ระบบบำบัดน้ำเสีย กายภาพ เคมี ชีวภาพ ทำงานต่างกันอย่างไร?

ระบบบำบัดน้ำเสีย กายภาพ เคมี ชีวภาพ ต่างกันอย่างไร ?

ระบบบำบัดน้ำเสีย เป็นสิ่งที่โรงงานอุตสาหกรรมในไทยต้องมีตามกฎหมาย แต่หลายโรงงานยังไม่แน่ใจว่าจะใช้ระบบแบบกายภาพ เคมีหรือชีวภาพดี บทความนี้อธิบายหลักการของแต่ละระบบด้วยภาษาที่เข้าใจง่าย มีตารางเปรียบเทียบ และมีเทคนิคตรวจบ่อบำบัดที่ทีมโรงงานนำไปใช้ได้จริง

ระบบบำบัดน้ำเสียคืออะไร?

ระบบบำบัดน้ำเสีย คือกระบวนการแยกสิ่งที่ปนอยู่ในน้ำ เช่น ของแข็ง สารอินทรีย์ หรือโลหะหนัก ออกจากน้ำ จนน้ำมีคุณภาพผ่านเกณฑ์และปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมได้อย่างปลอดภัย

นิยาม: การบำบัดน้ำเสีย (Wastewater Treatment) คือการแยกหรือดึงสิ่งปนเปื้อนออกจากน้ำ ด้วยวิธีการกรอง การตกตะกอน การใช้สารเคมี หรือการใช้จุลินทรีย์ย่อยสลาย

น้ำเสียเกิดจากสารบางอย่างปนเข้าไปในน้ำดี การบำบัดจึงมีหลักการเดียวคือดึงสารนั้นออกมา ตัวอย่างเช่น

น้ำเสียที่มีโลหะหนัก: แยกโลหะหนักออกไปกำจัด แล้วปล่อยน้ำที่บำบัดแล้วทิ้ง
น้ำเสียจากห้องน้ำ: แยกหรือย่อยสลายสารอินทรีย์แล้วปล่อยน้ำใสออกจากบ่อตกตะกอน

น้ำเสียก่อนบำบัด (ซ้าย) เทียบกับน้ำหลังบำบัด (ขวา)

ทำไมโรงงานอุตสาหกรรมต้องมีระบบบำบัดน้ำเสีย?

เพราะกฎหมายไทยกำหนดให้น้ำทิ้งจากโรงงานต้องผ่านมาตรฐานก่อนระบายออก ถ้าน้ำทิ้งไม่ผ่านเกณฑ์ โรงงานอาจถูกสั่งปรับ สั่งให้ปรับปรุง หรือสั่งหยุดประกอบกิจการ ภายใต้ พ.ร.บ.โรงงาน พ.ศ. 2535 และประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมเรื่องคุณลักษณะน้ำทิ้งที่ระบายออกจากโรงงาน พ.ศ. 2560

ค่าสำคัญตามมาตรฐานน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรม มีดังนี้

ตารางค่ามาตรฐานน้ำทิ้งโรงงานอุตสาหกรรม (ทั่วไป)
พารามิเตอร์	ค่ามาตรฐาน (ทั่วไป)
pH (ความเป็นกรด-ด่าง)	5.59.0
BOD (ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้ย่อยสารอินทรีย์)	ไม่เกิน 20 mg/L
COD (ปริมาณออกซิเจนที่ใช้ย่อยสารด้วยเคมี)	ไม่เกิน 120 mg/L
SS (ของแข็งแขวนลอย)	ไม่เกิน 50 mg/L
น้ำมันและไขมัน	ไม่เกิน 5 mg/L

หมายเหตุ: ค่ามาตรฐานบางตัวอาจแตกต่างกันตามประเภทโรงงานและแหล่งรองรับน้ำทิ้ง ควรตรวจสอบกับกรมโรงงานอุตสาหกรรมอีกครั้ง

การเก็บตัวอย่างน้ำทิ้งเพื่อตรวจวิเคราะห์ตามมาตรฐาน

ระบบบำบัดน้ำเสีย 3 ประเภทหลักทำงานอย่างไร?

ระบบบำบัดน้ำเสียแบ่งตามหลักการได้ 3 ประเภท คือ กายภาพ เคมีและชีวภาพ ในการใช้งานจริง โรงงานส่วนใหญ่มักใช้หลายวิธีร่วมกันเพื่อให้ได้น้ำทิ้งที่ผ่านเกณฑ์

ภาพรวมหลักการของระบบบำบัดน้ำเสีย 3 ประเภท

1. ระบบบำบัดน้ำเสียทางกายภาพคืออะไร?

เป็นการแยกสิ่งปนเปื้อนด้วยวิธีทางกล โดยไม่เปลี่ยนสภาพทางเคมีของสาร เหมาะกับการแยกของแข็ง เศษขยะ และน้ำมันในขั้นแรก วิธีที่ใช้บ่อย ได้แก่

การดักด้วยตะแกรง (Screen): ดักเศษขยะชิ้นใหญ่
การตกตะกอน (Sedimentation): ปล่อยให้ของแข็งตกลงก้นบ่อ
บ่อดักไขมัน (Grease Trap): แยกน้ำมันที่ลอยอยู่ผิวน้ำ
การกรอง (Filtration): แยกของแข็งขนาดเล็กออกจากน้ำ

ตะแกรงดักขยะ (Bar Screen) ด่านแรกของการบำบัด

2. ระบบบำบัดน้ำเสียทางเคมีคืออะไร?

เป็นการเติมสารเคมีลงไปจับหรือเปลี่ยนสภาพสิ่งปนเปื้อนในน้ำ แล้วแยกออกมาเป็นตะกอน เหมาะกับน้ำเสียที่มีโลหะหนัก สี หรือค่า pH ผิดปกติ เช่น โรงงานชุบโลหะและโรงงานฟอกย้อม วิธีที่ใช้บ่อย ได้แก่

การปรับ pH (Neutralization): ปรับน้ำที่เป็นกรดหรือด่างให้เป็นกลาง
การสร้างและรวมตะกอน (Coagulation-Flocculation): ใช้สารส้มหรือ PAC จับตะกอนให้เป็นก้อน
การฆ่าเชื้อ (Disinfection): ใช้คลอรีนก่อนปล่อยน้ำทิ้ง

Jar Test ใช้หาปริมาณสารเคมีที่เหมาะสมก่อนใช้งานจริง

3. ระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพคืออะไร?

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพ ใช้จุลินทรีย์ย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย ระบบไหนที่มีการเลี้ยงจุลินทรีย์ถือเป็นระบบชีวภาพทั้งหมด เหมาะกับน้ำเสียที่มีสารอินทรีย์สูง เช่น โรงงานอาหาร โรงงานแปรรูปเกษตร โรงแรม และอาคารสำนักงาน ระบบที่นิยมในไทย ได้แก่

AS (Activated Sludge): ระบบเติมอากาศแบบตะกอนเร่ง
SBR (Sequencing Batch Reactor): ระบบเติมอากาศที่ทำงานเป็นรอบในถังเดียว
MBR (Membrane Bioreactor): ระบบชีวภาพที่ใช้แผ่นเมมเบรนกรองน้ำร่วมด้วย

กายภาพ เคมี ชีวภาพ ต่างกันอย่างไร?

หัวข้อ	กายภาพ	เคมี	ชีวภาพ
หลักการ	แยกด้วยวิธีทางกล	ใช้สารเคมีทำปฏิกิริยา	ใช้จุลินทรีย์ย่อยสลาย
กำจัดได้ดี	ของแข็ง ขยะ น้ำมัน	โลหะหนัก สี pH	สารอินทรีย์ (BOD/COD)
ค่าใช้จ่ายในการเดินระบบ	ต่ำ	สูง (ต้องซื้อสารเคมี)	ปานกลาง (ค่าไฟเติมอากาศ)
การดูแล	ง่าย	ต้องควบคุมปริมาณสารเคมี	ต้องดูแลให้จุลินทรีย์อยู่ได้
ตัวอย่างอุตสาหกรรม	ทุกโรงงาน (บำบัดขั้นต้น)	ชุบโลหะ ฟอกย้อม อิเล็กทรอนิกส์	อาหาร เครื่องดื่ม แป้งมัน

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพ (AS) มีกี่บ่อ?

ระบบ AS มีหลักการ 4 บ่อ คือ บ่อเกรอะ บ่อ EQ บ่อเติมอากาศ และบ่อตกตะกอน ไม่ว่าระบบจะเล็กแค่ 5 คิว หรือใหญ่ถึง 10,000 คิว หลักการก็เหมือนกัน หากอ่านผังการไหลของน้ำ (Flow Diagram) ออก ก็จะรู้ได้ทันทีว่าบ่อไหนทำหน้าที่อะไร

บ่อเกรอะ (บ่อแยกกากของแข็ง): แยกกากออกจากน้ำ ส่วนใหญ่แบ่งเป็น 3 ช่อง
บ่อ EQ (บ่อปรับเสถียรหรือบ่อหน่วงน้ำ): ชะลอไม่ให้น้ำเสียไหลเข้าบ่อเติมอากาศมากเกินไป จุดสังเกตคือ มีปั๊มสูบน้ำและอยู่ก่อนบ่อเติมอากาศเสมอ
บ่อเติมอากาศ: มีปั๊มเติมอากาศและจุลินทรีย์ทำหน้าที่ย่อยสารอินทรีย์ น้ำจะเริ่มใสขึ้นในบ่อนี้
บ่อตกตะกอน: ตะกอนตกลงก้นบ่อ น้ำใสไหลออกเป็นน้ำทิ้ง มีปั๊ม Return สูบตะกอนกลับเข้าระบบ

หลักการ 4 บ่อนี้ใช้ได้ทั้งระบบ 5 คิว และ 10,000 คิว

จุดที่ทีมโรงงานควรตรวจเช็กในถังบำบัดน้ำเสียสำเร็จรูป

ระดับน้ำในบ่อ EQ ต้องไม่เต็มบ่อ: พื้นที่ว่างด้านบนใช้รองรับน้ำเสียที่ไหลเข้ามาใหม่ ถ้าน้ำเต็มบ่ออยู่ตลอด แสดงว่าบ่อไม่ได้ทำหน้าที่หน่วงน้ำ
ในสภาวะปกติน้ำต้องผ่านปั๊มเท่านั้น: ท่อ Overflow มีไว้สำหรับกรณีปั๊มเสียเท่านั้น ถ้าน้ำไหลผ่าน Overflow เป็นประจำ แสดงว่าระบบมีปัญหา
ต้องมีท่อจุ่ม (Downpipe): ท่อจากบ่อแยกกากควรจุ่มลงระดับกลาง ประมาณ 1015 ซม. เพื่อกันไม่ให้ของแข็งที่ลอยอยู่ผิวน้ำหลุดไปบ่อถัดไป ส่วนท่อจากปั๊มที่ส่งน้ำเข้าบ่อเติมอากาศต้องลงลึก เพื่อให้น้ำเจอจุลินทรีย์โดยตรง
ต้องมีท่อ Return ตะกอนพร้อมวาล์ว: ต่อกลับไปยังบ่อต่าง ๆ เพื่อควบคุมการกระจายตะกอน ถ้าไม่มีการ Return ตะกอน ถือว่าระบบไม่สมบูรณ์

บ่อ EQ ที่ทำงานได้ถูกต้องต้องมีพื้นที่ว่างด้านบนไว้รองรับน้ำเสียที่ไหลเข้ามาใหม่

MBR คืออะไร ดีกว่าระบบทั่วไปหรือไม่?

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบ MBR คือระบบชีวภาพที่ใช้แผ่นเมมเบรนกรองน้ำแทนบ่อตกตะกอน จึงรวมหลักการกายภาพกับชีวภาพไว้ด้วยกัน

น้ำที่ได้ใสมากและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เหมาะกับพื้นที่จำกัด เช่น ตลาด อาคารในเมือง และโรงงานที่ต้องการรีไซเคิลน้ำ ข้อจำกัดคือค่าลงทุนและค่าดูแลเมมเบรนสูงกว่าระบบ AS

โรงงานควรเลือกระบบบำบัดน้ำเสียแบบไหน?

ควรเลือกจากชนิดของน้ำเสีย ปริมาณน้ำต่อวัน พื้นที่ติดตั้ง และงบประมาณ โดยเริ่มจากส่งน้ำเสียไปตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการก่อนออกแบบระบบ

อาหาร เครื่องดื่ม ห้องเย็น: บ่อดักไขมัน + ชีวภาพ (AS/SBR)
ชุบโลหะ อิเล็กทรอนิกส์: เคมี (ตกตะกอนโลหะหนัก) + กายภาพ
ฟอกย้อม สิ่งทอ: เคมี + ชีวภาพ
พื้นที่จำกัด ต้องการนำน้ำกลับมาใช้: MBR

ขั้นตอนเลือกระบบบำบัดน้ำเสียให้เหมาะกับโรงงาน

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไหนประหยัดที่สุด?

ถ้าดูค่าเดินระบบ ระบบกายภาพมีค่าใช้จ่ายต่ำที่สุด แต่กำจัดได้เฉพาะของแข็ง ขยะ และน้ำมัน จึงมักใช้เป็นการบำบัดขั้นต้น สำหรับน้ำเสียที่มีสารอินทรีย์สูง ระบบชีวภาพแบบ AS มักคุ้มค่าที่สุดในระยะยาว เพราะค่าใช้จ่ายหลักคือค่าไฟเติมอากาศ ไม่ต้องซื้อสารเคมีเป็นประจำ ระบบที่ประหยัดจริงจึงขึ้นอยู่กับชนิดน้ำเสียของแต่ละโรงงาน

บ่อ EQ กับบ่อสูบต่างกันอย่างไร?

บ่อ EQ ทำหน้าที่หน่วงน้ำและปรับปริมาณกับความเข้มข้นของน้ำเสียให้สม่ำเสมอก่อนส่งเข้าบ่อเติมอากาศ จึงต้องมีพื้นที่ว่างด้านบนไว้รองรับน้ำเสียที่ไหลเข้ามาใหม่ ส่วนบ่อสูบมีหน้าที่รวบรวมน้ำแล้วสูบต่อไปเท่านั้น ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อหน่วงน้ำ

ทำไมน้ำทิ้งจากระบบชีวภาพยังขุ่น?

สาเหตุที่พบบ่อยคือ จุลินทรีย์ในบ่อเติมอากาศไม่สมดุล อากาศไม่เพียงพอ น้ำเสียไหลเข้ามากเกินไปเพราะบ่อ EQ ไม่ได้หน่วงน้ำ หรือไม่มีการ Return ตะกอน ทำให้ตะกอนสะสมในบ่อตกตะกอนจนหลุดออกไปกับน้ำทิ้ง ควรตรวจระดับน้ำในบ่อ EQ ระบบเติมอากาศ และวาล์ว Return ตะกอนเป็นอันดับแรก

โรงงานต้องมีผู้ควบคุมระบบบำบัดน้ำเสียหรือไม่?

โรงงานบางประเภทและบางขนาดตามที่กฎหมายกำหนด ต้องมีผู้ควบคุมระบบบำบัดมลพิษน้ำตามประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมว่าด้วยบุคลากรประจำโรงงาน โดยขึ้นอยู่กับประเภทโรงงานและปริมาณน้ำเสียต่อวัน ควรตรวจสอบกับกรมโรงงานอุตสาหกรรมว่าโรงงานของคุณเข้าข่ายหรือไม่

ใช้ระบบเคมีอย่างเดียวได้ไหม?

ใช้ได้กับน้ำเสียบางประเภท เช่น น้ำเสียที่มีโลหะหนักหรือค่า pH ผิดปกติ แต่ระบบเคมีกำจัดสารอินทรีย์ (BOD) ได้ไม่ดีเท่าระบบชีวภาพ และมีค่าสารเคมีสูง โรงงานส่วนใหญ่จึงใช้ระบบเคมีร่วมกับระบบกายภาพหรือชีวภาพเพื่อให้น้ำทิ้งผ่านเกณฑ์