ระบบเอสบีอาร์ (Sequence Batch Reactor : SBR)
28/05/2022
ระบบเอสบีอาร์ (Sequence Batch Reactor : SBR)
28/05/2022
ระบบเอสบีอาร์ (Sequence Batch Reactor : SBR)
ระบบเอสบีอาร์เป็นระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้ถังปฎิกิริยาใบเดียว ทำหน้าที่ทั้งเติมอากาศเพื่อให้จุลินทรีย์ใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์และทำหน้าที่แยกสลัดจ์ด้วยการตกตะกอนภายในถังเดียวกัน โดยขั้นตอนการทำงานจะปล่อยให้น้ำเสียไหลเข้าถังที่มีจุลินทรีย์อยู่ภายในถัง และเติมอากาศ เมื่อถึงเวลาที่กำหนด (ประมาณ 22 ชม.) จะหยุดเติมอากาศเพื่อทิ้งให้ตกตะกอน (ประมาณ 2 ชม.) ซึ่งจะได้น้ำใสส่วนบนที่สามารถระบายทิ้งหลังเสร็จสิ้นกระบวนการบำบัด จากนั้นก็จะเริ่มกระบวนการใหม่ การทำงานแบบไม่ติดต่อกันของระบบนี้ทำให้ระบบมีความเหมาะสมกับโรงงานที่มีขนาดเล็กและมีปริมาณน้ำเสียน้อย ในทางปฏิบัติอาจมีการใช้ถังบำบัดน้ำเสียมากกว่า 2 ถังขึ้นไป เพื่อให้การดำเนินการบำบัดน้ำเสียเป็นไปได้อย่างต่อเนื่อง
ขั้นตอนการทำงานของระบบเอสบีอาร์
ระบบเอสบีอาร์จะใช้เวลาเป็นตัวควบคุมขั้นตอนการทำงานของระบบ โดยอาจจะประกอบไฟด้วยถังใบเดียวหรือหลายใบ ซึ่งแต่ละถังมีการทำงาน 5 ขั้นตอน
- การเติมน้ำเสีย (Fill)
- การบำบัด (React)
- การตกตะกอน (Settle)
- การถ่ายน้ำทิ้ง (Draw)
- การพัก (Idle)
ข้อดีของระบบเอสบีอาร์
- ระบบเอสบีอาร์จะรวมส่วนของถังพัก ถังเติมอากาศและถังตกตะกอนในถังเดียวกัน ทำให้ลดพื้นที่ก่อสร้าง
- ระบบสามารถควบคุมไม่ให้เกิดการผสมระหว่างน้ำใสและตะกอนได้ง่าย ทำให้น้ำทิ้งออกจากระบบอยู่ในมาตรฐานที่ต้องการ และควบคุมปริมาณได้
- ระบบสามารถรับการเปลี่ยนแปลงภาระบรรทุกสารอินทรีย์ (Organic Loading) ได้ดี โดยน้ำเสียที่เข้าระบบถูกเจือจางลงโดยน้ำในถังปฏิกิริยาซึ่งที่ทำการบำบัดแล้วในรอบการทำงานที่ผ่านมา
- ระบบสามารถเปลี่ยนแปลงวัฏจักรการทำงานให้เหมาะสมกับลักษณะและปริมาณน้ำเสียได้
- ระบบไม่จำเป็นต้องหมุนเวียนตะกอน เพราะตะกอนจุลินทรีย์อยู่ในถังปฏิกิริยาตลอดเวลา
- การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์พวกเส้นใยสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมระบบการทำงานในขั้นตอนการเติมน้ำเสีย
- ระบบสามารถควบคุมให้เกิดไนตริฟิเคซัน-ดีไนตริฟิเคชัน หรือการกำจัดฟอสฟอรัสได้โดยไม่ต้องเติมสารเคมี
ข้อด้อยของระบบเอสบีอาร์
- การทำงานของระบบต้องอาศัยผู้ควบคุมที่มีความเชี่ยวชาญและประสบการณ์
- ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการควบคุมระบบสูงเนื่องจากการทำงานของระบบเป็นแบบอัตโนมัติ
- ระบบมีความเหมาะสมกับการบำบัดน้ำเสียที่มีปริมาณน้ำเสียเข้าระบบน้อย
ปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของระบบเอสบีอาร์
- ความเข้มข้นของสารอินทรีย์ในน้ำเสีย (Organic Loading)
สารอินทรีย์ในน้ำเสียเป็นอาหารของจุลินทรีย์ในระบบเอสบีอาร์ ดังนั้นหากความเข้มข้นของสารอินทรีย์เปลี่ยนแปลงมากจะมีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบ
- ธาตุอาหาร (Nutrient)
จุลินทรีย์ต้องการธาตุอาหาร ซึ่งได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส นอกเหนือจากสารอินทรีย์คาร์บอนธาตุอาหารเหล่านี้พบอยู่ในน้ำเสียชุมชนแต่อาจไม่เพียงพอสำหรับในน้ำเสียอุดสาหกรรม ชาตุอาหารอาจคิดได้เป็น BOD:N:P เท่ากับ 100: 5:1 ซึ่งเป็นปริมาณที่เหมาะสมกับจุลินทรีย์ในระบบ การขาดธาตุอาหารทำให้จุลินทรีย์ที่สร้างฟล๊อคเจริญเติบโตได้ไม่ดี จุลินทรีย์ที่เป็นเส้นใย (Filamentous) เจริญเติบโตได้ดีกว่า ซึ่งอาจทำให้ตะกอนตกตะกอนได้ยากและเกิดเป็นชั้นตะกอนอืดขึ้นส่งผลให้น้ำทิ้งมีตะกอนปะปน ทำให้คุณภาพน้ำทิ้งไม่ดี
- ออกซิเจนละลายน้ำ (Dissolved Oxygen: DO)
ถังเติมอากาศจะต้องมีออกซิเจนละลายน้ำไม่น้อยกว่า 2 มิลลิกรัมต่อลิตร
- ระยะเวลาการบำบัด (Detention Time)
ระยะเวลาในการบำบัดน้ำเสีย จะต้องนานพอเพียงที่จุลินทรีย์จะใช้ในการย่อยสลายสารต่างๆ หากมีระยะเวลาสั้นเกินไปสารที่ย่อยสลายยาก จะถูกย่อยไม่ถึงขั้นสุดท้าย ทำให้น้ำทิ้งมีค่าความสกปรกหลงเหลืออยู่มาก
- ค่าความเป็นกรด-ด่าง (Positive Potential of Hydrogen Ions: pH)
ค่า pH ที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ประเภทแบคทีเรียอยู่ระหว่าง 6.5-8.5 ถ้า PHมีดำต่ำกว่า 6.5 พวกรา (Fungi) จะเจริญเติบโตได้ดี
- สารเป็นพิษ (Toxic)
สารเป็นพิษแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มออกฤทธิ์เฉียบพลัน (Acute Toxicity) ได้แก่ ไซยาไนด์ อาร์เซนิคเป็นตัน ซึ่งมีผลให้จุลินทรีย์ตายหมดในระยะเวลาไม่กี่ชั่วโมงและกลุ่มออกฤทธิ์ช้า (Chronic Toxicity) เช่น ทองแดง และโลหะหนักต่างๆ โดยจุลินทรีย์จะสะสมภายในเซลล์จนเกิดเป็นพิษและตายในที่สุด
- อุณหภูมิ (Temperature)
อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการทำงานและการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 20องศาเซลเซียสเป็น 35 องศาเซลเซียส จุลินทรีย์มีประสิทธิภาพในการย่อยสลายสารอินทรีย์ได้ดีขึ้น แต่ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไปจะทำให้การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ลดลงอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้ประสิทธิภาพของระบบลดลงได้เช่นกัน ดังนั้นควรเป็นที่พอเหมาะกับการเจริญเติบโตของกลุ่มของจุลินทรีย์ในระบบเอสบีอาร์
- การกวน (Stirring)
ภายในถังเติมอากาศจะต้องมีการกวนอย่างทั่วถึงและสม่ำเสมอ เพื่อป้องกันมิให้ตะกอนจุลินทรีย์ตกตะกอนเกิดสภาวะไร้อากาศ และเพื่อให้จุลินทรีย์ได้สัมผัสกับน้ำเสียที่ส่งเข้ามาบำบัดโดยใช้เป็นอาหารลดมลสารต่างๆ รวมทั้งจะได้จับตัวเป็นฟล็อคที่ดี ถ้ามีการกวนที่แรงเกินไปจะทำให้จุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการกำจัดไนโตรเจนทำงานได้ไม่ดี
- อัตราการไหลของน้ำเสีย (Flow rate)
การเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของน้ำเสียที่เข้ามาในระบบบำบัด มีผลโดยตรงต่อการทำงานของกระบวนการทางชีววิทยาและการตกตะกอน หาดน้ำเสียมีอัตราการไหลเพิ่มมากขึ้น จะทำให้มีระยะเวลาในการบำบัดน้อยลง ทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานของระบบลดลง
การประยุกต์ใช้งานระบบเอสบีอาร์
ปัจจุบันระบบเอสบีอาร์มีใช้อย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำเสีย เนื่องจากสามารถรองรับภาระบรรทุกสารอินทรีย์ได้ในช่วงกว้าง และสามารถบำบัดน้ำเสียได้ทุกประเภทเช่นเดียวกับระบบแบบตะกอนเร่ง (Activated Sludge) ซึ่งได้แก่ ระบบ (Anoxic/Toxic Systems) ระบบสระเติมอากาศ (Aerated Lagoon) (Tricking Filters) ระบบจานหมุนชีวภาพ (Rotary Biological
Ditch: RBC) และคลองวนเวียน (Oxidation Ditch) ระบบเอสบีอาร์สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการบำบัดน้ำเสียต่างๆ ได้ดังนี้ น้ำเสียจากชุมชน ได้แก่ น้ำเสียจากที่พักอาศัย โรงพยาบาล สถานที่ท่องเที่ยว สถานศึกษา สถานบันเทิงด่างๆ เป็นต้น น้ำเสียจากอุตลาหกรรม ได้แก่ อุดสาหกรรมเคมีปิโตรเคมี น้ำชะขยะ (Leachate) อุตสาหกรรมอาหาร อุดสาหกรรมกระดาษ อุตสาหกรรมผลิตนม เครื่องดื่ม อุตสาหกรรมทอผ้า อุดสาหกรรมอาหารกระป้อง น้ำเสียจากอุตสาหกรรมที่มีปริมาณไนโตรเจนสูง รวมถึงน้ำเสียที่สามารถบำบัดได้ด้วยกระบวนการทางชีวภาพ
