กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา

1. กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยากระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา

2. Biological treatment

3. 1. ต้องมีออกซิเจนละลายเพียงพอ - การถ่ายเทออกซิเจนโดย ธรรมชาติระหว่างน้ำกับอากาศ (Atmospheric aeration) - การสังเคราะห์ด้วยแสง - การอัดอากาศเข้าสู่น้ำโดยตรง ด้วยเครื่องมือ ออกซิเจนได้จากสารประกอบ - สารประกอบไนเตรด - สารประกอบซัลเฟต เป็นต้น สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต Aerobic Process Anaerobic process

4. 2.pH 6.5 - 8.5 2. pH 6.6 - 7.4 - pH < 6.5 ประสิทธิภาพการ ทำงานของ จุลินทรีย์ที่สร้าง มีเทนจะลดลงมาก - < 5 จะยับยั้งการเจริญเติบโต และตาย สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต Aerobic Process Anaerobic process

5. 3. อุณหภูมิไม่ควรเกิน 40 องศาเซลเซียส 3. ระบบจะมีจุลินทรีย์ 2 ประเภท ควบคุมระบบที่อุณหภูมิ 30- 38 องศาเซลเซียส และ 48- 57 องศาเซลเซียส ตามประเภท จุลินทรีย์ สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต Aerobic Process Anaerobic process

6. 4. ธาตุอาหารเสริม BOD : N : P = 100 : 5 :1 นอกจากนี้ต้องการโพแทสเซียม แมกนีเซียม แคลเซียมและเหล็ก 4. ธาตุอาหารเสริม BOD : N : P = 100 : 1.1 : 0.2 นอกจากนี้ต้องการโพแทสเซียม แมกนีเซียม แคลเซียมและเหล็ก สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต Aerobic Process Anaerobic process

7. 5. ไม่มีสารพิษ 6. จะต้องมีกระบวนการกำจัดสลัดจ์ เนื่องจากมีสลัดจ์ส่วนเกินมาก 5. ไม่มีสารพิษ 6. สลัดจ์ส่วนเกินน้อยจึงไม่ค่อยมี ปัญหาในการกำจัดตะกอน สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต Aerobic Process Anaerobic process

8. ลักษณะการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบลักษณะการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบ ลักษณะการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบ แบ่งได้เป็น 2 แบบ 1. การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์เป็นแบบแขวนลอย (Suspended microbial growth) เช่นในระบบ Stabilization pond ระบบ Activated Sludge เป็นต้น

9. ลักษณะการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบลักษณะการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบ 2. การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์เป็นแบบเกาะผิวตัวกลาง (Attachedmicrobial growth) เช่นในระบบถังโปรยกรอง(Trickling filter) ระบบอาร์บีซี (Rotating Biological Contractor ) เป็นต้น

10. ระบบ Aerobic Process 1. ลักษณะจุลินทรีย์แขวนลอย (Suspended growth) 1.1 บ่อปรับเสถียร(Stabilization pond) 1.2 สระเติมอากาศ(Aerated lagoon) 1.3 แอกทิเวเต็จสลัดจ์(Activated sludge) เป็นต้น 2. ลักษณะจุลินทรีย์เกาะกับตัวกลาง 2.1 อาร์บีซี (Rotating biological contactors) 2.2 ระบบโปรยกรอง (Trickling Filters) เป็นต้น

11. ระบบ Anaerobic Process 1. ลักษณะจุลินทรีย์แขวนลอย (Suspended growth) 1.1 Anaerobic lagoon 1.2 ถังหมักแบบธรรมดา(Conventional Anaerobic digestion ) 1.3 ถังหมักแบบคอนแทค(Anaerobic contact ) เป็นต้น 2. ลักษณะจุลินทรีย์เกาะกับตัวกลาง 2.1 ถังกรองไร้อากาศ (Anaerobic Filter) เป็นต้น

12. ระบบบำบัดแบบใช้ออกซิเจนระบบบำบัดแบบใช้ออกซิเจน

13. Stabilization pond แบ่งตามธรรมชาติการทำงานของจุลินทรีย์ Aerobic pond Facultative pond Anaerobic pond Maturation pond

14. บ่อปรับเสถียร(Stabilization pond) ระบบนี้เหมาะสำหรับบริเวณที่ค่าที่ดินถูก เนื่องจากต้องใช้ที่ดินเป็นจำนวนมาก ค่าก่อสร้างระบบไม่สูง มาก การควบคุมและการบำรุงรักษาง่ายไม่ต้องใช้ผู้ชำนาญการ

15. 1. Stabilization ponds (บ่อคงตัว) 1.1 Aerobic pond - แบบผลิตออกซิเจนให้มากที่สุด ลึกประมาณ 0.3 – 1 เมตร (1.5เมตรขึ้นกับความขุ่นของน้ำ) - แบบผลิตสาหร่ายให้มากที่สุด ความลึกของบ่อ 0.2-0.6 เมตร ต้องกวนวันละ 1-2 ครั้ง • *ต้องแยกสาหร่ายก่อนปล่อยน้ำที่ผ่านการบำบัด

16. Aerobic pond

17. Aerobic pond

18. 1.2 Facultative pond ลึก 1.5 ถึงมากกว่าหรือเท่ากับ 2 เมตร

19. ควบคุมดูแล 1. ระวังบ่อไม่ให้เป็นกรดใช้ปูนขาว 2. ดูความหนาแน่นของสาหร่าย 3. มีกลิ่น ใช้ โซเดียมไนเตรทดับกลิ่น ตรวจสารอินทรีย์เกินกำหนดหรือไม่ 4. ตัดหญ้า

20. 1.3 Anaerobic pond ลึก 2-4 เมตร (2.50-3.70เมตร) บำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูง มีปริมาณของแข็งสูง มักใช้ร่วมกับ Facultative pond และ Maturation pond ตะกอน ½ ของบ่อ ( 3-5ปี ควรนำตะกอนออกไปกำจัด) ข้อดี

21. 1.4 Maturation pond (Polishing pond) ลึก 1-1.5 m.มักเป็นบ่อก่อนปล่อยออก ทำลายจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค วัตถุประสงค์

22. ข้อดีบ่อปรับเสถียร 1.ค่าใช้จ่ายต่ำและค่าบำรุงรักษาน้อย(ที่ดินถูก)ไม่ต้องใช้เทคนิคมากควบคุม 2.กำจัดจุลินทรีย์ได้ดีกว่าระบบบำบัดแบบอื่นๆ 3.ระบบยืดหยุ่นทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงภาระบรรทุก(pollution load)

23. ข้อเสียบ่อปรับเสถียร 1. ไม่เหมาะที่ดินราคาแพง 2. มีกลิ่นเหม็น 3. เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ยุง 4. การทำงานขึ้นอยู่กับธรรมชาติ 5. อาจเกิดมลพิษกับน้ำใต้ดิน

24. 2. Aerated lagoon (สระเติมอากาศ) เป็นระบบที่ถังปฏิกิริยามีขนาดใหญ่ลึกไม่น้อยกว่า 2 เมตร (ความลึก 3- 5) เมตร โดยอาจจะเป็นบ่อดินหรือคอนกรีตติดตั้งเครื่อง เติมอากาศเป็นแบบเติมอากาศผิวน้ำให้ทันต่อความต้องการของจุลินทรีย์ (ขนาด 25 แรงม้า : น้ำ 1000m3) ระยะเวลาเก็บกัก 3-6 วัน

25. Aerated lagoon

26. 2. Aerated lagoon (ต่อ) 1. จุลินทรีย์เติบโตแบบแพร่กระจาย 2. มีหรือไม่มีการเวียนกลับตะกอนก็ได้ 1. Completely Mixed lagoon (Aerobic lagoon) 2. Facultative lagoon สามารถแบ่งได้ 2 แบบ

27. 2. Aerated lagoon Completely Mixed lagoon (Aerobic lagoon) Facultative lagoon สำหรับปริมาณ BOD ที่เท่ากันระบบ aerated lagoon ใช้พื้นที่น้อยกว่า oxidation pond ประมาณ 8-10 เท่า

28. การควบคุมAerated lagoon - ออกซิเจนละลายย่างน้อย 1 mg/l - pH 6.8-8 - ระวัง Rotifer จะกินจุลินทรีย์และสาหร่าย

29. 3.ระบบRBC (Rotating Biological Contactor Process) Reactor : rotating disc การหมุน 2-10 รอบ/นาที ตัวกลางจะจมในน้ำ 40% ของพื้นที่ผิว

30. ระบบRBC (Rotating Biological Contactor Process) ระยะเวลาเก็บกักขึ้นกับลักษณะของน้ำเสีย 1- 4 hr การเจริญจุลินทรีย์ Attached microbial growth หนา 2-3 mm. การรับ ภาระบรรทุกประมาณ 1.5-2 kg.BOD/100m3/d. เวียนตะกอนหรือไม่เวียนตะกอนก็ได้

31. ข้อดีระบบRBC 1.คุมง่าย กำจัดสารอาหารดี 2.ค่าใช้จ่ายในการควบคุมระบบต่ำ 3.การบำบัดโดยจุลินทรีย์ที่เป็นทั้ง Attached film & Suspended microbial growth

32. ข้อเสียระบบRBC 1. กลิ่น 2.ราคาระบบ (Construction Cost) สูงกว่า Activated Sludge

33. ข้อควรระวังระบบ Attached film 1. เมือกจุลินทรีย์ลอกหลุด - สารพิษ - ควรควบคุมให้อยู่ระหว่าง pH 6.5-8.5 ถ้าเกินหรือต่ำกว่านี้ เมือกจุลินทรีย์จะลอกหลุด 2. Film เกิดสีขาว แสดงว่า เกิดภาระบรรทุกมาก (overloading)ต้อง เพิ่มเติมระบบ RBC 3. น้ำเน่าดำ เติมอากาศก่อนเข้าระบบ

34. ข้อควรระวังระบบ Attached film (ต่อ) 4. เกิดหอยต่างๆ (loading ต่ำ) - ให้ล้างระบบ - หมุนรอบRBCให้เร็วขึ้น 5. ในระบบก่อนเข้า RBC ควรติดตั้งถังปรับอัตราการไหล ให้สม่ำเสมอ

35. 4. ระบบโปรยกรอง(Trickling Filter) Reactor packed tower

36. ระบบ Trickling Filter (ต่อ) ใส่ ตัวกลาง(media) -หินขนาด 5-10 ซม. ( 3 นิ้ว) -อาจใส่พลาสติก -ดินเผา จุลินทรีย์จะเจริญเป็นแบบ Attached microbial growth ความหนาเมือกจุลินทรีย์ประมาณ 1-2 มม. ระบบนี้จะมีการเวียนตะกอนหรือไม่มีการเวียนตะกอนก็ได้

37. ข้อดีของการเวียนตะกอน (Recirculation) • ปรับสภาพน้ำเสีย ไม่ว่าจะเป็น pH , BOD • เพิ่มประสิทธิภาพ • รักษาสภาพให้คงที่ (ในกรณีอัตราไหลไม่สม่ำเสมอ)

38. การควบคุมระบบ TF • ความหนาของฟิล์มจุลินทรีย์ให้เหมาะสม (ประมาณ1-2 มม.) • Flow rate (ต้องออกแบบให้มี Delay time ที่เหมาะสมคือ 1 รอบ/10นาที) • ต้องกระจายน้ำสม่ำเสมอ (ระวังอุดตัน)

39. ข้อเสียของระบบ TF • กลิ่น • แมลง • ท่อกระจายน้ำเสียอุดตัน • สาหร่าย • คุมง่าย ข้อดีของระบบ TF

40. ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์ เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบใช้ออกซิเจน ระบบนี้จะใช้พื้นที่ ไม่มาก ช่วงเวลาของการบำบัดสั้นจุลินทรีย์จะเจริญเป็น Suspended microbial growthโดยจะรวมตัวกันเป็นฟลอค (Floc)ย่อยสลายสารอินทรีย์ ในรูปสารละลายในน้ำเสียระบบนี้ต้องควบคุมสภาวะต่างๆให้เหมาะสม

41. 2 1 3 4 1.ถังเลี้ยงตะกอนจุลินทรีย์ 2.ถังตกตะกอน 3.การเวียนกลับของตะกอน 4.การนำตะกอนส่วนเกินไปกำจัด

42. ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์ ระบบบำบัดน้ำเสียแบบนี้มักจะมีการกำหนดระยะเวลาการเก็บกักน้ำ เสียในถังเติมอากาศ อยู่ในช่วง 12-18 ชม ในขณะที่ตะกอนจะอยู่ในช่วง 15-20 วัน สารอินทรีย์ประมาณ 50%จะเปลี่ยนเป็น รูปของเซลล์จุลินทรีย์ซึ่ง จะต้องนำไปกำจัดและ สารอินทรีย์ประมาณ ไม่เกิน 50% จะถูกทำลายเป็น คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

43. ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์ ข้อดีของระบบ - ประหยัดพื้นที่ - ใช้ระยะเวลาในการบำบัดน้อย ข้อเสียของระบบ - ต้องกำจัดตะกอน - ใช้พลังงานมาก - ต้องใช้ผู้มีความรู้ในการควบคุม

44. ระบบบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจนระบบบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจน

45. Anaerobic pond บ่อแบบนี้มักใช้กำจัดสารอินทรีย์ที่มีความเข้มข้น สูงๆ การออกแบบออกแบบให้มีอัตรารับสารอินทรีย์สูงมาก จน สาหร่ายไม่สามารถเจริญเติบโตได้ และการเติมออกซิเจนที่ผิวหน้าไม่ สามารถป้อนออกซิเจนกับระบบได้พอเพียง

46. Anaerobic pond (ต่อ) Anaerobic pond (ต่อ) ขึ้นอยู่กับสมดุลระหว่างแบคทีเรียที่ทำให้เกิดกรดกับแบคทีเรียที่ทำให้เกิดก๊าซ CH4 ตะกอนจะเอาออก 3 – 5 ปี (ประมาณครึ่งของบ่อ) ระบบนี้เหมาะใช้ในพื้นที่ ที่มีราคาที่ดินต่ำ การทำงาน

47. บ่อเกรอะ (Septic Tank) เป็นระบบที่จะสร้างเป็นถังปิดฝังอยู่ใต้พื้นดิน ระยะเวลา เก็บกักน้ำประมาณ 1-2 วัน โดยสารอินทรีย์ที่เป็นของแข็ง จะจมลงสู่ ก้นถัง ระบบนี้ระหว่างการย่อยสลาย จะมีก๊าซมีเทน และ คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้น ดังนั้นจึงต้องมีท่อระบายอากาศ ระบบ นี้ต้องมีการสูบตะกอนออกทุก 2-3 ปี

48. บ่อเกรอะ (Septic Tank) • ระบบนี้เป็นระบบประจำที่ • ระยะเวลาเก็บกัก 1-2 วัน • ของแข็งจะจมลงก้นถัง • ระบบนี้จะต้องมี การกำจัดกากตะกอนทุก 2 – 3 ปี

50. ถังหมักแบบธรรมดา(Conventional Anaerobic digestion) • แบ่งเป็น 2 ชนิด อัตรากำจัดช้า (Low Rate Anaerobic digestion) อัตรากำจัดเร็ว (HighRate Anaerobic digestion)