BOD คืออะไร

                 ค่าบีโอดี BOD ย่อมาจาก Biological Oxygen Demand หมายถึง การหาปริมาณออกซิเจนที่แบคทีเรียใช้ในการหายใจ หรือการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำ ค่าบีโอดีจึงสามารถบอกถึงลักษณะของน้ำเสียได้ว่ามีความสกปรก (ในรูปสารอินทรีย์) มากหรือน้อยแค่ไหน หากในแหล่งน้ำมีค่า BOD สูงแสดงว่า น้ำมีปริมาณสารอินทรีย์ที่มากทำให้จุลินทรีย์ในน้ำใช้ออกซิเจนในการย่อยสลายมากขึ้น ทำให้ออกซิเจนที่ละลลาย (DO) มีค่าลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้น้ำเน่าเสียได้ง่าย 

นอกจากนี้ ค่า BODของน้ำยังเป็นตัววัดที่ใช้ในการประเมินประสิทธิภาพของโรงงานบำบัดน้ำเสียและการบำบัดน้ำเสียในกระบวนการบำบัดน้ำทั้งหมด และในการควบคุมการปล่อยน้ำเสียไปยังสิ่งแวดล้อมน้ำธรรมชาติให้เป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดไว้อีกด้วย 

ค่า BOD น้ำเสียหากในน้ำเสียมีค่าบีโอดีสูง เมื่อถูกทิ้งลงในแหล่งน้ำ จะทำให้ปริมาณออกซิเจนในแหล่งน้ำลดลง จนอาจเกิดสภาพไร้ออกซิเจน ทำให้น้ำนั้นเน่าเสียได้

ค่า BOD มีหน่วยเป็น มิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L) ซึ่งเป็นปริมาณออกซิเจนที่แบคทีเรียใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ ที่ใช้ในการบ่มที่อุณหภูมิ 20 °C เป็นระยะเวลา 5 วัน

กฏหมายที่เกี่ยวข้องกับค่า BOD

กฏหมายที่เกี่ยวข้องกับค่า BOD มีดังนี้

ค่า BOD ในน้ำตามกฏหมายมาตรฐานน้ำทิ้ง ซึ่งค่า bod มาตรฐานน้ำทิ้งจากโรงงานของกระทรวงอุตสาหกรรมมีค่าไม่เกิน 20 มก./ล.

ค่า BOD ในน้ำตามกฎหมายมาตรฐานน้ำทิ้งจากโรงแรม โรงเรียน โรงพยาบาล ตลาด ต้องมีค่า BOD ไม่เกิน 20 มก./ล.

ค่า BOD ที่เหมาะสมสำหรับน้ำที่ไม่มีมลพิษเพิ่มเติม เช่น BOD ในน้ำดี BOD ในน้ำประปา มีค่าอยู่ระหว่าง 3 ถึง 6 มก./ล.

ซึ่งในน้ำที่มีสารมลพิษเพิ่มเติมจะมีค่า BOD สูงมากยิ่งขึ้น

ค่า BOD เท่าไรต้องมีผู้ควบคุมมลพิษน้ำ?

ในกรณีที่โรงงานที่มีน้ำเสียปนเปื้อนสารอินทรีย์ ตั้งแต่ 500 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน (ยกเว้นน้ำหล่อเย็น) หรือมีปริมาณความสกปรกก่อนเข้าระบบบำบัด (BOD Load of Influent) ตั้งแต่ 100 กิโลกรัม ต่อวันขึ้นไป

โรงงานนั้นจะต้องมีบุคลากรด้านสิ่งแวดล้อมประจำโรงงาน ซึ่งได้แก่ ผู้จัดการสิ่งแวดล้อม และ ผู้ควบคุมระบบบำบัดมลพิษน้ำ

ค่า BOD กับ COD ต่างกันอย่างไร?

การดูค่า BOD นั้น ส่วนมากจะมีการดูค่าความสกปรกเทียบกับค่า COD (chemical oxygen demand) อีกด้วย ซึ่งค่า COD จะเป็น ค่าปริมาณออกซิเจนที่สารเคมีใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำ 

ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว ค่า COD จะมากกว่า ค่า BOD เสมอ ถ้าค่า BOD:COD สูง เช่นน้ำเสียจากโรงฆ่าสัตว์ น้ำจากโรงงานผลไม้สำเร็จรูป เป็นต้น จะเหมาะแก่การบำบัดทางชีวภาพ มากกว่าการบำบัดด้วยเคมี

ค่า BOD กับ ค่า DO ต่างกันอย่างไร ?

ค่า DO ย่อมาจาก Dissolved oxygen คือ ปริมาณออกซิเจนในน้ำ ณ ช่วงหนึ่ง มีหน่วยเป็น มิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L) ส่วนค่า BOD จะเป็นการวัดค่า DO วันแรก ที่เรียกกันว่า DO0 และนำไปบ่มต่ออีก 5 วัน นำมาวิเคราะห์ DO วันที่ห้า ที่เรียกกันว่า DO5 เมื่อนำผลต่างของปริมาณออกซิเจนในน้ำวันแรกและวันที่ห้า มาคำนวณเพื่อหาค่า BOD

โดยในธรรมชาติน้ำจะมีออกซิเจนละลายประมาณ 8- 10 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งค่าออกซิเจนในน้ำจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น อุณหภูมิ ความดันของน้ำ เป็นต้น

ค่า BOD สูงเกิดจากอะไร?

BOD (Biochemical Oxygen Demand) เกิดจากกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำโดยจุลินทรีย์และจุลินทรีย์เล็ก ๆ ที่อาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อม 

โดยแหล่งน้ำที่มีค่า BOD สูงมักมีแหล่งกำเนิดมาจาก 3 ประเภทด้วยกัน

ในแหล่งน้ำเดียวกัน ค่า COD กับ ค่า BOD จะเป็นอย่างไร ?

ในแหล่งน้ำเดียวควรมีการวิเคราะห์ทั้งค่า BOD และ COD เนื่องจากเป็นดัชนีวัดความสกปรกในน้ำทั้งสองรายการ ซึ่งเกี่ยวกับปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำเหมือนกัน ทั้งนี้หากจะต้องมีการวิเคราะห์ค่า BOD และ COD ควรพิจารณาวิธีการเก็บตัวอย่างด้วย เนื่องจากในแหล่งน้ำแต่ละที่มีขนาดแตกต่างกัน อาจจะทำค่า BOD และ COD ในแต่ละจุดเก็บตัวอย่างแตกต่างกันได้

ความสำคัญของ BOD ในระบบบำบัดน้ำเสีย

ในกระบวนการบำบัดน้ำเสียจำเป็นต้องทราบค่า BOD ในรายการ BOD loading ซึ่งเป็นปริมาณของ BOD ที่ถูกนำเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำ เป็นการวัดปริมาณของสารอินทรีย์ที่สามารถย่อยสลายได้ในน้ำโดยจุลินทรีย์

ซึ่ง BOD loading เป็นตัวชี้วัดที่ใช้ในการประเมินปริมาณของสารอินทรีย์ที่ต้องถูกย่อยสลายภายในระบบบำบัดน้ำในระยะเวลาที่กำหนด

ปริมาณของ BOD loading ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำ โดยทั่วไปแล้ว เมื่อ BOD loading เพิ่มขึ้นจะทำให้ประสิทธิภาพในการลด BOD ของระบบลดลง ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพของน้ำในระบบน้ำนั้นๆ และสิ่งมีชีวิตในน้ำได้

สูตรการหา BOD Loading :

BOD Loading (กก/วัน) = ค่า BOD (มิลลิกรัมต่อลิตร) x ปริมาณน้ำเสียเข้าระบบ (ลิตรต่อวัน)

การเก็บตัวอย่างน้ำก่อนทดสอบค่าบีโอดี BOD ทำอย่างไร?

การเก็บให้เก็บด้วยขวดแก้วหรือขวดพลาสติกชนิดโพลีเอทีลีน การรักษาสภาพให้แช่เย็นที่ ≤ 6 องศาเซลเซียส สามารถรักษาตัวอย่างได้ประมาณ 48 ชั่วโมง เท่านั้น

ทำไมต้องมีการ Dilute น้ำและมีการเติมหัวเชื้อ ก่อนวัดค่า BOD?

เนื่องจากออกซิเจนในอากาศสามารถละลายได้ในจำนวนจำกัด คือ ปริมาณ  9 มิลลิกรัมต่อลิตรในน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิที่ 20 องศาเซลเซียส ดังนั้นในการทดสอบค่าบีโอดีในน้ำเสียซึ่งมีความสกปรกมาก จึงจำเป็นต้องทำให้ปริมาณความสกปรกเจือจาง อยู่ในระดับสมมูลพอดีกับปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ 

เนื่องจากการทดสอบค่าบีโอดีนี้ เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ในน้ำ จึงจำเป็นต้องทำให้น้ำ มีสภาพที่เหมาะสม สำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ คือ ไม่มีสารพิษ แต่มีอาหารเสริมเพียงพอสำหรับจุลินทรีย์ เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส 

นอกจากนี้การย่อยสลายสารอินทรีย์ให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำจะกระทำโดยจุลินทรีย์หลายชนิด จึงจำเป็นต้องมีปริมาณจุลินทรีย์ต่างๆ เหล่านี้อย่างเพียงพออยู่ในน้ำตัวอย่างที่จะทำให้การทดสอบ ถ้าไม่มีหรือปริมาณน้อยเกินไปควรเติมจุลินทรีย์ซึ่งเรียกว่า หัวเชื้อ (Seed) ลงไปด้วย

ตารางที่ 1. การเจือจางตัวอย่าง กรณีการเจือจางใน Volumetric Glassware อื่นๆ 

%การเจือจาง     ช่วงบีโอดี (mg/L)

0.01   20,000-70,000

0.02 10,000-35,000

0.05 4,000-14,000

0.1 2,000-7,000

0.2 1,000-3,500

0.5 400-1,400

1 200-700

2 100-350

5 40-140

10 20-70

20 10-35

50 4-14

100 (ไม่เจือจาง) 0-7

เครื่องมือและอุปกรณ์สำหรับวิเคราะห์บีโอดี BOD

สารเคมีที่ต้องเตรียมในวิเคราะห์บีโอดี BOD

วิธีการดำเนินการวัดบีโอดี BOD

ขั้นตอนที่ 1 ปรับค่า pH

ตรวจวัด pH ของน้ำถ้ามีค่าอยู่ในช่วง 6.0 – 8.0 ให้นำไปทดสอบได้เลย ถ้า pH ไม่อยู่ในช่วง  6.0 – 8.0 ให้ปรับ pH ให้อยู่ระหว่าง 6.5 ถึง 7.5 โดยปริมาตรของกรดหรือด่างที่ใช้ปรับไม่ทำให้ปริมาตร ของตัวอย่างน้ำเปลี่ยนแปลงมากกว่าร้อยละ 0.5 ซึ่งอุณหภูมิของตัวอย่างต้องอยู่ในช่วง 20 ± 3 องศาเซลเซียส ก่อนทำการทดสอบ

ขั้นตอนที่ 2 กำจัดสารประกอบคลอรีนตกค้าง

ตัวอย่างที่มีสารประกอบคลอรีนตกค้าง ให้ตั้งทิ้งไว้ 1- 2 ชั่วโมง ในที่มีแสงสว่าง คลอรีนตกค้างจะสลายตัวไป 

ในกรณีที่มีคลอรีนตกค้างจำนวนมากในตัวอย่าง ต้องกำจัดโดยการใช้โซเดียมซัลไฟต์ การหาปริมาณคร่าวๆของโซเดียมซัลไฟต์ที่จะเติมทำได้โดยใช้ตัวอย่างน้ำ 100-1000 มิลลิลิตร เติมกรดอะซิติก (1+1) หรือกรดซัลฟิวริก (1+50) ปริมาตร 10 มิลลิลิตร ตามด้วยสารละลายโปแตสเซียมไอโอไดด์ 10 มิลลิลิตร (10 กรัมในน้ำ 100 มิลลิลิตร) แล้วไตเตรทด้วยโซเดียมซัลไฟต์ 0.025 N 

ใช้น้ำแป้งอินดิเคเตอร์ จนถึงจุดยุติก็จะทราบปริมาณของโซเดียมซัลไฟต์ที่ต้องการใช้ แล้วจึงเติมลงไปในตัวอย่างน้ำที่จะหาค่าบีโอดี เขย่าทิ้งไว้ 10 – 20 นาที

ขั้นตอนที่ 3.1 วิธีการหาโดยตรง (Direct Method)

วิธีนี้ใช้กับตัวอย่างที่มีค่าบีโอดีไม่เกิน 7 มิลลิกรัมต่อลิตรไม่จำเป็นต้องเจือจาง 

ให้ทดสอบตัวอย่างตามขั้นตอนดังต่อไปนี้

ขั้นตอนที่ 3.2 วิธีการเจือจาง (Dilution Method)

วิธีนี้ใช้กับตัวอย่างที่มีความสกปรกสูงโดยมีค่าบีโอดีมากกว่า 7.5 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งถ้าไม่เจือจาง  ตัวอย่าง แบคทีเรียจะใช้ออกซิเจนหมดก่อนเวลา 5 วัน ทำให้ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำมีค่าเท่ากับศูนย์ จึงไม่สามารถหาค่าบีโอดีได้

ขั้นตอนที่ 4 คำนวนสูตรการหา BOD

สูตรการหา BOD แบ่งออกเป็น 2 กรณี ดังนี้