยขบวนการทางชีววิทยา"
เนื่องจากเป็นขั้นตอนที่ต้องอาศัยจุลินทรีย์ในการย่อยสลาย
หรือทำลายความสกปรกในน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสียในปัจจุบันนื้อย่างน้อยจะต้องบำบัดถึงขั้นที่สองนี้
เพื่อให้น้ำเสียที่ผ่าน การบำบัดแล้วมีคุณภาพมาตรฐานน้ำทิ้งที่ทางราชการกำหนดไว้
การบำบัดน้ำเสียด้วยขบวนการทางชีววิทยาแบ่งเป็น 2 ประเภท ได้แก่ ขบวนการที่ใช้ออกซิเจน เช่น ระบบบ่อเติมอากาศ
ระบบแคติเวตเตดสลัดจ์ ระบบแผ่นหมุนชีวภาพ ฯลฯ และ ขบวนการที่ไม่ใช้ออกซิเจน เช่น
ระบบถังกรองไร้อากาศ ระบบถังหมักตะกอน ฯลฯ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของจุลินทรีย์
ที่ทำหน้าที่ย่อยสลาย
4.6.1.3การบำบัดน้ำเสียขั้นสูง
(Advanced Treatment)
เป็นการบำบัดน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดในขั้นที่สองมาแล้ว
เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกบางอย่างที่ยังเหลืออยู่ เช่น โลหะหนัก
หรือเชื้อโรคบางชนิดก่อนจะระบายน้ำทิ้งลงสู่แหล่งน้ำสาธารณะการบำบัดขั้นนี้มักไม่นิยมปฏิบัติกัน
เนื่องจากมีขั้นตอนที่ยุ่งยากและเสียค่าใช้จ่ายสูง นอกจากผู้บำบัดจะมีวัตถุประสงค์ในการนำน้ำที่บำบัดแล้วกลับคืนมาใช้อีกครั้ง
4.7 ประเภทการบำบัดน้ำเสีย
ประเภทการบำบัดน้ำเสีย หมายถึง การดำเนินการเปลี่ยนสภาพของเสียในน้ำเสียให้อยู่ในสภาพที่เหมาะสมพอที่จะไม่ทำให้เกิดปัญหาต่อแหล่งรับน้ำเสียนั้นๆ
ซึ่งวิธีการบำบัดน้ำเสียแบ่งได้ 3 ประเภท คือ การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางกายภาพ การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางเคมี
และการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวภาพ
1)
การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางกายภาพ (Physical
Wastewater Treatment) การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางกายภาพ
เป็นการใช้หลักการทางกายภาพ เช่น แรงโน้มถ่วง แรงเหวี่ยง แรงหนีศูนย์กลาง เป็นต้น เพื่อกำจัดหรือขจัดเอาสิ่งสกปรกออกจากน้ำเสีย
โดยเฉพาะ สิ่งสกปรกที่ไม่ละลายน้ำ จึงนับเป็นหน่วยบำบัดน้ำเสียขั้นแรกที่ถูกนำมาใช้ก่อนที่น้ำเสียจะถูกนำไปบำบัดขั้นต่อไป
จนกว่าจะมีคุณภาพดีพอที่จะปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ ซึ่งมีหลายวิธีได้แก่ การกรองด้วยตะแกรง
การทำให้ลอย การตัดย่อย รางดักกรวดทราย การปรับสภาพการไหล การแยกด้วยแรงเหวี่ยง การตกตะกอน
และการกรอง เป็นต้น
1.1)
การกรองด้วยตระแกรง (Screening) เป็นการดักเศษอาหารต่าง
ๆ จำพวกเศษไม้ เศษกระดาษ ผ้า พลาสติก ที่ไหลมากับน้ำเสีย
1.2)
การทำให้ลอย (Flotation) เป็นการแยกของแข็งที่ตกตะกอนได้ยากหรือ
มีลักษณะครี่งจมครึ่งลอยหรือมีน้ำหนักเบาออกจากส่วนที่เป็นของเหลวโดยใช้ฟองอากาศเป็นตัวพาหรือยกสิ่งสกปรกให้ลอยสูงขึ้นสู่ผิวของของเหลวกลายเป็นฝ้า
ซึ่งกวาดออกหรือตักออกโดยใช้คนหรือเครื่องมือกล
1.3)
การตัดย่อย (Comminution) การตัดย่อย เป็นการลดขนาดหรือปริมาตรของของแข็งให้มีขนาดเล็กลงและมีขนาดสม่ำเสมอ
มักเป็นของแข็งที่เน่าเปื่อยได้ เช่น เศษเนื้อ กระดูกหมู กระดูกไก่ เป็นต้น
1.4)
รางดักกรวดทราย (Grit Chamber) รางดักกรวดทรายเป็นเครื่องมือที่ใช้แยกเอาของแข็งที่น้ำหนักมาก
ออกจากน้ำเสีย เช่นกรวดทราย เศษโลหะ เศษไม้ เศษกระดูก เป็นต้น
1.5)
การปรับสภาพการไหล (Flow Equalization) การปรับสภาพการไหลเป็นการเก็บกักน้ำเสียไว้ระยะหนึ่ง เพื่อปรับอัตราการไหลของน้ำเสียซึ่งไหลเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสียให้มีความสม่ำเสมอและต่อเนื่องและทำให้ความเข้มข้นของสิ่งสกปรกที่อยู่ในน้ำเสียมีค่าคงที่และสม่ำเสมอ
1.6)
การตกตะกอน (Sedimentation) การตกตะกอนเป็นการแยกเอาของแข็งที่มีน้ำหนักมากกว่าน้ำออกจากน้ำเสียโดยอาศัยแรงดึงดูดของโลก
2)
การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางเคมี (Chemical Wastewater
Treatment) การบำบัดด้วยวิธีทางเคมี เป็นการใช้สารเคมีหรือการทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อบำบัดน้ำเสีย
โดยมีวัตถุประสงค์
2.1) เพื่อรวมตะกอนหรือของแข็งแขวนลอยขนาดเล็กในน้ำเสียให้มีขนาดโตพอที่จะตกตะกอนได้ง่าย
ซึ่งเรียกตะกอนดังกล่าวว่า Flocc. และกระบวนดังกล่าวว่า การสร้างตะกอน
(coagulation) และการรวมตะกอน (flocculation)
2.2) เพื่อให้ของแข็งที่ละลายในน้ำเสียให้กลายเป็นตะกอน
หรือทำให้ไม่สามารถละลายน้ำได้ เรียกกระบวนดังกล่าวว่า การตกตะกอนผลึก
(precipitation)
2.3) เพื่อทำการปรับสภาพน้ำเสียให้มีความเหมาะสมที่จะนำไปบำบัดด้วยกระบวนการอื่นต่อไปเช่น
การทำให้น้ำเสียมีความเป็นกลางก่อนแล้วนำไปบำบัดด้วยวิธีทางชีวภาพ เป็นต้น
2.4) เพื่อทำลายเชื้อโรคในน้ำเสียก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำตามธรรมชาติหรือก่อนที่จะบำบัดด้วยวิธีการอื่น
ๆ ต่อไป
โดยทั่วไปแล้วการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางเคมีนี้มักจะทำร่วมกันกับหน่วยบำบัดน้ำเสียทางกายภาพ
ตัวอย่างเช่น กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางเคมีโดยการใช้สารเคมีเพื่อทำให้ตกตะกอน เป็นต้น
ในปัจจุบันนี้มีการใช้หน่วยบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางเคมีหลายอย่างด้วยกันแต่ที่ถูกนำมาใช้ในการบำบัดน้ำเสียเป็นส่วนใหญ่
คือ การทำให้ตกตะกอนโดยใช้สารเคมี การทำให้เป็นกลาง และการทำลายเชื้อโรค
การตกตะกอนโดยใช้สารเคมี (chemical coagulation หรือ precipitation) เป็นการใช้สารเคมีช่วยตกตะกอนโดยให้เติมสารเคมี
(coagulant) ลงไป เพื่อเปลี่ยนสถานะทางกายภาพของของแข็งแขวนลอยที่มีขนาดเล็กให้รวมกันมีขนาดใหญ่ขึ้นเรียกกระบวนดังกล่าวว่าการรวมตะกอน
(flocculation)
การทำให้เป็นกลาง (Neutralization) เป็นการปรับสภาพความเป็นกรด- ด่างหรือ พีเอชให้อยู่ในสภาพที่เป็นกลาง
เพื่อให้เกิดความเหมาะสมที่จะนำไปบำบัดน้ำเสียในขั้นอื่นต่อไป โดยเฉพาะกระบวนการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวภาพซึ่งต้องการน้ำเสียที่มีค่าพีเอชอยู่ในช่วง
6.5-8.5 แต่ก่อนที่จะปล่อยน้ำเสียที่ผ่านกระบวนการบำบัดดีแล้วลงสู่ธรรมชาติ
ต้องปรับสภาพพีเอชอยู่ในช่วง 5-9 ถ้าพีเอชต่ำจะต้องปรับสภาพด้วยด่าง
ด่างที่นิยมนำมาใช้คือ โซดาไฟ (NaOH) ปูนขาว (CaO) หรือ แอมโมเนีย (NH3) เป็นต้น และถ้าน้ำเสียมีค่าพีเอชสูงต้องทำการปรับสภาพพีเอชให้เป็นกลาง โดยใช้กรด กรดที่นิยมนำมาใช้ ได้แก่
กรดกำมะถัน (H2SO4) กรดเกลือ
(HCl) หรือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)
การทำลายเชื้อโรค
(disinfection) การทำลายเชื้อโรคในน้ำเสียเป็นการทำลายจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคโดยใช้เคมีหรือสารอื่น
ๆ โดยมีวัตถุประสงค์คือ เพื่อป้องกันกาแพร่กระจายของเชื้อโรคมาสู่คนและเพื่อทำลายห่วงโซ่ของเชื้อโรคและการติดเชื้อก่อนที่จะถูกปล่อยลงแหล่งน้ำธรรมชาติ
ซึ่งสารเคมีที่ใช้ในการกำจัดเชื้อโรค ได้แก่ คลอรีน และสารประกอบคลอรีน โบรมีน ไอโอดีน
โอโซน ฟีนอลและสารประกอบของฟีนอล
แอลกอฮอล์ เป็นต้น ซึ่งคลอรีนเป็นสารเคมีที่นิยมใช้มาก
3)
การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวภาพ (Biological
Wastewater Treatment ) การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวภาพ
เป็นการใช้สิ่งมีชีวิตเป็นตัวช่วยในการเปลี่ยนสภาพของของเสียในน้ำให้อยู่ในสภาพที่ไม่ก่อให้เกิดปัญหาภาวะมลพิษต่อแหล่งน้ำธรรมชาติ
ได้แก่ เปลี่ยนให้กลายเป็นแก๊ส ทำให้มีกลิ่นเหม็น เป็นต้น ซึ่งสิ่งมีชีวิตที่มีบทบาทในการช่วยเปลี่ยนสภาพสิ่งสกปรกในน้ำเสียคือพวกจุลินทรีย์
ได้แก่ พวกแบคทีเรีย โปรโตรซัว สาหร่าย รา และโรติเฟอร์และจุลินทรีย์ที่มีบทบาทสำคัญที่สุดในการบำบัดน้ำเสีย
คือ พวกแบคทีเรีย ระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพที่ใช้
ได้แก่
3.1) ระบบบำบัดน้ำเสียแแบบเอเอส
เช่น คลองวนเวียน ระบบเอสบีอาร์
3.2) ระบบบำบัดน้ำเสียฟิล์มตรึง เช่น ระบบแผ่นหมุนชีวภาพ
3.3) ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบ่อธรรมชาติ
เช่น บ่อปรับเสถียร
3.4)
ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบึงประดิษฐ์ ระบบสระเติมอากาศ
3.5) ระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้ตัวกลางเติมอากาศ
3.1) ระบบบำบัดน้ำเสียแแบบเอเอส
(Activated Sludge)
ระบบเอเอส เป็นระบบบำบัดน้ำเสียโดยวิธีชีวภาพ
ที่อาศัยจุลินทรีย์ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย มีองค์ประกอบหลักคือ ถังเติมอากาศ
และถังตกตะกอน จุลินทรีย์ในถังเติมอากาศจะอาศัยสารอินทรีย์ในน้ำเสียเป็นอาหาร และออกซิเจนจากการเติมอากาศในถังเติมอากาศ เพื่อการเจริญเติบโตและเพิ่มปริมาณกลายเป็นสลัดจ์
จากนั้นน้ำเสียจะถูกส่งเข้าสู่ถังตกตะกอนเพื่อแยกน้ำใสให้ไหลล้นออกมไปสู่ระบบบำบัดขั้นสุดท้าย
และตะกอนบางส่วนก็จะถูกสูบย้อนกลับเข้าสู่ถัง เติมอากาศ เพื่อควบคุมตะกอนจุลินทรีย์
แล้วถูกส่งเข้าถังตกตะกอนอีกครั้ง ซึ่งจะเป็นไปอย่างนี้เรื่อย ๆ จนกว่าน้ำจะสะอาด
กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบเอเอส ยังสามารถแยกย่อยต่าง
ๆ ได้หลายประเภทขึ้นอยู่กับการจัดวาง และรูปแบบของถังเติมอากาศ ที่ใช้ในประเทศไทย เช่น
-
ระบบเอสบีอาร์ (Sequencing Batch Reactor, SBR) มีถังเติมอากาศและ ถังตกตะกอนรวมอยู่ในถังเดียวกัน โดยอาศัยการทำงานเป็นรอบ
-
ระบบคลองวนเวียน (Oxidation Ditch Process) น้ำเสียและสลัดจ์จะถูกเก็บกักอยู่ในถัง เติมอากาศที่มีลักษณะเป็นคลองวนเวียนวงรี
ทำด้วยคอนกรีต มีหลักการทำงานคือ น้ำเสียจะไหล ผ่านคลองวนเวียนไปยังถังตกตะกอนเพื่อแยกน้ำใสและตะกอน
น้ำใสจะไหลไปยังระบบบำบัดขั้นสุดท้ายก่อนปล่อยทิ้ง ส่วนตะกอนก้นถังจะถูกสูบกลับไปยังคลองวนเวียนเพื่อทำการบำบัดใหม่
3.2) ระบบแผ่นหมุนชีวภาพ
(Rotating Biological Contractor: RBC)
เป็นระบบให้น้ำเสียไหลผ่านตัวกลางทรงกระบอกที่วางอยู่ในถังบำบัด
จุลินทรีย์ที่ติดอยู่ที่ตัวกลางจะทำหน้าที่บำบัดโดยใช้ออกซิเจนในอากาศ
3.3) ระบบบ่อปรับเสถียร
(Stabilization Pond)
- บ่อแอนแอโรบิค
อินทรีย์สารในน้ำเสียจะถูกย่อยด้วยจุลินทรีย์ชนิดไม่ใช้อากาศ ผลผลิตที่ได้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
มีเทน และก๊าซไข่เน่า
- บ่อแอโรบิค
อินทรีย์สารในน้ำเสียจะถูกย่อยด้วยจุลินทรีย์ชนิดใช้อากาศ เนื่องจากการสังเคราะห์แสงของสาหร่าย
จึงทำให้ได้ก๊าซออกซิเจน
- บ่อแฟคัลเททีฟ หลักการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียจะเป็นแบบ
ใช้อากาศ ที่ผิวด้านบนที่แดดส่องถึง และเป็นแบบไร้อากาศที่ก้นบ่อ
- บ่อบ่ม ใช้รองรับน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดต่าง
ๆ มาแล้ว
3.4) ระบบสระเติมอากาศ (Aerated Lagoon)
หลักการทำงานอาศัยจุลินทรีย์เหมือนกับบ่อแฟคัลเททีฟ
มีเครื่องเติมอากาศผิวน้ำแบบทุ่นลอยหรือยึดติดกับแท่น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้กับจุลินทรีย์
การเติมอากาศสามารถแบ่งได้ 2 แบบ คือ การผสมแบบสมบูรณ์ทั่วทั้งบ่อ
และการผสมเพียงบางส่วน
3.5) ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบึงประดิษฐ์ (Constructed Wetlands)
เป็นระบบที่จำลองแบบพื้นที่ชุ่มน้ำมาใช้บำบัดน้ำเสียโดยการบดอัดดินให้แน่น
เพื่อปลูกพืชจำพวก กก แฝก ธูปฤาษีฯ สามารถแบ่งเป็น
2 ประเภทหลัก คือ แบบน้ำไหลบนผิวดิน และแบบน้ำไหลใต้ผิวดิน
3.6)
ระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้ตัวกลางเติมอากาศ (Contract
Aeration Process)
น้ำเสียจะเข้าสู่ถังบรรจุตัว กลางพลาสติกที่มีจุลินทรีย์เกาะอยู่
พร้อมทั้งมีระบบเติมอากาศที่ก้นถังใต้ ชั้นตัวกลางให้กับแบคทีเรีย
เพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียเนื่องจากว่าปัญหาน้ำเสียที่เกิดขึ้นเป็นผลมาจากหลายสาเหตุ ยกตัวอย่างเช่นน้ำเสียที่ปล่อยจากโรงงานอุตสาหกรรม
อาคารบ้านเรือน ตลาดสดเกษตรกรรม เป็นต้น ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องมีการใช้ค่ามาตรฐานน้ำเข้ามาใช้ควบคุมก่อนที่จะปล่อยทิ้งสู่แหล่งน้ำ
บรรณานุกรม
กรมควบคุมมลพิษ
แผนฟื้นฟูและปรับปรุงระบบรวบรวมและบําบัดน้ำเสียรวมของชุมชนทั่วประเทศ
สํานักจัดการคุณภาพน้ำ 2548
กรมควบคุมมลพิษ แผนจัดการน้ำเสียชุมชน
สํานักจัดการคุณภาพน้ำ 2547
กรมควบคุมมลพิษ
แนวทางการบริหารจัดการน้ำเสีย (พ.ศ. 2549
– 2552) สํานักจัดการคุณภาพน้ำ 2549
สํานักงานนโยบายและแผนสิ่งแวดล้อม
นโยบายและแผนการส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติพ.ศ. 2540 – 2559
วรสัณห์ คุ้มญาติ. (2541). ทัศนคติของประชาชนที่มีต่อการบําบัดน้ำเสียในเขตเทศบาลตําบลแสนสุขจังหวัดชลบุรี.วิทยานิพนธ์รัฐประศาสนศาสตร์มหาบัณฑิต,สาขานโยบายสาธารณะ, บัณฑิตวิทยาลัย,
มหาวิทยาลัยบูรพา.
สมชาย ศรีอาวุธ . (2534).
การบริหารจัดการระบบบําบัดน้ำเสียรวมของเทศบาลตําบลแสนสุข จังหวัดชลบุรี.วิทยานิพนธ์รัฐประศาสนศาสตรมหาบัณฑิต, สาขาการบริหารทั่วไป,บัณฑิตวิทยาลัย,
มหาวิทยาลัยบูรพา.
4.8กิจกรรม การจัดการน้ำเสียในองค์กร
กิจกรรมที่ 1.ให้นักศึกษานำตัวอย่างน้ำเสียที่ไหลเข้าระบบบำบัดน้ำเสียขององค์กร
จากท่อน้ำทิ้งของระบบบำบัดน้ำเสียของวิทยาลัยฯโดยการเก็บ 3 ครั้ง
ทุกวันที่ 10 ,20,30 ของเดือน และวิเคราะห์ผล
โดยสร้าง
ตารางการปฏิบัติงานและตรวจสอบมาตรฐานน้ำทิ้งค่าPH
= 5- 9 BOD = ไม่เกิน 20มก/ล
2. การเขียนรายงานการวิเคราะห์ผลคุณภาพน้ำ
โดย เขียนรายงานการเก็บตัวอย่างน้ำทิ้งโดยมีรายละเอียดเรื่องปริมาณของแข็ง
- ของแข็งแขวนลอย...........................
มก/ล
- ของแข็งที่ตกตะกอนได้.....................
มก/ล
- ของแข็งละลายน้ำได้รวม...................มก/ล
ซัลไฟด์ = ไม่เกิน1 มก/ล, ไนโตรเจน=
ไม่เกิน35 มก/ล, น้ำมันและไขมัน= ไม่เกิน 20มก/
3. จงเขียนข้อเสนอแนะข้อคิดเห็นในการปรับปรุงระบบน้ำเสียจากข้อมูลที่ได้ในข้อที่2
โดยรายงานผลการตรวจวัดปริมาณ และคุณภาพน้ำเสียที่ปล่อยออกในปัจจุบันเทียบกับปีก่อน
4. ติดตามประเมินผลให้ผ่านเกณฑ์
โดยเขียนสรุปรายงานการวิเคราะห์ตามเกณฑ์มาตรฐาน
4.9แบบฝึกหัดประจำบทที่ 4
1.จงบอกวิธีกำจัดน้ำเสียจากบ้านเรือนในชนบท
ทางกายภาพ
ทางเคมี
ทางชีวภาพ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น