Untitled Document

ระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ (ต่อ)

ฉบับที่แล้วเราได้กล่าวถึง หลักการ และประเภทของระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพไปแล้ว ในฉบับนี้เราจะมาวิเคราะห์เปรียบเทียบข้อดี ข้อเสียของระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศและแบบไม่ใช้อากาศ พอสังเขป ดังนี้

1. ข้อดี ข้อเสีย ของระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศ

โดยทั่วไประบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศจะเป็นระบบที่ให้ประสิทธิภาพในการบำบัดได้ดีกว่าแบบไม่ใช้อากาศ และมีปริมาณความสกปรกหรือสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหลืออยู่ในน้ำทิ้ง (effluent) ในปริมาณที่น้อยกว่า แต่มีข้อจำกัดที่สำคัญ คือ เป็นระบบที่มีค่าใช้จ่ายในการดำเนินการสูงกว่าเนื่องจากต้องใช้พลังงานในการเติมอากาศ และตะกอนส่วนเกินมีปริมาณสารอินทรีย์ในรูปของมวลชีวภาพของจุลินทรีย์อยู่มาก โดยสรุปข้อดี ข้อเสียพอสังเขปของระบบบำบัดแบบใช้อากาศได้ดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ข้อดี ข้อเสีย โดยรวมของระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศ

ประเด็น	ระบบบำบัดแบบใช้อากาศ (aerobic)
ข้อดี	ข้อเสีย
อัตราภาระบรรทุก	ระบบบำบัดแบบใช้อากาศใช้ระยะเวลาการเก็บกักน้อยกว่า มีผลให้ถังปฏิกิริยามีปริมาตรน้อยกว่า ซึ่งช่วยให้ประหยัดพื้นที่ในการก่อสร้างมากกว่าแบบไม่ใช้อากาศ	ระบบบำบัดแบบใช้อากาศมีความสามารถรองรับอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ได้ต่ำกว่าแบบไม่ใช้อากาศ
การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์	อัตราการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์จะเร็วกว่า และใช้เวลาในการเริ่มเดินระบบ (start up) เร็วกว่าแบบไม่ใช้อากาศ	จุลินทรีย์ไม่ทนต่อสภาวะขาดอากาศ อาจตายได้ง่ายเมื่อระบบการเติมอากาศมีปัญหา

ตารางที่ 1 ข้อดี ข้อเสีย โดยรวมของระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้อากาศ (ต่อ)

ประเด็น	ระบบบำบัดแบบใช้อากาศ (aerobic)
ข้อดี	ข้อเสีย
สารอาหารเสริม	ระบบบำบัดบางชนิดสามารถกำจัดสารอาหารไนโตรเจน ฟอสฟอรัสได้	มีความต้องการสารอาหารเสริม เช่น ไนโตรเจน (N) และ ฟอสฟอรัส (P) เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์เซลล์ใหม่มากกว่าแบบไม่ใช้อากาศ
ความต้องการพลังงาน		ต้องใช้พลังงานในการเติมอากาศ ทำให้มีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสูงกว่าแบบไม่ใช้อากาศ
การผลิตพลังงาน		ไม่ได้พลังงานกลับคืนในรูปของก๊าซมีเทนมาใช้
คุณภาพน้ำทิ้ง	มีประสิทธิภาพการบำบัดสูง สามารถบำบัดให้น้ำทิ้งที่มีค่า BOD ต่ำกว่า
ตะกอนส่วนเกิน		มีปริมาณตะกอนส่วนเกินในรูปของมวลชีวภาพของจุลินทรีย์มากกว่าแบบไม่ใช้อากาศ
การบำรุงรักษา		ส่วนของเครื่องจักร (mechanical part) ต้องทำงานต่อเนื่อง จำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาสม่ำเสมอ
ปัญหากลิ่นรบกวน	การย่อยสลายแบบใช้อากาศให้ผลผลิตสุดท้ายที่ไม่มีกลิ่น และมีความเสถียรมากกว่าแบบไม่ใช้อากาศ

2. ข้อดี ข้อเสีย ของระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศ

แบคทีเรียในระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศจะไม่ใช้ออกซิเจนอิสระ ทำให้มีความต้องการพลังงานและการผลิตกากตะกอน (sludge production) น้อยกว่าระบบบำบัดแบบใช้อากาศ รวมทั้งสามารถรองรับภาระบรรทุกสารอินทรีย์ได้มากกว่าแบบใช้อากาศ นอกจากนี้ ยังให้พลังงานกลับคืนในรูปของก๊าซมีเทนซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงและแหล่งพลังงานในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ อย่างไรก็ตาม ระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศมีข้อเสียที่สำคัญ คือ แบคทีเรียกลุ่มที่สร้างมีเทน มีความคงทนต่ำ และมีอัตราการเจริญเติบโตช้า ต้องใช้เวลาเริ่มเดินระบบ (start up) นาน และมีประสิทธิภาพการบำบัดจะต่ำกว่าแบบไม่ใช้อากาศ จำเป็นต้องมีระบบบำบัดเพิ่มเติม เพื่อกำจัดของแข็งและสารอินทรีย์ที่เหลืออยู่ในน้ำทิ้ง (effluent) ปริมาณมาก โดยทั่วไปจะใช้ระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศเป็นระบบบำบัดเบื้องต้นสำหรับน้ำเสียที่มีปริมาณความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูง ๆ ก่อนที่จะส่งไปบำบัดเพิ่มเติมด้วยระบบแบบใช้อากาศ เพื่อให้ได้คุณภาพน้ำทิ้งได้ตามมาตรฐานก่อนที่จะระบายทิ้งลงสู่แหล่งรองรับน้ำทิ้งต่อไป

สำหรับข้อดี ข้อเสีย โดยรวมของระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ใช้อากาศสามารถสรุปพอสังเขปได้ดังตารางที่ 2

ตารางที่ 2 ข้อดี ข้อเสีย โดยรวมของระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ใช้อากาศ

ประเด็น	ระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศ (anaerobic)
ข้อดี	ข้อเสีย
อัตราภาระบรรทุก	ระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศจะสามารถรองรับอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ได้สูงกว่าแบบใช้อากาศ	จุลินทรีย์มีอัตราการเจริญเติบโตช้า ทำให้ต้องใช้เวลาอยู่ในระบบนาน มีผลให้ถังปฏิกิริยามีปริมาตรมากกว่า และใช้พื้นที่ในการก่อสร้างมากกว่าแบบใช้อากาศ
การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์	ทนต่อภาวะ shock load และการผันแปรของอัตราการไหลได้ดีกว่าแบบใช้อากาศ	การเริ่มเดินระบบ (start-up) ค่อนข้าง ยุ่งยาก และใช้เวลานานกว่าจะเข้าสู่สภาวะคงที่ (steady state) เนื่องจากการเจริญเติบโตจำเพาะของจุลินทรีย์ค่อนข้างต่ำ
สารอาหารเสริม	เนื่องจากมีเซลล์เกิดใหม่ปริมาณต่ำ จึง ต้องการสารอาหารอนินทรีย์ (N, P) น้อย ทำให้เป็นไปได้สำหรับใช้บำบัดน้ำเสียที่มีปริมาณสารอาหารต่ำต่อการบำบัดแบบใช้อากาศ

ตารางที่ 2 ข้อดี ข้อเสีย โดยรวมของระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ใช้อากาศ (ต่อ)

ประเด็น	ระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศ (anaerobic)
ข้อดี	ข้อเสีย
ความต้องการพลังงาน	ไม่ต้องใช้พลังงานในการเติมออกซิเจน ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการดำเนินการมากกว่าระบบใช้อากาศ
การผลิตพลังงาน	ให้พลังงานกลับคืนในรูปของก๊าซมีเทน หากมีระบบรวบรวมก๊าซที่ดี สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ ซึ่งประมาณได้ว่าก๊าซมีเทนจะเกิดขึ้น 5.62 ลบ . ฟุต ต่อปอนด์ ซีโอดีที่ถูกทำลาย ภายใต้อุณหภูมิ และความดันที่สภาวะมาตรฐาน (32 O F , 1 บรรยากาศ )
คุณภาพน้ำทิ้ง		น้ำที่บำบัดแล้ว ยังเหลือความสกปรกสูงเกินกว่าที่จะทิ้งลงแหล่งน้ำ จำเป็นต้อง ได้รับการบำบัดเพิ่มเติม เพื่อให้ได้คุณภาพ น้ำทิ้งตามมาตรฐาน
ตะกอนส่วนเกิน	สารอินทรีย์กลายเป็นก๊าซ CH 4 , CO 2 80-90 % สร้างเป็น cell ใหม่แค่ 10-20 % เพราะว่าเมทาบอลิซึมแบบแอนแอโรบิก ให้พลังงานสำหรับการเจริญเติบโตน้อย และพลังงานส่วนใหญ่ในสารอาหารเริ่มต้นแฝงอยู่กับก๊าซที่ผลิตขึ้น จึงมีตะกอนส่วนเกินในรูปของมวลจุลินทรีย์น้อยกว่าแบบใช้อากาศ

ตารางที่ 2 ข้อดี ข้อเสีย โดยรวมของระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ใช้อากาศ (ต่อ)

ประเด็น	ระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศ (anaerobic)
ข้อดี	ข้อเสีย
การบำรุงรักษา	มีโครงสร้างเครื่องจักรส่วนที่เคลื่อนไหว (moving part) น้อยกว่าแบบใช้อากาศ	ถังปฏิกิริยา ภาชนะ และท่อ ต้องใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน
ปัญหากลิ่นรบกวน		มีปัญหากลิ่นเหม็นจากก๊าซ H 2 S มักเกิดจากการควบคุมไม่ดีพอ เช่น pH ต่ำกว่า 6.0 หรือรับภาระบรรทุกสารอินทรีย์สูงเกินกว่า 0.4 กก . บีโอดี ต่อ ลบ . ม . ต่อวัน

...............................................

เอกสารอ้างอิง

กรมโรงงานอุตสาหกรรม . (2545). ตำราระบบบำบัดมลพิษน้ำ . กรุงเทพมหานคร : สมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมแห่งประเทศไทย .

มั่นสิน ตัณฑุลเวศม์ . (2542). เทคโนโลยีบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม . กรุงเทพมหานคร : โรงพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.

ธีระ เกรอต. (2539). วิศวกรรมน้ำเสีย การบำบัดทางชีวภาพ. กรุงเทพมหานคร : สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.

สาขาวิชาวิทยาศาสตร์สุขภาพ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช . (2544). ประมวลสาระชุดวิชาการจัดการคุณภาพน้ำในโรงงานอุตสาหกรรม . นนทบุรี : สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช .

Journey, W.K. and McNiven. (1996). Anaerobic Enhanced Treatment of Wastewater and Options for Further Treatment. สืบค้นจาก www.wau.boku.ac.at/fileadmin/_/ H810-asser/811/811_ Skripten_2004/811356_04c2.pdf.

Eckenfelder, WW., Jr. (2000). Industrial water pollution control. Third edition. Singapore : McGraw-Hill.