วันอังคารที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2555

ปัญหาน้ำเน่าเสีย (นาย วิษณุ ทองประเทือง รหัสนิสิต 53242575)


รายงานวิชา  830329  ปัญหาสังคมและประเด็นสำคัญด้านการพัฒนา
เรื่อง ปัญหาน้ำเน่าเสีย
                                                                                                         
                                                                                              นาย วิษณุ ทองประเทือง รหัสนิสิต 53242575
                                                                                              คณะสังคมศาสตร์ สาขาพัฒนาสังคม ชั้นปีที่ 3





ในปัจจุบันรู้กันดีว่าสัดส่วนของปริมาณ น้ำ ทั้งโลก 97% เป็น น้ำ ทะเล และ 3% ที่เหลือเป็น น้ำจืด นอกจากนี้ 2 ใน 3 ของน้ำจืด ก็เป็นน้ำแข็งที่มนุษย์ใช้ประโยชน์แทบไม่ได้เลย ดังนั้นน้ำจืด ที่มนุษย์ใช้ จึงมีเพียง 1% เท่านั้น ถ้าจัดแบ่งอย่างเหมาะสม ให้พอดีกับมนุษย์ทั้งโลก 6,000 ล้านคน ก็จะเพียงพอ แต่แหล่งน้ำจืดที่มี ในประเทศต่างๆ ไม่กระจายอย่างเท่าเทียมกัน ที่ที่มีน้ำจืดมากกลับแทบไม่มีมนุษย์อาศัยอยู่ แต่ที่ที่มีมนุษย์ อาศัยอยู่อย่างหนาแน่น กลับไม่มีน้ำจืดใช้เลย ยิ่งไปกว่านั้น น้ำในบางสถานที่ มีการปนเปื้อนของสารพิษมากขึ้น สภาพเหล่านี้กำลังทำให้การบริโภคน้ำของมนุษย์โลก มีปัญหาเพิ่มขึ้น
ปัญหาน้ำเน่าเสียตามแหล่งน้ำและชุมชนต่างๆ ในทุกภาคของประเทศไทย เริ่มมีผลกระทบต่อความเป็นอยู่ของประชาชนและระบบนิเวศอย่างชัดเจน ราว ๒-๓ ทศวรรษ ที่ผ่านมา เนื่องมาจากการพัฒนาตามความเจริญของบ้านเมืองและการขยายตัวทางเศรษฐกิจ จึงมีการสร้างโรงงานอุตสาหกรรมจำนวนมากในเขตชุมชน โดยไม่มีการบำบัดน้ำเสียให้มีคุณภาพดีถึงเกณฑ์มาตรฐานก่อนระบายลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติตามที่ควร และน้ำเสียบางส่วนก็เกิดจากการระบายทิ้งจากบ้านเรือนโดยไม่มีการบำบัดอีกด้วย จึงเป็นเรื่องสำคัญที่ผู้เกี่ยวข้องหรือแต่ละชุมชนจะต้องเร่งรัด แก้ไขโดยเร่งด่วน
น้ำเน่าเสีย นอกจากจะมีความสกปรกโสโครก มีกลิ่นเหม็นและสีดำคล้ำแล้ว อาจมีสารเคมีซึ่งมีพิษเจือปนอยู่ด้วย เมื่อน้ำเน่าเสียไหลลงสู่แหล่งน้ำ ธรรมชาติ เช่น แม่น้ำ ลำคลอง หนอง บึง ก็จะทำให้แหล่งน้ำสะอาดนั้น กลายเป็นน้ำเสียจนไม่สามารถใช้น้ำจากแหล่งน้ำเหล่านั้นได้อีกต่อไป และอาจส่งกลิ่นเหม็น แพร่กระจายไปทั่ว เป็นอันตรายต่อสุขภาพ อนามัย ตลอดจนความเป็นอยู่ของประชาชนที่ตั้งบ้านเรือนอยู่ในบริเวณนั้น สัตว์น้ำที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำอาจตายหรือต้องอพยพหนีไปอยู่ที่อื่น ซึ่งความเสียหายที่เกิดขึ้นนี้ไม่เพียงกระทบต่อสุขภาพอนามัยของประชาชนเท่านั้น แต่จะกระทบกระเทือนต่อเศรษฐกิจของประเทศด้วย

ความหมายของน้ำเน่าเสีย
น้ำเสีย  หมายถึง น้ำที่มีการปนเปื้อนสิ่งสกปรกในปริมาณสูง  จนกระทั่งกลายเป็นน้ำที่ไม่เป็นที่ต้องการและเป็นที่น่ารังเกียจของคนทั่วไปที่พบเห็น  สิ่งเจือปนที่ทำให้น้ำกลายเป็นน้ำเสียได้แก่  สารอินทรีย์ต่างๆ กรด ด่าง ของแข็งหรือสารแขวนลอย  และสิ่งที่ลอยปนอยู่ในน้ำ  เช่น  น้ำมัน ไขมัน เกลือและแร่ธาตุ ที่เป็นพิษ  เช่น โลหะหนัก สารที่ทำให้เกิดฟอง ความร้อน สารพิษเช่น ยาฆ่าแมลง สี กลิ่น เป็นต้น

ลักษณะของน้ำเสีย จำแนกออกเป็น 3 ลักษณะ คือ
1. ลักษณะน้ำเสียทางกายภาพ จะประไปด้วย ปริมาณของแข็งทั้งหมด กลิ่น อุณหภูมิ สี และความขุ่น ซึ่งใช้เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของน้ำเสียทางกายภาพได้
- ปริมาณของแข็งทั้งหมด ประด้วย ปริมาณของแข็งที่แขวนลอย (TSS, Total Suspended Solids) และปริมาณของแข็งละลาย (TDS, Total Dissolved Solids) ค่าปริมาณของแข็งจะเป็นตัวบ่งชี้ถึงความสกปรกและความหนาแน่นของน้ำเสียได้ และยังสามารถบอกถึงประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียต่างๆ ที่เลือกใช้ในการบำบัดได้
-กลิ่น ส่วนมากจะมาจากก๊าซที่เกิดจากการย่อยสลายของสารอินทรีย์ในน้ำเสีย เช่นก๊าซไข่เน่าเกิดจากจุลินทรีย์ชนิดที่ไม่ต้องการออกซิเจน โดยทำการเปลี่ยนสภาพของซัลเฟตไปเป็นซัลไฟด์ ในการกำจัดกลิ่นในน้ำเสียอาจใช้สารเคมีที่สามารถออกซิไดซ์สารที่ทำให้เกิดกลิ่นได้ เช่น คลอรีน หรือการใช้ผงถ่านกัมมันต์ (activated carbon)
-อุณหภูมิของน้ำ เมื่อน้ำมีอุณหภูมิสูงมากขึ้นกว่าปกติ จะมีผลทำให้ปฏิกิริยาชีวเคมีของพวกจุลินทรีย์สูงขึ้นตามไปด้วย ทำให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำถูกใช้เพิ่มมากขึ้น และทำให้การเจริญเติบโตของพืชที่ก่อให้เกิดปัญหามลพิษทางน้ำมีมากกว่าปกติ นอกจากนี้ยังมีผลให้การละลายของออกซิเจนในน้ำลดลง เนื่องจากค่าอิ่มตัวของออกซิเจนในน้ำจะลดลงเมื่อน้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้น
-สี สีของน้ำเสียเป็นปัญหาเนื่องจากโรงงานหลายแห่ง เช่น โรงงานทอผ้า โรงงานสีย้อมและอื่นๆ ปล่อยน้ำเสียออกมา หรือสีเขียวซึ่งเกิดจากการเกิดสาหร่ายมากๆ ในแหล่งน้ำ ทำให้เกิดผลเสีย คือ จะเป็นตัวกั้นขวางแสงแดดไม่ให้ส่องลงใต้น้ำ ทำให้แหล่งน้ำมีสีไม่น่าดู เนื่องจากสามารถมองเห็นสีของน้ำเสียได้ด้วยตาเปล่า
-ความขุ่น เกิดจากการมีสารแขวนลอยที่ลอยอยู่ในน้ำ จะกั้นหรือขวางแสงแดดไม่ให้ส่องลงใต้น้ำได้มากกว่า 100% เช่นเดียวกันกับสี น้ำที่มีความขุ่นมากจะทำให้ยากต่อการกรองน้ำ


2. ลักษณะน้ำเสียทางเคมี จะประด้วยสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ น้ำเสียที่มาจากบ้านเรือน จะประด้วย 50% ของสารอินทรีย์และ 50% ของสารอนินทรีย์
-สารอินทรีย์ ส่วนประที่สำคัญของสารอินทรีย์ในน้ำเสียจากชุมชน คือ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมันและน้ำมัน และปริมาณเล็กน้อยของผงซักฟอก สารประฟีนอลและยาปราบศัตรูพืช
-สารอนินทรีย์ ได้แก่ คลอไรด์ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ โลหะหนัก ก๊าซ และสภาพความเป็นกรดและเบสของน้ำเสีย เป็นต้น
-คลอไรด์ ค่าความเข้มข้นของคลอไรด์ในน้ำเสีย ถ้ามีไม่มากจนเกินไป จะไม่มีอันตรายต่อมนุษย์ แต่จะมีผลทำให้น้ำมีรสเค็มเท่านั้น โดยปกติในน้ำประปาไม่ควรให้มีความเข้มข้นของคลอไรด์เกิน 250 มิลลิกรัมต่อลิตร
-ไนโตรเจน ธาตุไนโตรเจนเป็นธาตุอาหารหลักที่สำคัญธาตุหนึ่งต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตในน้ำ ดังนั้นในกระบวนการบำบัดน้ำเสียโดยวิธีทางชีวภาพจำเป็นต้องมีไนโตรเจนอย่างพอเพียงแต่ถ้ามีมากเกินไปจะมีผลทำให้สาหร่ายมีการเจริญเติบโตมากหรือเรียกว่าสาหร่ายเบ่งบาน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการควบคุมปริมาณของไนโตรเจนของน้ำให้เหมาะสม
-ฟอสฟอรัส เป็นธาตุหลักที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตในน้ำเช่นเดียวกับไนโตรเจน ดังนั้นจึงต้องควบคุมปริมาณของฟอสฟอรัสให้เหมาะสม ไม่เช่นนั้นจะก่อปัญหาทำให้แหล่งน้ำเน่าเสียได้เช่นเดียวกับไนโตรเจน
-พีเอช (pH) เป็นค่าที่แสดงปริมาณความเข้มข้นของอนุภาคไฮโดรเจน [H+] ในน้ำ ใช้บอกความเป็นกรดหรือด่างของน้ำทิ้ง เป็นค่าที่มีความสำคัญในการบำบัดด้วยวิธีการทางเคมี ฟิสิกส์และชีววิทยา และจำเป็นต้องควบคุมค่าพีเอชของน้ำทิ้งให้คงที่หรือควบคุมให้อยู่ในช่วงที่จำกัดไว้
-สภาพกรดและสภาพด่าง (acidity and alkalinity) สภาพกรดของสารละลายใดๆ คือความสามารถของสารละลายนั้นในการแตกตัวให้โปรตอน น้ำทิ้งที่มีสภาพกรด คำนวณเป็นมิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เดซิเมตรของแคลเซียมคาร์บอเนตจะมีค่าพีเอชต่ำกว่า 8.2 สภาพด่างของสารละลายใดๆ คือความสามารถของสารละลายนั้นในการรับโปรตอน สภาพด่างของน้ำธรรมชาติหรือน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วเพื่อใช้ในการอุปโภคบริโภคเกิดขึ้นจากองค์ประของสารละลายไบคาร์บอเนต คาร์บอเนตและไฮดรอกไซด์ น้ำทิ้งที่มีสภาพด่าง คำนวณเป็นมิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เดซิเมตรของแคลเซียมคาร์บอเนต จะมีพีเอชสูงกว่า 4
-ซัลเฟอร์ มีอยู่ในน้ำธรรมชาติและในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เนื่องจากเป็นองค์ประในกรดอะมิโนของโปรตีน ซัลเฟอร์ที่มีอยู่ในน้ำเสียจะอยู่ในรูปของ organic sulfur เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟต์ ธาตุซัลเฟอร์และสารซัลเฟต เป็นต้น ซึ่งสารเหล่านี้ก่อให้เกิดปัญหากลิ่นเหม็นจากการย่อยสลายน้ำเสียและการกัดกร่อนต่สภาพแวดล้อม
-โลหะหนัก เป็นสารซึ่งมีพิษต่อสิ่งมีชีวิต แต่มีโลหะหนักบางชนิดที่มีความจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต แต่ต้องได้รับในปริมาณที่พอเหมาะ ถ้ามากเกินไปจะเป็นพิษ ได้แก่ โครเมียม ทองแดง เหล็ก แมงกานีสและสังกะสี เป็นต้น สำหรับโลหะหนักบางชนิดที่ไม่เป็นที่ต้องการและเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ได้แก่ แคดเมียม ตะกั่ว ปรอทและนิกเกิล เป็นต้น
-ก๊าซ ที่พบในน้ำเสียโดยมากจะเป็นพวกไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอน ไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนียและมีเทน ซึ่งก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์จะเกิดจากการย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาวะไม่มีอากาศ (anaerobic) และตัวการที่ก่อให้เกิดกลิ่นเหม็นในน้ำเสีย คือ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนียและมีเทน ถ้าสารซัลไฟด์ไปรวมตัวกับเหล็กจะเกิดเป็นเฟอรัสซัลไฟด์ซึ่งทำให้น้ำเสียมีสีดำเกิดขึ้น
-ปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำ (DO, Dissolved Oxygen) ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในน้ำ น้ำธรรมชาติที่มีคุณสมบัติดีจะมีค่า DO ประมาณ 5-7 ppm แต่ถ้าน้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้การละลายของออกซิเจนลดลงหรือ ถ้าในน้ำมีสิ่งมีชีวิตที่ต้องการออกซิเจนมาก ก็มีผลทำให้ปริมาณออกซิเจนในน้ำลดลงเช่นกัน ซึ่งค่าความต้องการออกซิเจนในน้ำจะเป็นตัวบ่งชี้ถึงคุณภาพของน้ำ มีดังนี้
-ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี เป็นค่าที่ใช้วัดปริมาณออกซิเจนซึ่งใช้โดยแบคทีเรียเพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำ
-ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD, Chemical Oxygen Demand) เป็นค่าที่ใช้วัดปริมาณสารอินทรีย์ที่มีในน้ำด้วยวิธีทางเคมีโดยใช้โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต

3. ลักษณะน้ำเสียทางชีววิทยา
ประด้วยจุลินทรีย์มากมายหลายชนิดเจือปนอยู่ จุลินทรีย์ที่พบในน้ำเสียทั่วๆไป ได้แก่ แบคทีเรีย สาหร่าย ฟังไจ โปรโตซัว โรทีเฟอร์ คัสตาเชี่ยนและไวรัส เป็นต้น
กระบวนการบำบัดน้ำเสีย
การบำบัดน้ำเสีย เป็นกระบวนการที่ทำให้ของแข็งที่เจือปนอยู่ในน้ำเสียถูกขจัด หรือเปลี่ยนแปลงสภาพจากสารอินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสียได้ง่าย กลายไปเป็นแร่ธาตุหรือสารอินทรีย์ที่ค่อนข้างคงสภาพ ซึ่งส่งผลให้ความสกปรกในน้ำลดลงไปตามเกณฑ์มาตรฐานที่กำหนด ไม่ทำให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อมเมื่อปล่อยออกไป สำหรับส่วนที่เป็นของแข็งที่แยกออกไปนั้นต้องนำไปกำจัดในทางที่ถูกต้องต่อไป กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบ่งออกเป็น 4 ประเภท ดังนี้

1. กระบวนการทางกายภาพ (physical process) เป็นวิธีการบำบัดน้ำเสียโดยการแยกของแข็งที่ไม่ละลายน้ำออกจากน้ำเสีย โดยวิธีการต่าง ๆ ได้แก่
-การดักด้วยตะแกรง (screening) เป็นการดักเศษขยะต่าง ๆ ที่ไหลมากับน้ำเสีย ซึ่งจะทำในขั้นตอนแรกของการบำบัด
-การตัดย่อย (combination) จะใช้เครื่องตัดย่อยทำการบด ตัดเศษขยะขนาดใหญ่ให้เป็นเศษตะกอนขนาดเล็กเท่า ๆ กัน
-การกวาด (skimming) เป็นการกำจัดนำมันและไขมันโดยทำการดักหรือกวาดออกจากน้ำเสีย
-การทำให้ลอย (floating) เป็นการแยกตะกอนออกจากน้ำเสียด้วยวิธีทำให้ลอย ซึ่งจะใช้กับตะกอนที่มีความถ่วงจำเพาะน้อยกว่าน้ำ
-การตกตะกอน (sedimentation) เป็นการแยกตะกอนออกจากน้ำเสียโดยใช้แรงโน้มถ่วง ซึ่งจะใช้กับตะกอนที่มีความถ่วงจำเพาะมากกว่าน้ำ
-การกรอง (filtration) เป็นการดักตะกอนแขวนลอยขนาดเล็ก ๆ ด้วยชั้นดิน ชั้นทราย ชั้นหินหรืออื่น ๆ โดยทั่วไปตะกอนส่วนมากจะถูกดักบริเวณผิวชั้นกรองจนเกิดเป็นชั้นฟิล์มบาง ๆ ขึ้น

2. กระบวนการทางเคมี (chemical process) เป็นวิธีการบำบัดน้ำเสียโดยการแยกสารต่างๆ ที่ปนเปื้อนอยู่ด้วยการเติมสารเคมีต่าง ๆ ลงไป เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมี ที่ทำให้เกิดการแยกสารปนเปื้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด แต่วิธีนี้มีข้อเสียคือ เมื่อเติมสารเคมีลงในน้ำเสียแล้ว ทำให้เกิดผลกระทบต่าง ๆ เกิดขึ้น เช่น จะมีตะกอนเคมีเกิดเพิ่มขึ้นและค่าใช้จ่ายสำหรับสารเคมีค่อนข้างสูง ดังนั้นกระบวนการทางเคมีจะเลือกใช้ก็ต่อเมื่อน้ำเสียไม่สามารถบำบัดได้ด้วยกระบวนการทางกายภาพหรือชีวภาพ กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางเคมีแบ่งออกได้เป็นหลายกระบวนการ ดังนี้


-การทำให้เกิดตะกอน (precipitation) เป็นวิธีการที่เปลี่ยนสารต่าง ๆ ที่ละลายอยู่ในน้ำให้อยู่ในรูปที่ไม่ละลายน้ำ โดยการเติมสารเคมีพวกสร้างตะกอนบางชนิดลงไป เช่น สารส้ม เฟอร์ริกคลอไรด์และปูนขาว เป็นต้น สารเคมีเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับสารต่าง ๆ ที่ละลายอยู่ในน้ำ เกิดเป็นตะกอนแขวนลอยที่มีขนาดใหญ่ขึ้น จะสามารถตกตะกอนได้
-การเกิดออกซิเดชันทางเคมี (chemical oxidation) เป็นกระบวนการที่เกิดปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียอิเล็กตรอนของอะตอม วิธีนี้เป็นกระบวนการที่เปลี่ยนสภาพของสารที่มีพิษมาก โดยการสูญเสียอิเล็กตรอนให้แก่สารเคมีที่เติมลงไปในน้ำเสียไปเป็นสารที่มีพิษน้อยลงหรือไม่มีพิษเลย ซึ่งมีสมบัติเป็นตัวออกซิไดซ์ (oxidizing agent) เช่น การกำจัดสาร Fe2+ ซึ่งมีพิษมากไปเป็นสาร Fe3+ ซึ่งมีพิษน้อย ด้วยคลอรีน ดังสมการ


2 Fe2+ + Cl2 ---> 2 Fe3+ + 2Cl-0

 



-การเกิดรีดักชันทางเคมี (chemical reduction) เป็นกระบวนการที่เกิดปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการรับอิเล็กตรอนของอะตอม วิธีการนี้เป็นการเปลี่ยนสภาพของสารพิษไปเป็นสารที่ไม่มีพิษเช่นกัน แต่แตกต่างกันที่อะตอมหรืออิออน ของสารพิษมีการรับอิเล็กตรอนจากสารเคมีที่เติมลงไปซึ่งมีสมบัติเป็นตัวรีดิวซ์ (reducing agent) เช่น การกำจัดสาร Cr6+ ซึ่งมีพิษมากไปเป็น Cr3+ ซึ่งมีพิษน้อยลง ด้วย เฟอรัสซัลเฟต (FeSO4) ในสภาพกรด ดังสมการ



6 FeSO4 + 2 CrO3 + 6 H2SO4 -----> 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 6 H2O


 




-การสะเทิน (neutralization) เป็นกระบวนการปรับค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) ของน้ำเสียให้มีฤทธิ์เป็นกลาง (pH = 7) โดยใช้สารเคมีประเภทกรดและด่าง แล้วแต่ความต้องการในการปรับค่า pH ในกรณีที่น้ำเสียมีฤทธิ์เป็นกรด (pH < 7) จะต้องปรับสภาพให้มีค่า pH สูงขึ้น ด้วยการเติมด่าง เช่น แคลเซียมคาร์บอเนตหรือโซเดียมไฮดรอกไซด์ เป็นต้น ส่วนกรณีที่น้ำเสียมีฤทธิ์เป็นด่าง (pH > 7) จะต้องปรับสภาพให้มีค่า pH ต่ำลงโดยการเติมกรด เช่น กรดซัลฟิวริก กรดไนตริก กรดเกลือและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นต้น

3. กระบวนการทางชีวภาพ (biological process) เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่สามารถลดปริมาณอินทรีย์สารได้มากที่สุด โดยอาศัยหลักการใช้จุลินทรีย์ต่าง ๆ มาทำการย่อยสลายเปลี่ยนสภาพของอินทรีย์สารไปเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และแอมโมเนีย เป็นต้น กระบวนการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีนี้ประด้วย
-ระบบโปรยกรอง (trickling filter) เป็นระบบที่น้ำเสียถูกฉีดเป็นฝอยตกลงมายังก้อนหินที่เลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์อยู่ จุลินทรีย์ที่เกาะอยู่กับก้อนหินเหล่านี้จะย่อยสลายอินทรีย์วัตถุในน้ำขณะที่น้ำไหลผ่านก้อนหินออกไป การทำน้ำให้เป็นฝอยเพื่อต้องการให้น้ำเสียมีออกซิเจนอย่างเพียงพอที่จะทำให้จุลินทรีย์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขั้นตอนนี้จะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งละลายในอากาศออกไป น้ำที่ผ่านออกไปจะไปสู่ถังตกตะกอน คล้ายกับถังในการบำบัดในขั้นที่หนึ่ง สิ่งเจือปนในน้ำเสียประมาณ 85 - 90 % จะถูกทำให้เป็นตะกอน และขจัดออกจากน้ำต่อไป
-ระบบเลี้ยงตะกอน (activated sludge) เป็นระบบที่ประกอบด้วยถังเติมอากาศและถังตกตะกอน มีการหมุนเวียนตะกอนจากถังตกตะกอนไปเลี้ยงในถังเติมอากาศโดยจะต้องมีการกวนเพื่อให้จุลินทรีย์ได้สัมผัสกับสารอินทรีย์และออกซิเจนได้อย่างทั่วถึง เพื่อให้เกิดการย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์ ระบบนี้เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียสูง สามารถลดค่า BOD ได้มากกว่า 90%
-ระบบ oxidation pond บางที่เรียกว่า stabilization pond หรือ lagoon เป็นระบบที่ทำให้น้ำเสียได้พักตัวอยู่ในสระ ซึ่งในสระนี้จะมีปฏิกิริยาการย่อยสลายของสารอินทรีย์เกิดขึ้น เป็นการอาศัยซึ่งกันและกันระหว่างบักเตรีและสาหร่ายในภาวะที่มีออกซิเจนเพียงพอ บักเตรีจะย่อยสลายสารอินทรีย์ทำให้ได้คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย และแร่ธาตุอื่น ๆ เมื่อมีแสงแดดสาหร่ายก็ทำให้เกิดขบวนการสังเคราะห์โดยใช้แสงทำให้ได้ออกซิเจนออกมาช่วยในการเกิดปฏิกิริยาการย่อยสลายสารอินทรีย์ต่อไปอีก ระบบนี้สามารถใช้บำบัดน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดหรือยังไม่ผ่านการบำบัดในขั้นที่หนึ่งก็ได้ และสามารถลดค่า BOD ของน้ำเสียได้ถึงมากกว่า 90 % เช่นเดียวกับระบบเลี้ยงตะกอน

4. กระบวนการทางกายภาพ-เคมี (physical-chemical process) เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่อาศัยวิธีทางกายภาพและเคมีผสมผสานกันและต้องอาศัยเทคโนโลยีขั้นสูง เครื่องมืออุปกรณ์ค่อนข้างมากกว่ากระบวนการอื่นๆ แต่ประสิทธิภาพของกระบวนการนี้ สามารถบำบัดน้ำเสียให้มีคุณภาพดีจนถึงระดับที่ดื่มได้ นิยมใช้กระบวนการนี้เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการบำบัดน้ำเสียที่ผ่านกระบวนการอื่นๆ มาแล้ว การบำบัดด้วยกระบวนการนี้มีหลายขั้นตอนดังนี้
-การดูดซับด้วยถ่าน วิธีการนี้ใช้ผงถ่านหรือคาร์บอนเป็นตัวดูดซับสารเจือปนที่ละลายอยู่ในน้ำทิ้งพบว่าน้ำทิ้งที่ผ่านระบบดูดซับแล้ว จะมีค่า COD เหลือ 0.5-15 มิลลิกรัมต่อลิตร ถ่านที่ใช้กันมี 2 ลักษณะคือ แบบคาร์บอนเป็นเม็ดและแบบคาร์บอนเป็นผงซึ่งนิยมเรียกรวมกันว่า activated carbon
-การแลกเปลี่ยนประจุ วิธีการนี้ใช้หลักการแลกเปลี่ยนประจุระหว่างสารปนเปื้อนที่มีในน้ำเสียกับตัวกลางที่บรรจุอยู่ในถังแลกเปลี่ยนประจุซึ่งมีทั้งประจุบวกและประจุลบภายในถังแลกเปลี่ยนประจุนั้น เมื่อมีการผ่านน้ำเสียเข้าไปบำบัดภายในถังแล้วจะมีตะกอนขังอยู่ในถัง และประสิทธิภาพของตัวกลางในการแลกเปลี่ยนประจุจะลดลง ดังนั้นควรทำการล้างถังอย่างสม่ำเสมอและทำการปฏิรูปตัวกลางบ่อยครั้งโดยถังตัวกลางเป็นชนิดประจุบวก จะใช้กรดแก่ ทำการปฏิรูปตัวกลางและถังตัวกลางเป็นชนิดปรุจุลบจะใช้ด่างทำการปฏิรูปตัวกลางของระบบเพื่อให้ประสิทธิภาพของตัวกลางกลับมาเหมือนเดิม
ขั้นตอนการบำบัดน้ำเสีย
ระบบบำบัดน้ำเสีย โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน
1. การเตรียมการบำบัดน้ำเสีย (preliminary treatment) เป็นขั้นตอนการเตรียมการบำบัดก่อนที่จะให้น้ำเสียผ่านเข้าสู่ระบบการบำบัด โดยการแยกเอาวัตถุแขวนลอยซึ่งไม่ละลายน้ำ เช่น ขยะและเศษวัตถุชิ้นใหญ่ ๆ ออกจากน้ำเสีย การแยกวัตถุแขวนลอยเหล่านี้แบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน คือ
ขั้นที่ เป็นการแยกสิ่งแขวนลอยใหญ่ ๆ เช่น ถุงพลาสติก ขวด และเศษวัสดุอื่นๆ ออกโดยการใช้ตะแกรงเหล็ก น้ำเสียที่ผ่านขั้นตอนนี้จะยังมีวัตถุแขวนลอยอยู่ แต่จะเป็นพวกที่มีขนาดเล็กและเบา เช่น เศษดิน อินทรียวัตถุ และเศษวัตถุชิ้นเล็ก ๆ มากมาย
ขั้นที่ 2เป็นการทำให้วัตถุแขวนลอยที่ผ่านมาจากขั้นที่ 1 ตกตะกอน โดยให้น้ำเสียลดความเร็วลง และให้ไหลช้า ๆ สารแขวนลอยเหล่านั้นจะตกตะกอน จากนั้นทำการแยกตะกอน และเศษขยะที่ตกอยู่ก้นบ่อออกทิ้งไป
2. การบำบัดข้นที่หนึ่ง (primary treatment) เป็นขั้นตอนที่ทำให้ของแข็งบางส่วนให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ประมาณ 40 - 60 % ของของแข็งแขวนลอย ของแข็งจะถูกแยกออกจากน้ำเสีย โดยกระบวนการทางกายภาพและทางชีวเคมี น้ำเสียที่ผ่านขั้นตอนการเตรียมการบำบัดน้ำเสียแล้วจะผ่านเข้าสู่ขั้นตอนนี้ ซึ่งประกอบด้วย ถังตะกอน ที่มีการออกแบบไว้หลายแบบ เช่น บ่อเกรอะ (septic tanks) หรือ ถังตกตะกอนแบบสี่เหลี่ยมมีเครื่องกวาดตะกอน เป็นต้น โดยให้การไหลของน้ำให้มีความเร็วน้อยที่สุด เพื่อช่วยให้มีการตกตะกอนดีขึ้น หรืออาจจะมีการเติมสารเคมีลงไปเพื่อช่วยให้ของแข็งแขวนลอยและสิ่งเจือปนในน้ำมีการจับตัวกันเป็นก้อนใหญ่ขึ้นและตกตะกอนได้ดีขึ้น น้ำที่ผ่านขั้นตอนการบำบัดขั้นนี้อาจจะนำไปผ่านขั้นตอนการบำบัดขั้นที่สอง หรืออาจปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติโดยการเติมคลอรีนก่อนเพื่อฆ่าเชื้อโรคก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ ส่วนตะกอนจะนำไปทิ้งหรือนำไปหมักด้วยกระบวนการหมักไร้ออกซิเจน จะได้ก๊าซชีวภาพนำออกไปเป็นเชื้อเพลิงได้ เศษที่เหลือจากการหมักนำไปทำปุ๋ยหรือทิ้งไป

3. การบำบัดขั้นที่สอง (secondary treatment) เป็นขั้นตอนการบำบัดน้ำเสียต่อจากการบำบัดขั้นที่หนึ่งในกรณีที่น้ำเสียยังมีสิ่งสกปรกเจือปนอยู่มากเกินกว่าจะปล่อยออกสู่สภาพแวดล้อมได้ การบำบัดที่ใช้เป็นกระบวนการทางชีวภาพ เพราะต้องใช้จุลินทรีย์ที่มีการเพาะเลี้ยงมาช่วยในการย่อยสลายสารอินทรีย์วัตถุในน้ำ การใช้ระบบบำบัดโดยชีวภาพนี้มีหลายระบบได้แก่ ระบบโปรยกรอง ระบบเลี้ยงตะกอน และระบบ oxidation pond เป็นต้น
4. การบำบัดขั้นที่สาม (tertiary treatment) เป็นขั้นตอนการบำบัดน้ำเสียต่อจากขั้นที่สอง ใช้ในกรณีที่ต้องการให้น้ำนั้นมีความสะอาดมากยิ่งขึ้น กระบวนการที่ใช้ส่วนใหญ่เป็นกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีรวมกัน เช่น การกรองและการแลกเปลี่ยนไอออน เป็นต้น
การบำบัดน้ำเสียแบบธรรมชาติ (natural treatment) เป็นวิธีการที่ใช้กลไกทางธรรมชาติเป็นหลักในการบำบัดน้ำเสีย ซึ่งอาศัยความเกี่ยวข้องกันระหว่าง กระบวนการทางธรรมชาติ ทางกายภาพ ทางเคมี และทางชีวภาพ ที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมของดินและน้ำ โดยการบำบัดด้วยวิธีนี้สามารถกำจัดสิ่งเจือปนออกจากน้ำเสียได้ระดับหนึ่ง และมีวิธีการแบบต่าง ๆ ดังนี้
วิธีบำบัดน้ำเสียแบบกระจายบนดิน (land treatment systems) เป็นวิธีการปล่อยน้ำเสียลงบนพื้นที่เกษตรกรรม หรือพื้นที่ว่างเปล่าที่ไม่ได้ใช้ในกิจกรรมใด ๆ ทั้งสิ้น วิธีนี้เป็นวิธีที่ประหยัดแต่ต้องใช้พื้นที่มากในการบำบัดน้ำเสีย การใช้วิธีนี้ต้องคำนึงด้วยว่าในน้ำเสียมีสารพิษปะปนหรือไม่ เนื่องจากอาจส่งผลกระทบต่อการเจริญงอกงามของพืช และถ้าเป็นพืชที่ต้องนำมารับประทานเป็นอาหาร อาจจะมีการปนเปื้อนของสารพิษเหล่านั้นในพืชผลที่เก็บเกี่ยวได้
วิธีบึงประดิษฐ์หรือระบบที่ชุ่มน้ำเทียม (constructed wetland systems) เป็นวิธีการปล่อยน้ำเสียลงในบึง ซึ่งสร้างขั้นมาเพื่อวัตถุประสงค์ การบำบัดน้ำเสียโดยตรง ที่มีความลึกน้อยกว่า 0.6 เมตร มีพืชน้ำซึ่งมีรากอยู่ใต้ดินเจริญเติบโตภายในบึง ซึ่งใบของพืชเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นแผ่นตัวกลางให้พวกแบคทีเรียเกาะได้ และยังทำหน้าที่เป็นตัวกรองและตัวดูดซับสารปนเปื้อนต่าง ๆ ในน้ำเสีย เพิ่มปริมาณออกซิเจนให้แก่น้ำ และป้องกัน ยับยั้งการเจริญเติบโตของสาหร่าย โดยทำหน้าที่กั้นแสงแดดไม่ให้ส่องลงไปใน
วิธีพืชลอยน้ำ (floating aquatic plant treatment systems) การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีนี้คล้ายคลึงกับระบบบึงประดิษฐ์แบบน้ำอยู่เหนือผิวดิน ส่วนที่แตกต่างกันคือพืชที่ใช้ในการบำบัด ซึ่งเป็นพืชจำพวกผักตบชวา และ แหน ความลึกของบ่อมีความลึกมากว่า คือ 50-180 เซนติเมตร น้ำเสียที่จะเข้าไปบำบัดด้วยวิธีนี้ต้องผ่านการตกตะกอนและการเติมอากาศในระยะเวลาสั้นมาก่อน เพื่อให้บ่อบำบัดมีปริมาณออกซิเจนตลอดเวลาและเพื่อป้องกันกลิ่นเหม็น และแมลงต่าง ๆ มาตอม เมื่อน้ำเสียที่ปล่อยลงบ่อไหลผ่านรากพืชลอยน้ำ ซึ่งมีแบคทีเรียเกาะอยู่บนราก ก็จะเกิดการบำบัดน้ำเสียขึ้น

ผลกระทบของมลพิษทางน้ำ
ถ้ามลพิษทางน้ำถูกถ่ายเทลงแหล่งน้ำ โดยไม่มีการบำบัดเสียก่อน จะก่อให้เกิดผลกระทบต่อแหล่งน้ำดังต่อไปนี้
1 ผลกระทบต่อการเกษตรกรรม
1.1 การกสิกรรม น้ำเสียที่ส่งผลกระทบต่อการกสิกรรมนั้น เกิดขึ้นเนื่องจากโรงงานอุตสาหกรรม น้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่เป็นน้ำเสียที่มีความเป็นกรด ด่างสูงมีปริมาณเกลือนินทรีย์หรือสารเป็นพิษสูง น้ำเสียเหล่านี้เกิดจากการปล่อยน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมลงสู่แหล่งน้ำโดยปราศจากการกำจัด ทำให้แหล่งน้ำมีคุณสมบัติ ที่ไม่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของพืชและใช้เลี้ยงสัตว์
1.2 การประมง มลสาที่ปนเปื้อนในน้ำ อาจทำให้สัตว์น้ำต่างๆ เช่น ปลา กุ้งตาย หรือค่อยๆ ลดจำนวนลง เนื่องจากไม่สามารถดำรงชีวิตและแพร่พันธุ์ได้ตามธรรมชาติ น้ำเสียที่มีสารพิษเจือปนน้ำให้ปลาตายได้ แต่ถ้าลดไม่มากนักก็อาจทำลายพืช และสัตว์น้ำเล็กๆ ที่เป็นอาหารของปลาและตัวอ่อน ทำให้ปลาขาดอาหารในที่สุด ปลาก็จะลดจำนวนลงทุกที ก่อให้เกิดผลเสียหายต่อการประมงยิ่งขึ้น นอกจากนี้สารพิษที่สะสมยังทำให้สัตว์น้ำมีคุณภาพไม่เหมาะสมต่อการบริโภคอีกด้วย
      
 2. ผลกระทบต่อการสาธารณสุข
             น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมที่มีสารเจือปน เหล่านี้ทำให้เกิดโรคร้ายแรง ทำลายสุขภาพของประชาชน ทั้งโดยตรงและทางอ้อม เช่น โรคมินามาตะ (Minamata) เกิดจากากรรับประทานปลาที่สารปรอทสูง ผู้ป่วยมีอาการเกี่ยวกับประสาท มือเท้า ขา ถ้าเป็นมากๆ อาจถึงทุพพลภาพและตายได้ โรคอีไตอีไต   (Itati -Ttai) เกิดจากการที่ประชาชนใช้น้ำที่มีแคสเมี่ยมในการบริโภคและการเกษตร โรคระบาดหลายชนิด เช่น อหิวาต์ ไข้ไทฟอยด์ โรคบิด เกิดจากน้ำสกปรก เป็นพาหะนอกจากนี้ แม่น้ำลำคลองเน่าเสียยังส่งกลิ่นเหม็นก่อให้เกิดความเดือนร้อนรำคานเป็นการบั่นทอนสุขภาพของผู้อาศัยอยู่ริมแม่น้ำลำคลอง และผู้สัญจร

   3.ผลกระทบต่อาการอุตสาหกรรม
          น้ำเป็นวัตถุดิบที่สำคัญในขบวนการต่างๆ ของการอุตสาหกรรม เช่น ใช้ในการหล่อเย็น ในการล้าง ใช้ในขบวนการผลิตเป็นต้น ถ้าน้ำในแหล่งน้ำมีคุณภาพไม่เหมาะสม ที่จะใช้ เช่น มีความขุ่นสูง มีความเป็นกรดด่าง และความกระด้างสูงก่อนที่จะน้ำไปใช้ต้องมีการปรับปรุงคุณภาพน้ำให้เหมาะสมก่อน ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการผลิตเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อุตสาหกรรมรมที่จะต้องใช้น้ำเป็นจำนวนมากในการผลิต เช่น อุตสาหกรรมรมผลิตกระดาษ อุตสาหกรรมสุรา อุตสาหกรรมสิ่งทอผ้า ฯลฯ นอกจากนี้อุตสาหกรรมประเภทที่ต้องการน้ำที่มีคุณสมบัติเฉพาะ เช่น อุตสาหกรรมกระดาษและเส้นใย ต้องการน้ำที่มีปริมาณเหล็กและแมงกานิสต่ำมาก ก็ยิ่งจะต้องใช้ค่าใช้จ่ายในการปรับสภาพน้ำมากขึ้น นอกจากค่าใช้จ่ายในการปรับปรุงคุณภาพน้ำแล้ว โรงงานเหล่านี้ยังต้องเพิ่มค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมอุปกรณ์ เครื่องจักร ที่เสียหายเนื่องจากการที่ใช้น้ำไม่ได้คุณภาพอีกด้วย

  4. ผลกระทบต่อการผลิตน้ำเพื่อการอุปโภคและบริโภค
            น้ำเสียกระทบกระเทือนต่อการผลิตน้ำใช้อย่างยิ่ง แหล่งน้ำสำหรับผลิตน้ำประปาส่วนใหญ่ ได้แก่ ลำคลอง เมื่อแหล่งน้ำเหล่านี้เกิดเน่าเสีย คุณภาพน้ำลดลง ทำให้ค่าใช้จ่ายในขบวนการผลิตเพื่อให้ได้น้ำที่มีคุณภาพเข้าเกณฑ์มาตรฐานน้ำดื่มเพิ่มขึ้น เมื่อแหล่งน้ำเสียเพิ่มขึ้น การเลือกแหล่งน้ำเพื่อการประปาก็ยิ่งมาก และสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายมากขึ้นด้วย

  5. ผลกระทบต่อการคมนาคม
             การที่แหล่งน้ำมีตะกอนหรือขยะมูลฝอย มาตกทับถมกันมากๆ ทำให้แหล่งน้ำมีสภาพตื้นเขิน การคมนาคมทางน้ำเป็นไปอย่างลำบาก และยังต้องเสียค่าใช้จ่ายในการขุดลอกอีกด้วย

   6.ผลกระทบต่อทัศนียภาพ
             สภาพน้ำเสียต่างๆที่เกิดขึ้นตามแหล่งน้ำ จะส่งลกระทบต่อทัศนียภาพและทำลายแหล่งพักผ่อนหย่อนใจ ทั้งยังส่งผลถึงความสะอาดของบ้านเมือง และทำลายภาพพจน์ต่างของนักท่องเที่ยวและผู้พบเห็นทั่วไป
    7. ผลกระทบต่อเศรษฐกิจ และสังคม
            น้ำเสียและน้ำทิ้งต่างๆ จากโรงงานอุตสาหกรรม โรงพยาบาล ตลาดสด ภัตตาคาร และอื่น จะต้องเสียค่าใช้จ่ายในการสร้างระบบบำบัดน้ำเสียน้ำทิ้ง ซึ่ง กระทบกระเทือนทางด้านเศรษฐกิจ รวมทั้งเป็นที่รังเกียจของสังคม เนื่องจากมักจะส่งกลิ่นเหม็นและยังแสดงถึงการกินดีอยู่ดี และความสะอาดของบ้านเมืองด้วย

สรุป
                ดังนั้นปัญหาน้ำเสียคงไม่ใช่แค่ปัญหาของสังคมแต่เป็นปัญหาของมนุษย์ทุกคนที่ต้องช่วยกันแก้ไข และมันจะไม่เกิดขึ้นถ้าทุกคนไม่ทิ้งขยะหรือสิ่งปฎิกุลลงแม่น้ำและช่วยกันรณรงค์ต่อต้านโรงงานอุสาหกรรมที่ปล่อยของเสียลงแม่น้ำลำคลอง แค่นี้ก็จะมีน้ำที่สะอาดใช้และไม่ส่งผลเสียต่อเศรษฐกิจของประเทศอีกด้วย



อ้างอิง


ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น