ระบบบำบัดน้ำเสีย (Wastewater Treatment Plant) การกำจัดสิ่งปนเปื้อนในน้ำที่เกิดจากกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม หรือเกิดจากกิจวัตรประจำวันของประชาชนที่อยู่อาศัยในชุมชนหรือแหล่งที่อยู่อาศัยต่างๆ ให้หมดไป หรือมีปริมาณสิ่งปนเปื้อนในน้ำลดลงจนมีคุณภาพเป็นไปตามมาตรฐานน้ำทิ้งน้ำเสียที่เกิดขึ้นจากแหล่งกำเนิดต่างๆ อาทิ โรงงานอุตสาหกรรมและนิคมอุตสาหกรรม อาคารที่พักอาศัยต่างๆ และพื้นที่เกษตรกรรม จะมีปริมาณสารเคมีหรือสารละลายเข้มข้นผสมอยู่ในปริมาณ ที่แตกต่างกัน

ทั้งนี้ สามารถแบ่งประเภทน้ำเสียตามสารหลักที่ให้ลักษณะเด่นของน้ำเสียเป็น 5 ประเภท ดังนี้

1. น้ำเสียประเภทที่มีสารอินทรีย์ ซึ่งเกิดจากน้ำกินน้ำใช้ โดยจะพิจารณาจากค่า BOD (Biochemical Oxygen Demand) ซึ่งค่า BOD หมายถึง ค่าวัดความเน่าเสียจากน้ำที่ใช้อุปโภคบริโภคที่ถูกทิ้งลงสู่แหล่งน้ำสาธารณะหรือจากเศษใบไม้ ค่า BOD จะแสดงให้เห็นถึงปริมาณออกซิเจนที่แบคทีเรียต้องการใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ กล่าวคือ ถ้าน้ำเสียมีค่า BOD ต่ำ เมื่อถูกทิ้งลงในแหล่งน้ำจะไม่ส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำดังกล่าว เนื่องจากแบคทีเรียต้องการออกซิเจนในการย่อยสลายน้อย แต่ถ้าน้ำเสีย มีค่า BOD สูง เมื่อถูกทิ้งลงในแหล่งน้ำจะทำให้ปริมาณออกซิเจนในแหล่งน้ำลดลงมากจนทำให้ปลาหรือสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในแหล่งน้ำนั้นไม่สามารถอยู่ได้

2. น้ำเสียประเภทที่มีสารเคมี โดยจะพิจารณาค่า COD (Chemical Oxygen Demand) ซึ่งหมายถึง ค่าวัดความเน่าเสียของ น้ำเสียที่เกิดจากสารเคมี โดยค่า COD จะแสดงให้เห็นถึงปริมาณออกซิเจนที่ใช้ในการออกซิไดซ์เพื่อให้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ

3. น้ำเสียในรูปสารแขวนลอย โดยจะพิจารณาค่า TDS (Total Dissolved Solid) ที่ต้องบำบัด คือ ปริมาณของแข็งที่ละลายในน้ำและสามารถไหลผ่านกระดาษกรองใยแก้ว เมื่อกรองปริมาณสารแขวนลอยออกจึงเอาน้ำใสที่ผ่านกระดาษกรองใยแก้วไประเหย จะทำให้สามารถหาปริมาณสารละลายได้

4. น้ำเสียที่มีส่วนผสมของโลหะหนัก

5. น้ำเสียจากสารเคมีอื่นๆ

การให้บริการเกี่ยวกับระบบบำบัดน้ำเสียจึงขึ้นกับลักษณะน้ำเสียและระดับการบำบัดน้ำเสียที่ต้องการ ซึ่งประเภทของระบบบำบัดน้ำเสียที่บริษัทให้บริการแบ่งเป็น 2 ประเภท ดังนี้

ระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ (Wastewater Recycle Plant) ระบบบำบัดน้ำเสียสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมและนิคมอุตสาหกรรมเพื่อให้ได้น้ำที่มีคุณภาพและคุณสมบัติ ที่เหมาะสมกับการนำไปใช้ในกระบวนการผลิต ซึ่งการบำบัดน้ำเสียเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ช่วยให้โรงงานอุตสาหกรรมสามารถ ลดค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับน้ำให้มีอัตราที่ลดลงได้ เนื่องจากโดยส่วนมากโรงงานอุตสาหกรรมในนิคมอุตสาหกรรมต้องซื้อน้ำดิบจากทางนิคมอุตสาหกรรมมาผ่านกระบวนการผลิตน้ำ ซึ่งทำให้มีต้นทุนในเรื่องของน้ำดิบ แต่กระบวนการบำบัดน้ำเสียเพื่อนำกับมาใช้ใหม่ใช้น้ำเสียที่ได้จากโรงงานมาผ่านกระบวนการบำบัด ทำให้ไม่มีค่าใช้จ่ายในส่วนของน้ำดิบส่งผลให้อัตราค่าน้ำลดลง นอกจากนี้ การนำน้ำเสียมาบำบัดและนำกลับมาใช้ใหม่ยังเป็นการช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและเป็นการลดปริมาณการใช้น้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาติอีกด้วย

ขั้นตอนการผลิตของระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

1. นำน้ำเสียมาผ่านกระบวนการกรองด้วยระบบเมมเบรนแบบ MF หรือ UF เพื่อกรองอนุภาคสารแขวนลอยออก

2. นำมาผ่านกระบวนการกรองด้วยระบบเมมเบรนแบบ RO เพื่อกรองสารละลายที่ปนเปื้อนในน้ำออกเก็บน้ำไว้ในถังน้ำ เพื่อรอใช้งาน

ระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อให้ได้มาตรฐาน (Wastewater Treatment Plant) ระบบบำบัดน้ำเสียสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมและแหล่งชุมชนเพื่อให้ได้น้ำที่มีคุณสมบัติ เพียงพอที่จะปล่อยสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ

กรรมวิธีการบำบัดน้ำเสียที่บริษัทให้บริการแก่ลูกค้า สามารถแยกได้เป็น 3 ประเภทตามความแตกต่างของระดับความเสียของน้ำ (ลักษณะน้ำเสีย) ดังนี้

1. การบำบัดทางกายภาพ เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียพื้นฐานที่ใช้ในการบำบัดขั้นต้นสำหรับน้ำเสียที่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมและชุมชนขนาดใหญ่ ได้แก่ กระบวนการดักขยะขนาดใหญ่ กระบวนการกำจัดไขมัน และน้ำมัน กระบวนการตกตะกอนโดยใช้สารเคมี และกระบวนการกำจัดสารพิษจำพวกโลหะหนัก

2. การบำบัดทางชีวภาพ เป็นกรรมวิธีบำบัดน้ำเสียซึ่งใช้หลักการทางชีวภาพ โดยบริษัทจะออกแบบก่อสร้างระบบบำบัดสำหรับทำการเลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์เพื่อย่อยสลายสารมลพิษในน้ำเสีย ซึ่งกรรมวิธีนี้เหมาะสำหรับการบำบัดน้ำเสียที่เกิดจากแหล่งชุมชนหรือเทศบาลทั่วไป โรงงานอุตสาหกรรม และนิคมอุตสาหกรรม

3. การกำจัดตะกอน เป็นกรรมวิธีบำบัดตะกอนที่เกิดขึ้นจากการบำบัดน้ำเสียทั้งจากกระบวนการบำบัดทางกายภาพ และกระบวนการบำบัดทางชีวภาพ โดยใช้วิธีการรีดน้ำออกจากกากตะกอนเพื่อทำให้ตะกอนแห้งและลดปริมาตรของ กากตะกอน ทำให้สะดวกต่อการขนส่งไปกำจัด เครื่องจักรที่ใช้ในการรีดน้ำออกจากตะกอน ได้แก่ เครื่องอัดตะกอน เครื่องรีดตะกอน หรือเครื่องเหวี่ยงตะกอน เป็นต้น ซึ่งกรรมวิธีนี้จะถูกนำไปใช้ในขั้นตอนการกำจัดตะกอนของระบบบำบัดน้ำเสียทั้งจากชุมชน เทศบาล และโรงงานอุตสาหกรรม รวมไปถึงตะกอนที่เกิดจากระบบผลิตน้ำ

โดยระบบบำบัดน้ำเสียสามารถแบ่งได้เป็น 2 กลุ่ม ตามที่มาของแหล่งน้ำเสีย ดังนี้

1) การบำบัดน้ำเสียจากแหล่งชุมชน ปริมาณน้ำเสียจากแหล่งชุมชนในประเทศไทยส่วนใหญ่จะมีปริมาณสารอินทรีย์ปะปนอยู่ในแหล่งน้ำซึ่งสามารถวัดค่า BOD ได้ประมาณ 100 มิลลิกรัมต่อลิตร สำหรับกรรมวิธีในการบำบัดน้ำเสียจะใช้วิธีการทางชีวภาพ คือ การนำแบคทีเรียมาใช้ประโยชน์ในการบำบัดน้ำเสียซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด ได้แก่

แบบใช้ออกซิเจนในการกำจัดสารอินทรีย์

เป็นการบำบัดน้ำเสียโดยการใช้แบคทีเรียเพื่อย่อยสารอินทรีย์ที่อยู่ในน้ำเสีย โดยการเพิ่มออกซิเจนให้กับน้ำเพื่อให้แบคทีเรียสามารถขยายตัวและย่อยสารอินทรีย์ได้เร็วยิ่งขึ้น โดยแบคทีเรียจะจับตัวเป็นก้อนและเมื่อมีจำนวนมากก็จะตกตะกอน ทำให้ได้น้ำที่มีคุณภาพดีขึ้น

แบบไม่ใช้ออกซิเจน / ไร้ออกซิเจนในการกำจัดสารอินทรีย์

เป็นการบำบัดน้ำเสียที่ได้รับความนิยมในแหล่งชุมชน เนื่องจากเป็นวิธีการที่ง่ายไม่ยุ่งยากและเสียค่าใช้จ่ายไม่สูงมากนัก ซึ่งวิธีการดังกล่าวเป็นวิธีการบำบัดโดยการใช้แบคทีเรียเข้าย่อยสารอินทรีย์ซึ่งถือเป็นอาหารของแบคทีเรียที่มีอยู่ในน้ำเสียให้หมดไป แต่การดำเนินการต้องอาศัยระยะเวลาค่อนข้างนาน เละผลที่ได้จากกระบวนการย่อยสารอินทรีย์ของแบคทีเรีย คือ ก๊าซซึ่งสร้างมลภาวะทางกลิ่นให้กับชุมชน

การบำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมเป็นน้ำเสียที่มีสิ่งสกปรกและสารปนเปื้อนในปริมาณที่มากกว่าน้ำเสียจากแหล่งชุมชน ทั้งนี้ สิ่งสกปรกและสารปนเปื้อนดังกล่าวจะแตกต่างกันไปตามประเภทธุรกิจของโรงงานอุตสาหกรรมนั้นๆ ซึ่งการบำบัดด้วยกรรมวิธีทางชีวภาพเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ เนื่องจากสารเคมีและสารละลายไม่สามารถกำจัดให้หมดไปด้วยกรรมวิธีดังกล่าวได้ ดังนั้น ระบบการบำบัดน้ำเสียสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมจึงต้องอาศัยวิธีการทางเคมีที่มีความยุ่งยากและซับซ้อนมากยิ่งขึ้น โดยจำเป็นต้องอาศัยกรรมวิธีการบำบัดทางกายภาพและการกำจัดตะกอนประกอบด้วย

ขั้นตอนการบำบัดน้ำเสีย

1. การบำบัดน้ำเสียขั้นเตรียมการ (Pretreatment) เป็นการกำจัดของแข็งที่มีขนาดใหญ่ออกจากน้ำเสียก่อนที่จะมีการปล่อยเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสีย เพื่อป้องกันการอุดตันของท่อน้ำและไม่ก่อให้เกิดความเสียหายแก่เครื่องสูบน้ำ โดยมีระดับขั้นตอนการบำบัด ดังนี้

• การดักด้วยตะแกรง เป็นการกำจัดของแข็งที่มีขนาดใหญ่โดยการใช้ตะแกรง ซึ่งตะแกรงโดยทั่วไปมี 2 ประเภท คือ ตระแกรงหยาบ และตะแกรงละเอียด

• การบดตัด เป็นการลดขนาดหรือปริมาตรของแข็งให้มีขนาดเล็กลง โดยของเสียที่มีขนาดใหญ่จะผ่านเครื่องบดตัดเพื่อทำการบดตัดให้ละเอียดก่อนที่จะแยกไปสู่ถังตกตะกอนเพื่อรอการแยกออกด้วยการตกตะกอน

• การดักกรวยทราย เป็นการกำจัดกรวดทราย ทำให้เกิดการตกตะกอนในรางดักกรวดทราย โดยการลดความเร็วของน้ำลง

• การกำจัดไขมันและน้ำมัน เป็นการกำจัดไขมันและน้ำมันในน้ำเสียที่มาจากครัวเรือน โรงอาหาร ห้องน้ำ ปั๊มน้ำมัน และโรงงานอุตสาหกรรมบางชนิด ซึ่งจะเป็นการกักน้ำเสียไว้ในบ่อดักไขมันในช่วงเวลาหนึ่งเพื่อให้น้ำมันและไขมันลอยตัวขึ้นสู่ผิวน้ำ แล้วทำการใช้เครื่องตักหรือกวาดออกจากบ่อกำจัด

2. การบำบัดน้ำเสียขั้นที่สอง (Secondary Treatment) เป็นการกำจัดน้ำเสียที่เป็นพวกสารอินทรีย์อยู่ในรูปของสารละลายหรืออนุภาคคอลลอยด์ซึ่งโดยทั่วไปมักจะเรียกการบำบัดขั้นที่สองนี้ว่า “การบำบัดน้ำเสียด้วยขบวนการทางชีววิทยา” เนื่องจากเป็นขั้นตอนที่ต้องอาศัยแบคทีเรียในการย่อยสลายหรือทำลายความสกปรกในน้ำเสีย โดยการบำบัดน้ำเสียในปัจจุบันจำเป็นต้องมีการบำบัดถึงขั้นที่สองเพื่อให้น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วมีคุณภาพตรงตามมาตรฐานน้ำทิ้งที่ทางราชการกำหนด ซึ่งการบำบัดน้ำเสียด้วยขบวนการทางชีววิทยาสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ดังนี้

แบบใช้ออกซิเจน

การเพิ่มออกซิเจนเข้าไปในน้ำเสียและจะต้อง มีปริมาณออกซิเจนที่พอเพียงซึ่งจะทำให้น้ำเสียไม่เน่าเหม็น เพื่อให้แบคทีเรียขยายตัวและทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์เร็วขึ้น โดยแบคทีเรียจะทำการจับตัวกันเป็นกลุ่มก้อนจนกระทั่งรวมตัวกันเป็นจำนวนมากและเกิดการตกตะกอน

แบบไม่ใช้ออกซิเจน / ไร้ออกซิเจน

เป็นขบวนการกำจัดน้ำเสียที่อาศัยแบคทีเรียไม่ใช้อากาศในการย่อยสลายสารอินทรีย์ที่เจือปนอยู่ในน้ำเสีย ซึ่งการบำบัดน้ำเสียวิธีนี้จะใช้ระยะเวลา ในการย่อยสลายเป็นเวลานาน โดยหลังจากการย่อยสลายเสร็จสิ้นจะทำให้แหล่งน้ำมีกลิ่นเหม็น

การบำบัดน้ำเสียขั้นสูง (Advanced Treatment) เป็นการบำบัดน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดในขั้นที่สองแล้วเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกบางอย่างที่ยังคงเหลืออยู่ อาทิ โลหะหนัก หรือเชื้อโรคบางชนิด เป็นต้น ก่อนที่จะระบายสู่แหล่งน้ำสาธารณะ ซึ่งการบำบัดน้ำเสียในขั้นนี้จะไม่เป็นที่นิยมในการปฏิบัติ เนื่องจากมีขั้นตอนที่ยุ่งยากและมีค่าใช้จ่ายสูง โดยผู้ที่จะบำบัดน้ำเสียขั้นสูงส่วนใหญ่จะเป็นการบำบัดเพื่อนำกลับมาใช้อีกครั้ง