Transcript กระบวนการบำบัดน้ำเสีย

กระบวนการบาบัดนา้ เสี ยทางชีววิทยา
Biological treatment
Aerobic Process
1. ต้ องมีออกซิเจนละลายเพียงพอ
- การถ่ ายเทออกซิเจนโดย
ธรรมชาติระหว่ างนา้ กับอากาศ
(Atmospheric aeration)
- การสั งเคราะห์ ด้วยแสง
- การอัดอากาศเข้ าสู่ นา้ โดยตรง
ด้ วยเครื่องมือ
Anaerobic process
1. ออกซิเจนได้ จากสารประกอบ
- สารประกอบไนเตรด
- สารประกอบซัลเฟต เป็ นต้ น
Aerobic Process
2. pH 6.5 - 8.5
Anaerobic process
2. pH 6.6 - 7.4
- pH < 6.5 ประสิ ทธิภาพการ
ทางานของ จุลนิ ทรีย์ทสี่ ร้ าง
มีเทนจะลดลงมาก
- < 5 จะยับยั้งการเจริญเติบโต
และตาย
Aerobic Process
3. อุณหภูมิไม่ ควรเกิน 40 องศา
เซลเซียส
Anaerobic process
3. ระบบจะมีจุลนิ ทรีย์ 2 ประเภท
ควบคุมระบบทีอ่ ุณหภูมิ 30- 38
องศาเซลเซียส และ 48- 57
องศาเซลเซียส ตามประเภท
จุลนิ ทรีย์
Aerobic Process
Anaerobic process
4. ธาตุอาหารเสริม
BOD : N : P = 100 : 5 :1
นอกจากนีต้ ้ องการโพแทสเซียม
แมกนีเซียม แคลเซียมและเหล็ก
4. ธาตุอาหารเสริม
BOD : N : P = 100 : 1.1 : 0.2
นอกจากนีต้ ้ องการโพแทสเซียม
แมกนีเซียม แคลเซียมและเหล็ก
Aerobic Process
Anaerobic process
5. ไม่ มีสารพิษ
5. ไม่ มีสารพิษ
6. จะต้ องมีกระบวนการกาจัดสลัดจ์ 6. สลัดจ์ ส่วนเกินน้ อยจึงไม่ ค่อยมี
เนื่องจากมีสลัดจ์ ส่วนเกินมาก
ปัญหาในการกาจัดตะกอน
ลักษณะการเจริญเติบโตของจุลนิ ทรีย์ในระบบ แบ่ งได้ เป็ น
2 แบบ
1. การเจริญเติบโตของจุลนิ ทรีย์เป็ นแบบแขวนลอย
(Suspended microbial growth) เช่ นในระบบ Stabilization pond
ระบบ Activated Sludge เป็ นต้ น
2. การเจริญเติบโตของจุลนิ ทรีย์เป็ นแบบเกาะผิวตัวกลาง
(Attached microbial growth) เช่ นในระบบถังโปรยกรอง (Trickling
filter) ระบบอาร์ บีซี (Rotating Biological Contractor ) เป็ นต้ น
ระบบ Aerobic Process
1. ลักษณะจุลนิ ทรีย์แขวนลอย (Suspended growth)
1.1 บ่ อปรับเสถียร (Stabilization pond)
1.2 สระเติมอากาศ (Aerated lagoon)
1.3 แอกทิเวเต็จสลัดจ์ (Activated sludge) เป็ นต้ น
2. ลักษณะจุลนิ ทรีย์เกาะกับตัวกลาง
2.1 อาร์ บีซี (Rotating biological contactors)
2.2 ระบบโปรยกรอง (Trickling Filters) เป็ นต้ น
ระบบ Anaerobic Process
1. ลักษณะจุลนิ ทรีย์แขวนลอย (Suspended growth)
1.1 Anaerobic lagoon
1.2 ถังหมักแบบธรรมดา (Conventional Anaerobic digestion )
1.3 ถังหมักแบบคอนแทค (Anaerobic contact ) เป็ นต้ น
2. ลักษณะจุลนิ ทรีย์เกาะกับตัวกลาง
2.1 ถังกรองไร้ อากาศ (Anaerobic Filter) เป็ นต้ น
Stabilization pond
แบ่ งตามธรรมชาติการทางานของจุลนิ ทรีย์
Aerobic pond
Facultative pond
Anaerobic pond
Maturation pond
บ่ อปรับเสถียร (Stabilization pond)
ระบบนีเ้ หมาะสาหรับบริเวณทีค่ ่ าทีด่ ินถูก
เนื่องจากต้ องใช้ ที่ดินเป็ นจานวนมาก ค่ าก่อสร้ างระบบไม่ สูง
มาก การควบคุมและการบารุงรักษาง่ ายไม่ ต้องใช้ ผ้ชู านาญการ
1. Stabilization ponds (บ่ อคงตัว)
1.1 Aerobic pond
- แบบผลิตออกซิเจนให้ มากทีส่ ุ ด
ลึกประมาณ 0.3 – 1 เมตร (1.5เมตรขึน้ กับความขุ่นของนา้ )
- แบบผลิตสาหร่ ายให้ มากทีส่ ุ ด
ความลึกของบ่ อ 0.2-0.6 เมตร ต้ องกวนวันละ 1-2 ครั้ง
*ต้ องแยกสาหร่ ายก่อนปล่อยนา้ ทีผ่ ่ านการบาบัด
Aerobic pond
Aerobic pond
1.2 Facultative pond ลึก 1.5 ถึงมากกว่ าหรือเท่ ากับ 2 เมตร
ควบคุมดูแล
1. ระวังบ่ อไม่ ให้ เป็ นกรดใช้ ปูนขาว
2. ดูความหนาแน่ นของสาหร่ าย
3. มีกลิน่ ใช้ โซเดียมไนเตรทดับกลิน่ ตรวจสารอินทรีย์เกินกาหนดหรือไม่
4. ตัดหญ้ า
1.3 Anaerobic pond ลึก 2-4 เมตร (2.50-3.70เมตร)
ข้อดี
บาบัดนา้ เสี ยทีม่ ีความเข้ มข้ นสู ง มีปริมาณของแข็งสู ง
มักใช้ ร่วมกับ Facultative pond และ Maturation pond ตะกอน ½
ของบ่ อ ( 3-5ปี ควรนาตะกอนออกไปกาจัด)
1.4 Maturation pond (Polishing pond)
ลึก 1-1.5 m. มักเป็ นบ่ อก่อนปล่อยออก
วัตถุประสงค์
ทาลายจุลนิ ทรีย์ทกี่ ่อให้ เกิดโรค
ข้ อดีบ่อปรับเสถียร
1.ค่ าใช้ จ่ายต่าและค่ าบารุงรักษาน้ อย(ทีด่ ินถูก)ไม่ ต้องใช้ เทคนิคมากควบคุม
2.กาจัดจุลนิ ทรีย์ได้ ดีกว่ าระบบบาบัดแบบอืน่ ๆ
3.ระบบยืดหยุ่นทนทานต่ อการเปลีย่ นแปลงภาระบรรทุก(pollution load)
ข้ อเสี ยบ่ อปรับเสถียร
1. ไม่ เหมาะที่ดินราคาแพง
2. มีกลิน่ เหม็น
3. เป็ นแหล่งเพาะพันธุ์ยุง
4. การทางานขึน้ อยู่กบั ธรรมชาติ
5. อาจเกิดมลพิษกับนา้ ใต้ ดิน
2. Aerated lagoon (สระเติมอากาศ)
เป็ นระบบทีถ่ ังปฏิกริ ิยามีขนาดใหญ่ ลกึ ไม่ น้อยกว่ า 2 เมตร
(ความลึก 3- 5) เมตร โดยอาจจะเป็ นบ่ อดินหรือคอนกรีตติดตั้งเครื่อง
เติมอากาศเป็ นแบบเติมอากาศผิวนา้ ให้ ทนั ต่ อความต้ องการของจุลนิ ทรีย์
(ขนาด 25 แรงม้ า : นา้ 1000 m3) ระยะเวลาเก็บกัก 3-6 วัน
Aerated lagoon
2. Aerated lagoon (ต่ อ)
1. จุลนิ ทรีย์เติบโตแบบแพร่ กระจาย
2. มีหรือไม่ มีการเวียนกลับตะกอนก็ได้
สามารถแบ่ งได้ 2 แบบ
1. Completely Mixed lagoon (Aerobic lagoon)
2. Facultative lagoon
2. Aerated lagoon
Completely Mixed lagoon (Aerobic lagoon)
Facultative lagoon
สาหรับปริมาณ BOD ทีเ่ ท่ ากันระบบ aerated lagoon ใช้ พนื้ ที่น้อยกว่ า oxidation pond
ประมาณ 8-10 เท่ า
การควบคุม Aerated lagoon
- ออกซิเจนละลายย่ างน้ อย 1 mg/l
- pH 6.8-8
- ระวัง Rotifer จะกินจุลนิ ทรีย์และสาหร่ าย
3.ระบบRBC
(Rotating Biological Contactor Process)
Reactor : rotating disc
การหมุน 2-10 รอบ/นาที
ตัวกลางจะจมในนา้ 40%
ของพืน้ ทีผ่ วิ
ระบบ RBC
(Rotating Biological Contactor Process)
ระยะเวลาเก็บกักขึน้ กับลักษณะของนา้ เสี ย 1- 4 hr
การเจริญจุลนิ ทรีย์ Attached microbial growth หนา 2-3 mm.
การรับ ภาระบรรทุกประมาณ 1.5-2 kg.BOD/100m3/d.
เวียนตะกอนหรือไม่ เวียนตะกอนก็ได้
ข้ อดีระบบ RBC
1.คุมง่ าย กาจัดสารอาหารดี
2.ค่ าใช้ จ่ายในการควบคุมระบบต่า
3.การบาบัดโดยจุลนิ ทรีย์ทเี่ ป็ นทั้ง Attached film & Suspended microbial
growth
ข้ อเสี ยระบบRBC
1. กลิน่
2.ราคาระบบ (Construction Cost) สู งกว่ า Activated Sludge
ข้ อควรระวังระบบ Attached film
1. เมือกจุลนิ ทรีย์ลอกหลุด
- สารพิษ
- ควรควบคุมให้ อยู่ระหว่ าง pH 6.5-8.5 ถ้ าเกินหรือต่ากว่ านี้
เมือกจุลนิ ทรีย์จะลอกหลุด
2. Film เกิดสี ขาว แสดงว่ า เกิดภาระบรรทุกมาก (overloading) ต้ อง
เพิม่ เติมระบบ RBC
3. นา้ เน่ าดา เติมอากาศก่อนเข้ าระบบ
ข้ อควรระวังระบบ Attached film (ต่ อ)
4. เกิดหอยต่ างๆ (loading ต่า)
- ให้ ล้างระบบ
- หมุนรอบRBCให้ เร็วขึน้
5. ในระบบก่อนเข้ า RBC ควรติดตั้งถังปรับอัตราการไหล
ให้ สม่าเสมอ
4. ระบบโปรยกรอง (Trickling Filter)
Reactor packed tower
ระบบ Trickling Filter (ต่ อ)
ใส่ ตัวกลาง(media) -หินขนาด 5-10 ซม. ( 3 นิว้ )
-อาจใส่ พลาสติก
-ดินเผา
จุลนิ ทรีย์จะเจริญเป็ นแบบ Attached microbial growth
ความหนาเมือกจุลนิ ทรีย์ประมาณ 1-2 มม.
ระบบนีจ้ ะมีการเวียนตะกอนหรือไม่ มีการเวียนตะกอนก็ได้
ข้ อดีของการเวียนตะกอน (Recirculation)
1. ปรับสภาพนา้ เสี ย ไม่ ว่าจะเป็ น pH , BOD
2. เพิม่ ประสิ ทธิภาพ
3. รักษาสภาพให้ คงที่ (ในกรณีอตั ราไหลไม่ สม่าเสมอ)
การควบคุมระบบ TF
1. ความหนาของฟิ ล์มจุลนิ ทรีย์ให้ เหมาะสม (ประมาณ1-2 มม.)
2. Flow rate (ต้ องออกแบบให้ มี Delay time ที่เหมาะสม คือ 1 รอบ/10นาที)
3. ต้ องกระจายนา้ สม่าเสมอ (ระวังอุดตัน)
ข้ อเสี ยของระบบ TF
1. กลิน่
2. แมลง
3. ท่ อกระจายนา้ เสี ยอุดตัน
4. สาหร่ าย
ข้ อดีของระบบ TF
1. คุมง่ าย
ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์
เป็ นกระบวนการบาบัดนา้ เสี ยแบบใช้ ออกซิเจน ระบบนีจ้ ะใช้ พนื้ ที่
ไม่ มาก ช่ วงเวลาของการบาบัดสั้ นจุลนิ ทรีย์จะเจริญเป็ น Suspended microbial
growth โดยจะรวมตัวกันเป็ น ฟลอค (Floc) ย่ อยสลายสารอินทรีย์
ในรูปสารละลายในนา้ เสี ยระบบนีต้ ้ องควบคุมสภาวะต่ างๆให้ เหมาะสม
2
1
3
4
1.ถังเลีย้ งตะกอนจุลนิ ทรีย์
2.ถังตกตะกอน
3.การเวียนกลับของตะกอน
4.การนาตะกอนส่ วนเกินไปกาจัด
ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์
ระบบบาบัดนา้ เสี ยแบบนีม้ ักจะมีการกาหนดระยะเวลาการเก็บกักนา้
เสี ยในถังเติมอากาศ อยู่ในช่ วง 12-18 ชม ในขณะทีต่ ะกอนจะอยู่ในช่ วง
15-20 วัน
สารอินทรีย์ประมาณ 50% จะเปลีย่ นเป็ น รูปของเซลล์จุลนิ ทรีย์ซึ่ง
จะต้ องนาไปกาจัดและ สารอินทรีย์ประมาณ ไม่ เกิน 50% จะถูกทาลายเป็ น
คาร์ บอนไดออกไซด์ และนา้
ระบบแอกทิเวเต็จสลัดจ์
ข้ อดีของระบบ
- ประหยัดพืน้ ที่
- ใช้ ระยะเวลาในการบาบัดน้ อย
ข้ อเสี ยของระบบ
- ต้ องกาจัดตะกอน
- ใช้ พลังงานมาก
- ต้ องใช้ ผู้มีความรู้ในการควบคุม
Anaerobic pond
บ่ อแบบนีม้ ักใช้ กาจัดสารอินทรีย์ทมี่ ีความเข้ มข้ น
สู งๆ การออกแบบออกแบบให้ มีอตั รารับสารอินทรีย์สูงมาก จน
สาหร่ ายไม่ สามารถเจริญเติบโตได้ และการเติมออกซิเจนที่ผวิ หน้ าไม่
สามารถป้อนออกซิเจนกับระบบได้ พอเพียง
Anaerobic pond (ต่ อ)
การทางาน
ขึน้ อยู่กบั สมดุลระหว่ างแบคทีเรียทีท่ าให้ เกิดกรดกับแบคทีเรีย
ที่ทาให้ เกิดก๊าซ CH4 ตะกอนจะเอาออก 3 – 5 ปี (ประมาณครึ่งของ
บ่ อ) ระบบนีเ้ หมาะใช้ ในพืน้ ที่ ที่มีราคาที่ดินต่า
บ่ อเกรอะ (Septic Tank)
เป็ นระบบทีจ่ ะสร้ างเป็ นถังปิ ดฝังอยู่ใต้ พนื้ ดิน ระยะเวลา
เก็บกักนา้ ประมาณ 1-2 วัน โดยสารอินทรีย์ที่เป็ นของแข็ง จะจมลงสู่
ก้นถัง ระบบนีร้ ะหว่ างการย่ อยสลาย จะมีก๊าซมีเทน และ
คาร์ บอนไดออกไซด์ เกิดขึน้ ดังนั้นจึงต้ องมีท่อระบายอากาศ ระบบ
นีต้ ้ องมีการสู บตะกอนออกทุก 2-3 ปี
บ่ อเกรอะ (Septic Tank)
•
•
•
•
ระบบนีเ้ ป็ นระบบประจาที่
ระยะเวลาเก็บกัก 1-2 วัน
ของแข็งจะจมลงก้นถัง
ระบบนีจ้ ะต้ องมี การกาจัด
กากตะกอนทุก 2 – 3 ปี
ถังหมักแบบธรรมดา
(Conventional Anaerobic digestion)
• แบ่ งเป็ น 2 ชนิด
อัตรากาจัดช้ า (Low Rate Anaerobic digestion)
อัตรากาจัดเร็ว (High Rate Anaerobic digestion)
แบบอัตรากาจัดช้ า
(Low Rate Anaerobic digestion)
เป็ นถังคอนกรีตขนาดใหญ่ มีฝา
ปิ ด ไม่ มีการกวนตะกอน ๆ
จึงเกิดการแยกชั้น
ตะกอนหนักจะจมลงด้ านล่าง
ตะกอนเบาจะลอย ชั้นตะกอน
ลอยเรียก Scum layer
แบบอัตรากาจัดเร็ว
(High Rate Anaerobic digestion)
มีการกวนโดยใช้ เครื่องมือกล
การกวนช่ วยเพิม่ อัตราการย่ อยตะกอน
เนื่องจากจุลนิ ทรีย์สามารถสั มผัสกับของ
เสี ยได้ ทั่วถึง เวลาเก็บกักประมาณ
10 - 30 วัน
นา้ จากระบบนีจ้ าเป็ นต้ องแยก
ตะกอนก่อนปล่อยทิง้ สู่ สิ่งแวดล้ อม
Anaerobic digestion
ระบบถังหมักแบบ 2 เฟส (Two- phase anaerobic digester)
ระบบนีแ้ ยกถังหมักเป็ น 2 ถัง ตามลักษณะการทางาน
ของแบคทีเรีย
pH 6
pH 7