ระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB
26/06/2023

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB
26/06/2023

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB
ระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) เป็นระบบบำบัดน้ำเสียไม่ใช้ออกซิเจนมีประสิทธิภาพในการบำบัดสูง สามารถบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมได้หลายประเภท เช่น น้ำเสียจากกระบวนการผลิตแป้งมัน และน้ำเสียจากฟาร์มสุกร เป็นต้น สามารถลดความสกปรกของน้ำในรูป COD ในช่วง 5,000 – 15,000 มิลลิกรรมต่อลิตรได้สูงถึง 45 – 85 % โดยใช้เวลาบำบัดเพียง 4 – 12 ชั่วโมง และยังเป็นระบบที่ประหยัดพลังงาน เนื่องจากไม่ต้องมีการเติมอากาศ รวมถึงสามารถผลิตก๊าซชีวภาพ (Biogas) เพื่อนำมาใช้ประโยนช์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า หรือทำความร้อนได้อีกด้วย

ข้อแตกต่างระหว่างระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB กับระบบบำบัดน้ำเสียทั่วไปคือ เป็นถังลักษณะสูงและน้ำเสียจะถูกป้อนเข้าสู่ด้านล่างของถังปฏิกิริยาให้ไหลย้อนกลับขึ้นทางด้านบน (Upflow Feeding) โดยน้ำเสียจะไหลผ่านชั้นตะกอนจุลินทรีย์ที่มีความเข้มข้นสูง ชั้นตะกอนจุลินทรีย์นี้จะแขวนลอยอยู่ในน้ำเป็นชั้นหนา (หรือเรียกว่า Blanket) โดยไม่มีตัวกลางให้จุลินทรีย์เกาะ เมื่อน้ำเสียสัมผัสกับตะกอนจุลินทรีย์จะเกิดการย่อยสลายภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนและเกิดก๊าซต่างๆ เช่น ก๊าซมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรเจนซัลไฟล์ เป็นต้น

ส่วนประกอบของระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB
ส่วนประกอบที่สำคัญของระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB ประกอบด้วย 3 ส่วนหลักๆ ได้แก่

1. ส่วนตะกอนชั้นล่าง (Sludge Bed) เป็นส่วนที่ตะกอนจุลินทรีย์ที่มีความหนาแน่นสูงตกตะกอนอยู่บริเวณด้านล่างของถังปฏิกิริยา
2. ส่วนตะกอนลอย (Sludge Blanket) เป็นชั้นตะกอนจุลินทรีย์ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าชั้นแรก เมื่อน้ำเสียถูกป้อนเข้าในถังปฏิกิริยาจึงทำให้ตะกอนสามารถแขวนลอยอยู่ในน้ำได้ ตะกอนจุลินทรีย์ที่เกิดขึ้นจะถูกเก็บสะสมอยู่ในถังปฏิกิริยาเป็นจำนวนมาก จึงทำให้ระบบมีประสิทธิภาพสูง ตะกอนจุลินทรีย์ในระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB อาจมีลักษณะแตกต่างได้ 2 ลักษณะ คือ เป็นเม็ด (Granules) หรือเป็นอนุภาคขนาดเล็ก (Particles)
3. อุปกรณ์แยกก๊าซ - ของแข็ง - ของเหลว (Gas – Solid – Liquid Separator) เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่ส่วนบนของถัง เมื่อตะกอนที่รวมตัวกับก๊าซลอยตัวขึ้นด้านบนจะถูกแยกออกด้วยอุปกรณ์นี้ ส่วนที่เป็นของแข็งจะตกตะกอนกลับลงมาด้านล่างไปยังบริเวณ sludge Blanket ส่วนก๊าซจะลอยขึ้นด้านบนและถูกเก็บกักไว้ในช่องว่างบริเวณฝาถัง ส่วนน้ำที่ถูกบำบัดแล้วจะไหลออกด้านบนเข้าสู่ช่องตกตะกอน (Setting Chamber) เพื่อให้ตะกอนที่อาจหลุดลอดออกไปด้วยตกกลับลงสู่ส่วนล่างอีก

หลักการของระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB
หลักการที่สำคัญของระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB คือ การจะทำให้ Sludge Blanket แขวนลอยอยู่ในถังปฏิกิริยาเพื่อให้ตะกอนจุลินทรีย์สัมผัสกับน้ำเสียได้อย่างทั่วถึง ซึ่งจะต้องควบคุมน้ำเสียที่ไหลขึ้นไม่ให้น้อยหรือมากเกินไป โดยต้องให้อยู่ในช่าง 0.6 – 0.9 เมตรต่อชั่วโมง เพราะหากความเร็วของน้ำที่ไหลขึ้นสูงเกินไป ตะกอนจะถูกพัดพาออกไปกับน้ำทิ้ง หากคว่ามเร็วของน้ำที่ไหลเข้าต่ำเกินไปก็จะเกิดการตกตะกอน

ลักษณะของน้ำเสียและปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมที่มีผลกระทบต่อระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB
สำหรับน้ำเสียที่จะบำบัดด้วยระบบ UASB (รวมถึงระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้อากาศอื่นๆ) ควรหลีกเลี่ยงน้ำเสียที่มีคุณสมบัติต่อไปนี้

1. มีแอมโมเนียเข้มข้นสูง (>1,000 mg NH4-N/L) เพราะจะยับยั้งการเกิด Granules และถ้าเข้มข้นสูงถึง 2,000 – 3,000 mg NH4-N/L จะยับยั้งปฏิกิริยาในชั้นที่ก่อให้เกิดก๊าซมีเทน (Methanogenesis)
2. มีโซเดียมเข้มข้นสูง (> 5 – 10 g/L) จะยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียพวก Acetate Utilizing Methanogen
3. มีซัลเฟตเข้มข้นสูง จะทำให้มีแบคทีเรียประเภทที่ใช้ซัลเฟตเจริญขึ้นมาก ซึ่งแบคทีเรียประเภทนี้จะผลิตก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) และหากมีก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์เข้มข้น ผลิตก๊าซมีเทน
4. มีแคลเซียมเข้มข้นมาก ถ้าแคลเซียมมีความเข้มข้นระหว่าง 80 – 200 mg/L จะช่วยให้เกิด Granule ได้ดี แต่หากมีความเข้มข้นสูงถึง 800 – 1,000 mg/L จะลดการทำงานของ Granular Sludge

สำหรับช่วง pH ที่เหมาะสมต่อการเดินระบบบำบัดน้ำเสียแบบระบบ UASB คือ 6.5 – 7.5 เนื่องจากเป็นช่วงที่เหมาะสมต่อการเติบโตของจุลินทรีย์ที่ผลิตก๊าซมีเทน และยังทำให้มีความสามารถในการควบคุมการเปลี่ยนแปลง pH (Buffer Capacity) ซึ่งจะช่วยป้องกันการช็อกเนื่องจากสภาพเป็นกรด ซึ่งมีสาเหตุมาจากการที่ระบบรับของเสียมากเกินไป

ที่มา : สำนักงานสิ่งแวดล้อมภาคที่ 13 (ชลบุรี) - https://shorturl.asia/LnCqa