ปัญหาผลวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำทิ้งไม่ผ่านเกณฑ์มาตรฐาน
26/08/2023

ปัญหาผลวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำทิ้งไม่ผ่านเกณฑ์มาตรฐาน
26/08/2023

ปัญหาผลวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำทิ้งไม่ผ่านเกณฑ์มาตรฐาน

     ปัญหาของการบำบัดน้ำเสีย คือผลวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำทิ้งไม่ผ่านเกณฑ์มาตรฐานที่กฎหมายกำหนด ซึ่งระบบบำบัดน้ำเสียมากกว่า 90% นิยมใช้ระบบบำบัดน้ำเสียแบบเอเอส (Activated  Sludge :AS) หรือระบบบำบัดน้ำเสียแบบเติมอากาศ โดยจะใช้จุลินทรีย์เป็นตัวย่อยสลายสิ่งสกปรกภายในน้ำเสีย ซึ่งระบบบำบัดน้ำเสียแบบเอเอส จะประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 2 ส่วน คือ  บ่อเติมอากาศ และบ่อตกตะกอน ในการบำบัดน้ำเสียของอาคารชุดค่าพารามิเตอร์ที่ดำเนินการตรวจวัดจะมี 8 ค่า ได้แก่ pH , BOD , TSS , TDS , Sulfide , TKN , Oil & Grease และ SS หลักการประเมินค่ามาตรฐานน้ำทิ้งผ่านเกณฑ์บำบัดหรือไม่ผ่านเกณฑ์บำบัดจะอยู่ที่ค่าพารามิเตอร์เหล่านี้เป็นเกณฑ์

     การที่น้ำเสียจะผ่านเกณฑ์บำบัดหรือไม่ขึ้นอยู่กับวิธีการบำบัดและกระบวนการบำบัดน้ำเสีย ซึ่งต้องมีการบำบัดทั้งทางกายภาพ ชีวภาพ และในบางกรณีอาจใช้วิธีเคมีเข้ามาบำบัดร่วมด้วย ขึ้นอยู่กับสิ่งสกปรกที่เจือปนอยู่ในน้ำเสีย แต่ทั้งนี้การใช้จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในการย่อยสลายของเสียเป็นส่วนสำคัญของระบบบำบัดน้ำเสียเช่นกัน

     จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในการบำบัดน้ำเสียมีทั้งชนิดที่ใช้ออกซิเจนและชนิดไม่ใช้ออกซิเจน โดยจะต้องออกแบบระบบบำบัดน้ำเสียและสิ่งแวดล้อมให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ และสามารถบำบัดน้ำเสียได้

ค่าพารามิเตอร์น้ำทิ้งที่พบว่าไม่ผ่านเกณฑ์มาตรฐานที่กฎหมายกำหนดมากที่สุด

     กรณีของอาคารชุดและอาคารสำนักงานทั่วๆไป โรงงาน โรงแรม ฯลฯ ที่พบมากที่สุดคือ ค่า BOD , TSS , TDS , Oil & Grease , TKN และ Sulfide ตามลำดับ ซึ่งมีค่าสูงเกินมาตรฐานที่กฎหมายกำหนด  ที่มาของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ สูงเกินมาตรฐานมาจากสารอินทรีย์ที่เจือปนอยู่ในน้ำเสียนั้นๆ ถ้าในน้ำเสียมีสารอินทรีย์เจือปนในปริมาณมาก ซึ่งจะส่งผลทำให้ค่า BOD สูงตามไปด้วย หรือกรณีที่ในน้ำเสียมีสิ่งเจือปนที่เป็นของแข็ง ทั้งตะกอนแขวนลอยและตะกอนหนักมีจำนวนมาก ก็จะส่งผลให้ค่า TSS และ TDS สูงตามไปด้วยเช่นกัน

ลักษณะน้ำเสียทางเคมี

1) สารอินทรีย์ (Organic Matter)

     ส่วนประกอบที่สำคัญของสารอินทรีย์ในน้ำเสียอุตสาหกรรม คืคาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมันและน้ำมัน นอกจากนี้น้ำเสียจากชุมชนอาจมีส่วนประกอบของผงซักฟอก สารประกอบฟีนอล น้ำเสียจากการเกษตรที่มีส่วนประกอบของยาปราบศัตรูพืชต่างๆ และสารที่ย่อยสลายได้ยากปนเปื้อนอยู่บ้าง ปริมาณสารอินทรีย์สามารถประมาณได้จากค่าปริมาณของแข็งที่ระเหยง่าย (VS) แต่ผลที่ได้อาจจะมีค่าไม่ละเอียดนัก ดังนั้นการวัดปริมาณสารอินทรีย์ในปัจจุบันจึงนิยมวัดในรูปของค่าบีโอดี หรือซีโอดี หรือทีโอซี

     (1) บีโอดี (Biochemical Oxygen Demand : BOD) หมายถึงปริมาณของออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้ไปในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในตัวอย่างน้ำ ภายใต้สภาวะใช้ออกซิเจน (Aerobic Condition) ในเวลา 5 วันที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส มีหน่วยเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร ค่าบีโอดีเป้นค่าที่ใช้ในการบ่งบอกถึงความสกปรกในรูปสารอินทรีย์ว่ามีความสกปรกมากหรือน้อย หากมีค่าบีโอดีสูงแสดงว่ามีความสกปรกมาก ค่าบีโอดีต่ำแสดงว่ามีความสกปรกน้อย การตรวจสอบค่าบีโอดีทำได้โดยการวิเคราะห์ตัวอย่างในห่องปฏิบัติการ ซึ่งบีโอดีมีความสำคัญอย่างมากในการออกแบบและควบคุมระบบบำบัดน้ำเสีย โดยใช้บ่งบอกถึงค่าภาระอินทรีย์ (Organic Loading) ใช้ในการหาประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียและใช้สำหรับการตรวจสอบคุณภาพน้ำตามแหล่งน้ำต่างๆ

     (2) ซีโอดี (Chemical Oxygen Demand : COD) หมายถึงปริมาณออกซิเจนทั้งหมดที่ต้องการใช้เพื่อออกซิเดชันสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ของตัวอย่างน้ำที่ทำการวิเคราะห์ให้เป็นคาร์บอนไดออกไซต์และน้ำ ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด ค่าซีโอดีของตัวอย่างน้ำส่วนใหญ่มักเป็นค่าสูงกว่าบีโอดี เนื่องจากค่าซีโอดีไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างสารอินทรีย์ที่ถูกย่อยสลายทางชีวภาพและสารที่ยากต่อการย่อยสลายทางชีวภาพได้ แต่มีข้อดีคือใช้เวลาในการวิเคราะห์เพียง 3 ชั่วโมง ค่าซีโอดีมีความสำคัญในการวิเคราะห์คุณภาพน้ำทิ้ง การคุมระบบบำบัดน้ำเสีย การตรวจสอบคุณภาพของแหล่งน้ำเช่นเดียวกับค่าบีโอดีและยังสามารถใช้ในการประเมินค่าบีโอดีของตัวอย่างน้ำที่จุดต่างๆ ได้ จากการหาอัตราส่วนระหว่างบีโอดีและซีโอดีที่จุดนั้นๆ

     (3) ทีโอซี (Total Organic Carbon : TOC) ปริมาณคาร์บอนที่มีอยู่ในปริมาณน้ำประกอบด้วยอินทรีย์คาร์บอน (Organic Carbon) และสารอนินทรีย์คาร์บอน (Inorganic Carbon) เช่น คาร์บอนไดออกไซต์ ไบคาร์บอเนตและคาร์บอเนต เป็นต้น หลักการวิเคราะห์ค่าทีโอซีคือ การออกซิไดซ์คาร์บอนในสารอินทรีย์ให้เปลี่ยนสภาพเป้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซต์ และทำการหาปริมาณของกําซคาร์บอนไดออกไซต์และเทียบกลับมาเป็นสารอินทรีย์คาร์บอนทั้งหมดได้ การหาทีโอซีใช้เวลาทำการวิเคราะห์หากราฟมาตรฐานประมาณ 30 นาที วิเคราะห์แต่ละตัวอย่างประมาณ 5 นาที ซึ่งใช้เวลารวดเร็วมากในการทราบผลและสามารถนำผลของทีโอซีมาประเมินค่าบีโอดีที่จุดต่างๆ ได้ โดยวิเคราะห์สัดส่วนของบีโอดีต่อทีโอซีที่จุดดังกล่าว

2) สารอนินทรีย์ (Inorganic Matter)

     สารอนินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำเสียทั่วๆไป สามารถวิเคราะห์ลักษณะสมบัติต่างๆ ได้แก่ พีเอช คลอไรด์ ความเป็นด่าง ไนโตรเจน ฟอลฟอรัส ซัลเฟอร์ โลหะหนัก และก๊าซละลายน้ำ สารอนินทรีย์บางชนิดมีส่วนช่วยในกระบวนการบำบัดน้ำเสียเป็นไปได้ด้วยดี ในขณะที่สารอนินทรีย์บางชนิดอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและจุลินทรีย์ในระบบบำบัดน้ำเสีย

     (1) พีเอช (pH) หมายถึง ค่าที่แสดงความเข้มข้นของไฮโเจนไอออน ค่าพีเอชจะแสดงถึงความเป็นกรดหรือด่างของน้ำเสียนั้นๆ เป้นค่าที่มีประโยชน์อย่างมากต่อการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวภาพ

     (2) ความเป็นด่าง (Alkalinity) หมายถึง ปริมาณความเป้นด่างที่มีอยู่ในตัวอย่างน้ำโดยทั่วไปเป้นผลมาจากไฮดรอกไซต์และไบคาร์บอเนต ค่าความเป็นด่างจะมีความสัมพันธ์กับค่าพี่เอชและมีประโยชน์ต่อการบำบัดน้ำเสีย เช่น ใช้ในการเลือกตำแหน่งสำหรับการเติมสารเคมีไปในระบบบำบัดน้ำเสียให้มีประสิทธิภาพสูงสุด ป้องกันการเปลี่ยนแปลงของค่าพี่เอชนระบบบำบัดแบบไม่ใช้อากาศ

     (3) ไนโตรเจน (Nitrogen) สารประกอบไนโตรเจนที่เกี่ยวข้องกับน้ำเสียแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ สารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจน เช่น โปรตีน กรดอะมิโน และสารประกอบอนินทรีย์ ไนโตรเจน เช่น แอมโมเนีย ไนไทรด์ และไนเทรด สารประกอบไนโตรเจนรูปต่าง ๆ มีความสัมพันธ์กัน โดยสามารถเปลี่ยนรูปกลับไปมากันได้โดยปฏิกิริยาชีวเคมีของแบคทีเรีย ไนโตรเจนเป็นตัวบ่งชี้ถึงความสะอาดของน้ำ โดยในการตรวจสอบคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำธรรมชาติ ถ้าพมสารประกอบไนโตรเจนในรูปอินทรีย์ไนโตรเจน (Org-N) และแอมโมเนีย-ไนโตรเจน (NH-N) ในปริมาณมาก อาจแสดงว่าน้ำนั้นมีความสกปรกและมีการปนเปื้อน นอกจากนี้ในระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ ปริมาณของไนโตรเจนทั้งหมด (Total Nitrogen คือ Org-N และ NH,-N) จะต้องมีเพียงพอสำหรับการเจริญเติบโตของ
แบคทีเรีย

     (4) ฟอสฟอรัส (Phosphorus) ฟอสฟอรัสเป็นสารอาหารที่สำคัญสำหรับจุลินทรีย์ในการสร้างเซลล์ใหม่ มักอยู่ในรูปของฟอสเฟต โพลีฟอสเฟต และอินทรีย์ฟอสเฟต ปริมาณฟอสฟอรัสในน้ำเสียที่เหมาะสมจะทำให้ระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ การปล่อยน้ำทิ้งที่มีฟอสฟอรัสและหรือไนเทรตลงในแห่ล่งน้ำจะกระตุ้นให้พืชน้ำ เช่น สาหร่ายสีเขียว เกิดการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว เกิดเป็นปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน (Eutrophication) และทำให้เกิดปัญหาในแหล่งน้ำนั้นได้

     (5) โลหะหนัก (Heavy Metals) โลหะหนักในน้ำเสียมีอหลายชนิด เช่น แคดเมียม โครเมียม ทองแดง เหล็ก ตะกั่ว แมงกานีส ปรอท นิกเกิล สังกะสี เป็นต้น โลหะหนักบางชนิดเป็นสิ่งจำเป้นต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตหากอยู่ในปริมาณที่พอเหมาะ เช่น โครเมียม ทองแดง เหล็ก แต่โลหะบางชนิดเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต เช่น แคดเมียม ปรอท นิกเกิล ดังนั้นในการควบคุมดูแลระบบบำบัดน้ำเสีย จึงจำเป็นต้องทราบว่าในน้ำเสียมีโลหะหนักชนิดใดและในปริมาณเท่าไร ปริมาณโลหะจะมีผลกระทบและเป้นอันตรายต่อการทำงานของจุลินทรีย์ในระบบบำบัดน้ำเสีย ดังนั้นการเลือกระบบบำบัดน้ำเสียที่เหมาะสมสำหรับการบำบัดโลหะหนัก มักใช้กระบวนการตกตะกอนผลึก (Precipitation) หรือแลกเปลี่ยนประจุ (Ion Exchange) เป็นต้น

จะลดค่าพารามิเตอร์ที่สูงเหล่านี้ได้อย่างไร?

     ในการลดค่าพารามิเตอร์แต่ละค่าอาจมีวิธีการหลายๆวิธีร่วมกัน เช่น การลดค่า BOD ในขั้นต้นอาจใช้วิธีการตกตะกอนในบ่อแรก ซึ่งเป็นบ่อรับน้ำเสียรวม และมีการใช้ทั้งการกรองหยาบและกรองละเอียด เพื่อให้ของเสียต่างๆ ที่เจือปนอยู่ในน้ำเสียผ่านไปยังบ่อเติมอากาศให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งจะส่งผลต่อค่า BOD , TSS , TDS, FOG ให้ลดลงได้พอสมควร เป็นการบำบัดน้ำเสียขั้นต้นที่แยกของเสียต่างๆ ในน้ำเสียออกให้ได้มากที่สุด ช่วยลดภาระอินทรีย์ (Organic Loading) ในการย่อยสลายของจุลินทรีย์

การลดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ โดยจุลินทรีย์ย่อยสลาย

สำหรับจุลินทรีย์ที่ใช้ในการย่อยสลายของเสียต่างๆ ในน้ำเสียมีอยู่ด้วยกัน 2 กลุ่ม คือ

1. กลุ่มจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในการย่อยสลายของเสียชนิดที่ใช้ออกซิเจน(Aerobic Bacteria) จุลินทรีย์ย่อยสลายกลุ่มนี้จะนิยมนำมาใช้ในการบำบัดน้ำเสียในทุกๆ ระบบบำบัดมากที่สุด เพราะสามารถดึงมาใช้ได้ง่าย แต่การดูแลและรักษาต้องดีพอสมควรจุลินทรีย์กลุ่มนี้จึงจะอยู่ในระบบได้ดี ระบบบำบัดและสิ่งแวดล้อมต่างๆ ต้องเหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ซึ่งจะขาดออกซิเจนและอาหารไม่ได้อย่างเด็ดขาด สามารถตายยกบ่อได้ตลอดเวลาถ้าขาดอย่างใดอย่างหนึ่งหรือทั้งสองอย่างที่กล่าวมา ซึ่งจะทำให้ระบบบำบัดล้มเหลวเกิดขึ้น
2. กลุ่มจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในการย่อยสลายของเสียชนิดที่ไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Bacteria) จุลินทรีย์กลุ่มนี้ดึงมาใช้ค่อนข้างจะยากจึงไม่เป็นที่นิยมเท่าใดนัก นอกจากการสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ เพื่อนำมาทดแทนจุลินทรีย์ย่อยสลายที่ใช้ออกซิเจน 

     ดังนั้นการบำบัดน้ำเสียจะประสบผลสำเร็จและมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อของเสียในน้ำเสียเหลือน้อยที่สุด (ค่ามาตรฐานน้ำทิ้งผ่านเกณฑ์ทุกพารามิเตอร์) ต้องบำบัดน้ำเสียแบบบูรณาการหลายส่วนตามที่กล่าวมา ซึ่งจะส่งผลให้ค่ามาตรฐานน้ำทิ้งผ่านได้ง่ายขึ้น จุลินทรีย์ย่อยสลายในระบบบำบัดต้องมีปริมาณไม่น้อยกว่าของเสีย ต้องมีการบริหารจัดการตรวจเช็คและดูแลควบคุมระบบอย่างอย่างสม่ำเสมอและต่อเนื่อง เพื่อให้ระบบมีประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียและคุณภาพน้ำทิ้งผ่านตามเกณฑ์มาตรฐานที่กฎหมายกำหนด

ที่มา :

มงคล ดำรงค์ศรี และสุธา ขาวเธียร, ตำราระบบบำบัดมลพิษน้ำ, พิมพ์ครั้งที่ 9, กรมโรงงานอุตสาหกรรม, ปี 2562, หน้า 5-8 ถึง 5-10.

ที่มา : สืบค้นเมื่อ 26 สิงหาคม 2566, /จาก/ http://www.bangkokshow.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=2147607323