ต้นเเบบระบบบำบัดขยะอินทรีย์เเละน้ำเสียด้วยระบบการย่อยสลายเเบบไร้อากาศร่วมกับปฏิการณ์ชีวภาพเเบบมีเมมเบรน

บทคัดย่อ

ปัญหาการจัดการขยะมูลฝอยเป็นปัญหาที่สำคัญประการหนึ่งที่ประเทศไทยกำลังประสบปัญหาอยู่ในปัจจุบัน การย่อยสลายและความชื้นในองค์ประกอบของขยะ ทำให้เกิดน้ำชะขยะ ซึ่งก่อให้เกิดการแพร่กระจายสารมลพิษปนเปื้อนลงสู่น้ำผิวดินและใต้ดิน อันอาจก่อให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพอนามัยของประชาชน ต้นแบบระบบบำบัดน้ำเสียด้วยกระบวนการย่อยสลายแบบไร้อากาศร่วมกับถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน สามารถเป็นเทคโนโลยีทางเลือกในการบำบัดน้ำชะขยะได้ ในการศึกษาประสิทธิภาพการบำบัดน้ำชะขยะหลังจากผ่านการย่อยสลายแบบไร้อากาศด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน ได้ดำเนินการที่สถานีขนถ่ายขยะ เทศบาลเมืองสระบุรี จังหวัดสระบุรี อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลา 1 ปี โดยการศึกษาประสิทธิภาพการบำบัดน้ำชะขยะด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน เพื่อศึกษาระยะเวลาการกักเก็บตะกอนสลัดจ์ที่เหมาะสม ได้แก่ ช่วงที่ไม่ได้ทิ้งตะกอนสลัดจ์ ช่วงระยะเวลาการกักเก็บตะกอนสลัดจ์ที่ 80 วัน 150 วัน และ 300 วัน ตามลำดับ รวมถึงการศึกษาประสิทธิภาพการบำบัดและการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสารอินทรีย์ในน้ำที่ผ่านการบำบัดจากถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน ด้วยการใช้โอโซน และการใช้ผงถ่านกัมมันต์ที่ติดตรึงอนุภาคเหล็ก เพื่อศึกษาเทคโนโลยีทางเลือกที่เหมาะสมเพื่อทำให้ประสิทธิภาพการบำบัดสารอินทรีย์ดียิ่งขึ้น ในส่วนของประสิทธิภาพการบำบัดน้ำชะขยะด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน พบว่าระยะเวลาการกักเก็บตะกอนสลัดจ์ที่เหมาะสมอยู่ในช่วง 150 – 300 วัน สามารถทำการบำบัดสารอินทรีย์ในรูปของบีโอดี ทีเคเอ็น และแอมโมเนีย ตะกอนแขวยลอย ดัชนีชี้วัดทางด้านเชื้อโรคได้แก่ โคลิฟอร์มทั้งหมด และอีโคไล ได้มากกว่าร้อยละ 90 ส่วนการบำบัดฟอสฟอรัส และของแข็งที่ละลายได้ในน้ำ พบว่าถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน ไม่มีศักยภาพในการบำบัดสารดังกล่าว ในขณะที่ระยะเวลาการกักเก็บตะกอนสลัดจ์ที่ 80 วัน ทำให้ปริมาณตะกอนสลัดจ์ในระบบลดลงน้อยกว่า 3 มก./ล. ขณะที่การไม่ได้ทิ้งตะกอนสลัดจ์ออกจากระบบ ก่อให้เกิดปริมาณออกซิเจนไม่เพียงพอต่อการย่อยสลายสารปนเปื้อนในน้ำเสีย ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการบำบัดทีเคเอ็นและแอมโมเนีย คุณลักษณะของสังคมจุลินทรีย์ พบว่า กลุ่มของChloroflexi ในระดับ Class Anaerolineae พบมากตอนเริ่มต้นเดินระบบ ส่วนช่วงเวลาที่ไม่มีการกำจัดสลัดจ์ออก จะพบกลุ่มของ Bacteriodetes Firmicutes และ Euryachaeota มีจำนวนเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ช่วงระยะเวลากักเก็บสลัดจ์ที่ 300 วัน จะพบกลุ่มของ Nitrospira ในระบบเท่านั้น แสดงให้เห็นว่า การปรับเปลี่ยนระยะเวลากักเก็บสลัดจ์ มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสัมคมจุลินทรีย์ นอกจากนี้ ในการพิจารณาต้นทุนผลประโยชน์ทางด้านเศรษฐศาสตร์ ค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าในการเดินระบบต่อการบำบัดน้ำเสียมีค่าเท่ากัน 11 บาทต่อลูกบาศก์เมตร และศักยภาพในการลดต้นทุนเพื่อนำไปใช้แทนน้ำประปาอยู่ที่ 17,280 บาท/ปี ในส่วนของการศึกษาประสิทธิภาพน้ำที่ผ่านบัดจากถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน ระหว่างการใช้โอโซน และการใช้ผงถ่านกัมมันต์ที่ติดตรึงอนุภาคเหล็ก ผลการทดลองที่ได้จากงานวิจัยนี้พบว่า ที่ระยะเวลา 60 นาที โอโซนมีประสิทธิภาพการบำบัดสารอินทรีย์แบบวงอะโรมาติก (ค่าดูดกลืนแสงที่ 254 nm) และซีโอดี ได้ร้อยละ 60 และ 25 ตามลำดับ ขณะที่ผงถ่านกัมมันต์ที่ติดตรึงอนุภาคเหล็กที่ 4 กรัม/ลิตร สามารถบำบัดสารอินทรีย์ประเภทอะโรมาติก ได้อย่างมีประสิทธิภาพร้อยละ 77 ภายในระยะเวลาเพียงแค่ 5 นาที ผลการศึกษานี้ยังพบว่า โอโซนและผงถ่านกัมมันต์ที่ติดตรึงอนุภาคเหล็กมีประสิทธิภาพในการบำบัดสารอินทรีย์ประเภท Humic acid มากกว่า Fulvic acid like compounds และสารอินทรีย์ที่มีมวลโมเลกุลขนาดใหญ่ในช่วงระหว่าง 2610 และ 3030 ดาลตัน มากกว่ามวลโมเลกุลขนาดเล็กที่ 1710 ดาลตัน ผลการศึกษาที่ได้นี้ ทำให้ได้ระยะเวลาการเก็บกักตะกอนสลัดจ์ที่เหมาะสม ซี่งเป็นประโยชน์ต่อการเดินระบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน รวมทั้งเทคโนโลยีทางเลือกสำหรับการบำบัดน้ำที่ผ่านการบำบัดจาก ถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบมีเมมเบรน อาทิ โอโซน และผงถ่านกัมมันต์ที่ติดตรึงอนุภาคเหล็ก สำหรับการบำบัด น้ำชะขยะได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้สามารถนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่า

คำสำคัญ