ในยุคที่ขาดแคลนน้ําเพิ่มขึ้นและกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด การบําบัดน้ําเสีย ไม่ได้เป็นเพียงข้อกังวลด้านวิศวกรรมอีกต่อไป แต่เป็นส่วนสําคัญในการบรรลุการดําเนินงานที่ยั่งยืนและเป็นไปตามข้อกําหนด ตั้งแต่ระบบเทศบาลไปจนถึงโรงงานอุตสาหกรรมการทําความเข้าใจพื้นฐานของน้ําเสียสามารถช่วยลดต้นทุนปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบและรับประกันการปกป้องสิ่งแวดล้อม
บทความนี้รวบรวม 28 ข้อเท็จจริงที่สําคัญในการบําบัดน้ําเสีย ที่ผู้จัดการสิ่งอํานวยความสะดวก วิศวกรกระบวนการ หรือเจ้าหน้าที่ด้านความยั่งยืนทุกคนควรรู้ ไม่ว่าคุณจะใช้งานระบบบําบัดเต็มรูปแบบหรือเพียงแค่เรียนรู้พื้นฐานข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้จะแนะนําคุณเกี่ยวกับแนวคิดวิธีการและเทคโนโลยีหลักที่ขับเคลื่อนการนําน้ํากลับมาใช้ใหม่และการควบคุมมลพิษอย่างมีประสิทธิภาพ
น้ําเสียคือน้ําที่ได้รับผลกระทบในทางลบจากการใช้งานของมนุษย์ โดยทั่วไปจะมีมลพิษทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ ทําให้ไม่เหมาะสําหรับการปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยตรงโดยไม่ต้องผ่านการบําบัด น้ําเสียอาจแตกต่างกันอย่างมากในองค์ประกอบและข้อกําหนดในการบําบัดทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา
น้ําเสียจากอุตสาหกรรมเกิดขึ้นระหว่างการผลิต การแปรรูป หรือการทําความสะอาดในโรงงาน มักมีสารเคมี โลหะหนัก น้ํามัน และสารตกค้างในกระบวนการที่มีความเข้มข้นสูง เนื่องจากลักษณะที่ซับซ้อนและแปรผันน้ําเสียจากอุตสาหกรรมจึงมักต้องใช้ระบบบําบัดแบบกําหนดเองเพื่อกําจัดสิ่งปนเปื้อนที่เป็นอันตรายก่อนปล่อยหรือนํากลับมาใช้ใหม่
หรือที่เรียกว่า สิ่งปฏิกูลน้ําเสียในครัวเรือนรวมถึงน้ําจากครัวเรือน สํานักงาน และอาคารพาณิชย์ หมวดหมู่นี้ครอบคลุมขยะในครัว ซักรีด น้ําในห้องน้ํา และขยะของมนุษย์ แม้ว่าจะค่อนข้างเจือจางเมื่อเทียบกับน้ําทิ้งจากอุตสาหกรรม แต่ก็มีอินทรียวัตถุ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และจุลินทรีย์ที่ทําให้เกิดโรคที่ต้องได้รับการบําบัดก่อนส่งกลับสู่ธรรมชาติ
น้ําเสียทางการเกษตรเกิดจากการไหลกลับของการชลประทานการดําเนินงานปศุสัตว์และการระบายน้ําของพื้นที่ปุ๋ย อาจมีสารกําจัดศัตรูพืชสารกําจัดวัชพืชของเสียจากสัตว์และตะกอน แม้ว่าจะเป็นพิษน้อยกว่าการปล่อยจากอุตสาหกรรม แต่ก็ก่อให้เกิดมลพิษทางสารอาหารและอาจนําไปสู่ภาวะยูโทรฟิกได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม
ได้ผล การบําบัดน้ําเสีย อาศัยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกันเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนและปกป้องสิ่งแวดล้อม วิธีการเหล่านี้แบ่งออกเป็นสามประเภทกว้างๆ ได้แก่ ทางกายภาพ ชีวภาพ และเคมี แต่ละแห่งมีชุดเทคโนโลยีการใช้งานและข้อดีของตัวเองขึ้นอยู่กับประเภทของมลพิษที่เกี่ยวข้อง
การรักษาทางกายภาพเกี่ยวข้องกับการกําจัดของแข็งและสารแขวนลอยทางกลโดยไม่เปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมี กระบวนการทั่วไป ได้แก่ การคัดกรอง การตกตะกอน การกรอง และการลอยตัว ขั้นตอนเหล่านี้มักเป็นขั้นตอนแรกในระบบบําบัดใดๆ ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดภาระในกระบวนการปลายน้ํา
วิธีการทางชีวภาพใช้จุลินทรีย์เพื่อสลายอินทรียวัตถุในน้ําเสีย สิ่งนี้มักทําได้โดยการย่อยแบบแอโรบิกหรือแบบไม่ใช้ออกซิเจน การบําบัดทางชีวภาพเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการกําจัดมลพิษที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น ไขมัน น้ํามัน โปรตีน และคาร์โบไฮเดรต ระบบชีวภาพที่ได้รับความนิยม ได้แก่ ตะกอนกัมมันต์ เครื่องปฏิกรณ์แบทช์จัดลําดับ (SBR) และเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (MBR)
การบําบัดด้วยสารเคมีเกี่ยวข้องกับการเพิ่มสารที่ทําปฏิกิริยากับมลพิษเพื่อทําให้เป็นกลางหรือเปลี่ยนเป็นรูปแบบที่ถอดออกได้ ซึ่งรวมถึงการแข็งตัวของการตกตะกอนการตกตะกอนและการเกิดออกซิเดชัน มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกําจัดโลหะหนักฟอสเฟตและเชื้อโรคและมักใช้เป็นขั้นตอนการขัดหรือฆ่าเชื้อในโรงงานสมัยใหม่
โรงบําบัดน้ําเสียที่มีประสิทธิภาพเป็นมากกว่าระบบการกรอง เป็นการผสมผสานของส่วนประกอบพิเศษที่ทํางานร่วมกันเพื่อแยก ต่อต้าน และขจัดมลพิษทีละขั้นตอน ด้านล่างนี้คือหน่วยสําคัญหลายหน่วยที่พบได้ทั่วไปในสถานบําบัดที่ทันสมัย
การป้องกันครั้งแรกในระบบการรักษาใด ๆ ตะแกรงหรือตะแกรง ขจัดของแข็งขนาดใหญ่และเศษขยะที่ลอยอยู่ออกจากน้ําเสียที่เข้ามา สิ่งเหล่านี้ป้องกันความเสียหายและการอุดตันในอุปกรณ์ปลายน้ํา โดยทั่วไปแล้วสิ่งอํานวยความสะดวกจะใช้ตะแกรงหยาบตามด้วยตะแกรงละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่ามีการป้องกันสูงสุด
อัค ถังปรับสมดุล ช่วยควบคุมการไหลและความเข้มข้นของน้ําเสียที่เข้าสู่กระบวนการบําบัด ดูดซับความผันผวนอย่างกะทันหันของปริมาณน้ํา อุณหภูมิ และ pH ให้อินพุตที่สม่ําเสมอสําหรับขั้นตอนทางชีวภาพหรือทางเคมี สิ่งนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาและปกป้องหน่วยที่ละเอียดอ่อนจากแรงกระแทก
ระบบ DAF เป็นหน่วยแยกทางกายภาพขั้นสูงที่ฉีดฟองอากาศละเอียดลงในน้ําเสียทําให้ของแข็งแขวนลอยและน้ํามันลอยขึ้นสู่พื้นผิว สิ่งเหล่านี้จะถูกกําจัดออกเป็นกากตะกอน DAF มีประโยชน์อย่างยิ่งในการบําบัดน้ําเสียจากอุตสาหกรรมที่มีไขมันหรือน้ํามันสูง เช่น จากอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารหรือปิโตรเคมี
หรือที่เรียกว่า เครื่องชี้แจงรองหน่วยนี้ช่วยให้ฟลอกส์ชีวภาพที่เกิดขึ้นในขั้นตอนการเติมอากาศสามารถตกตะกอนออกจากน้ําที่ผ่านการบําบัดแล้ว น้ําที่ใสแล้วจะถูกปล่อยออกหรือขัดเงาต่อไปในขณะที่กากตะกอนที่ตกตะกอนจะถูกหมุนเวียนหรือกําจัดออก นี่เป็นขั้นตอนที่สําคัญในระบบกากตะกอนกัมมันต์และ A2/O
การบําบัดทางชีวภาพ ใช้จุลินทรีย์เพื่อย่อยสลายและทําให้มลพิษอินทรีย์มีเสถียรภาพ เป็นหนึ่งในวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการบําบัดน้ําเสียทั้งในเขตเทศบาลและอุตสาหกรรม ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ กระบวนการตะกอนกัมมันต์ เป็นรากฐานของระบบชีวภาพสมัยใหม่มากมาย
ระบบนี้ประกอบด้วยถังเติมอากาศ ซึ่งน้ําเสียจะถูกผสมกับกากตะกอนที่อุดมด้วยจุลินทรีย์ภายใต้สภาวะออกซิเจน ตามด้วยถังตกตะกอนเพื่อแยกชีวมวล กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพสูงในการกําจัดอินทรียวัตถุและสามารถปรับให้เข้ากับสภาวะการโหลดที่แตกต่างกันได้
พื้นที่ กระบวนการ AB แบ่งการบําบัดทางชีวภาพออกเป็นสองขั้นตอน: ถังดูดซับเริ่มต้นเพื่อดักจับสารอินทรีย์ ตามด้วยถังแอโรบิกธรรมดาสําหรับการย่อยสลายทางชีวภาพ การออกแบบสองขั้นตอนนี้ช่วยปรับปรุงการตกตะกอนของกากตะกอนและลดความต้องการออกซิเจนในระยะต่อมา
พื้นที่ ระบบ SBR ทํางานในรอบตามเวลาภายในถังเดียว จัดการการปรับสมดุล การเติมอากาศ การตกตะกอน และการคายประจุตามลําดับ ทําให้เหมาะสําหรับสิ่งอํานวยความสะดวกขนาดเล็ก การดําเนินงานตามฤดูกาล หรือพื้นที่ที่มีปริมาณการไหลเข้าแปรผัน
ออกแบบมาเพื่อ การกําจัดสารอาหาร, กระบวนการ A2/O มีโซนชีวภาพสามโซนเพื่อกําจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสอย่างมีประสิทธิภาพ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานเทศบาลที่ต้องการปฏิบัติตามกฎระเบียบการปล่อยที่เข้มงวด
อัค คูออกซิเดชัน เป็นกระบวนการตะกอนกัมมันต์ที่ดัดแปลงโดยใช้ช่องวนต่อเนื่องที่น้ําเสียไหลเวียนและเติมอากาศโดยโรเตอร์พื้นผิวหรือดิฟฟิวเซอร์ วิธีนี้เป็นที่รู้จักในด้านความเสถียรในการดําเนินงานและการบํารุงรักษาต่ําวิธีนี้เหมาะสําหรับเมืองเล็ก ๆ และสถานที่บําบัดแบบกระจายอํานาจ
ในสมัยใหม่ การบําบัดน้ําเสียกระบวนการทางเคมีมักถูกนํามาใช้เพื่อกําจัดของแข็งแขวนลอยละเอียดโลหะหนักฟอสฟอรัสและสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่สามารถจัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยวิธีการทางกายภาพหรือชีวภาพเพียงอย่างเดียว ขั้นตอนการบําบัดด้วยสารเคมีที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ การแข็งตัวของเลือด และ การตกตะกอน.
การแข็งตัวของเลือดเกี่ยวข้องกับการเพิ่มสารเคมีที่มีประจุบวก (สารตกตะกอน) เช่น อลูมิเนียมซัลเฟต หรือ เฟอร์ริกคลอไรด์ เพื่อทําให้ประจุพื้นผิวลบของอนุภาคคอลลอยด์เป็นกลาง สิ่งนี้ทําให้อนุภาคไม่เสถียรทําให้อนุภาคมารวมกันและก่อตัวเป็นไมโครฟลอค
การตกตะกอนเป็นกระบวนการผสมน้ําอย่างนุ่มนวลหลังจากการแข็งตัวเพื่อกระตุ้นให้เกิดก้อนหินที่ใหญ่ขึ้นและมองเห็นได้ สิ่งเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของโพลีเมอร์ที่มีน้ําหนักโมเลกุลสูงเช่น โพลีอะคริลาไมด์ (PAM)ซึ่งทําหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างอนุภาค
แม่นยําและเป็นอัตโนมัติ การให้สารเคมี เป็นสิ่งสําคัญเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพปฏิกิริยาที่ดีที่สุดและป้องกันการให้สารเคมีเกินขนาด โดยทั่วไปแล้วระบบการจ่ายสารจะรวมเข้ากับเซ็นเซอร์แบบเรียลไทม์ที่ตรวจสอบความขุ่น ค่า pH และอัตราการไหลเพื่อปรับการฉีดน้ํายาแบบไดนามิก
สารเคมีทั่วไปที่ใช้ ได้แก่ :
ที่ STARK แบบบูรณาการของเรา โซลูชันการจ่ายสารเคมี ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อรองรับทั้งความแม่นยําและความทนทาน เพื่อให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพน้ําที่เสถียรภายใต้สภาวะน้ําไหลที่แตกต่างกัน ไม่ว่าคุณจะจ่ายพอลิเมอร์เพื่อทําให้กากตะกอนข้นขึ้น หรือปรับค่า pH เพื่อการกําจัดโลหะ ระบบของเราได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพและความปลอดภัย
ประสิทธิผลของระบบบําบัดทางชีวภาพขึ้นอยู่กับกิจกรรมของประชากรจุลินทรีย์เป็นอย่างมาก ผู้ปฏิบัติงานต้องควบคุมพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมและสารเคมีที่สําคัญหลายประการภายในช่วงที่เหมาะสม
ดัชนีปริมาตรกากตะกอน (SVI) เป็นตัวชี้วัดว่ากากตะกอนกัมมันต์ตกตะกอนในเครื่องใสได้ดีเพียงใด คํานวณโดยการหารปริมาตร (เป็นมล.) ของกากตะกอนที่ตกตะกอนใน 30 นาทีด้วยมวล (เป็นกรัม) ของของแข็งแห้ง โดยทั่วไปแล้ว SVI ที่ดีต่อสุขภาพจะอยู่ในช่วง 50 ถึง 300 มล./กรัม ค่าที่อยู่นอกช่วงนี้อาจบ่งบอกถึงการเจริญเติบโตของเส้นใย การก่อตัวของฟลอกไม่ดี หรือการพะรุงพะรังของกากตะกอน
จุลินทรีย์บําบัดน้ําเสียส่วนใหญ่เจริญเติบโตระหว่าง 16°C และ 30°C. กิจกรรมทางชีวภาพจะชะลอตัวลงอย่างมีนัยสําคัญต่ํากว่า 10°C และอาจถูกยับยั้งได้สูงกว่า 40°C ทุกๆ 10°C เพิ่มขึ้นในช่วงที่เหมาะสม การเผาผลาญจุลินทรีย์ และการกําจัด COD จะเพิ่มขึ้นประมาณ 10%
การเผาผลาญของจุลินทรีย์มีความไวต่อค่า pH สูง ในระบบแอโรบิก pH ในอุดมคติมีตั้งแต่ 6.5 ถึง 8.5. สําหรับการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนช่วงที่แคบกว่า 6.7 ถึง 7.4 เป็นที่ต้องการ การเบี่ยงเบนสามารถยับยั้งการทํางานของเอนไซม์หรือนําไปสู่การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตที่ไม่พึงประสงค์ (เช่น เชื้อราเส้นใยภายใต้ค่า pH ต่ํา)
เพื่อรักษาการเจริญเติบโตของชีวมวลที่ดีน้ําเสียควรมีสารอาหารเพียงพอ อัตราส่วนที่เหมาะสมของอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (BOD) ต่อไนโตรเจน (N) และฟอสฟอรัส (P) อยู่ที่ประมาณ 100:5:1. อัตราส่วนที่ไม่สมดุลอาจนําไปสู่ประสิทธิภาพการรักษาที่ไม่ดี การก่อตัวของโฟม หรือความเครียดจากการขาดสารอาหารในประชากรจุลินทรีย์
STARK กําลังพัฒนา โซลูชันการตรวจสอบอัจฉริยะ ที่วิเคราะห์พารามิเตอร์เหล่านี้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์ ทําให้สามารถควบคุมการคาดการณ์ได้และลดความเสี่ยงในการดําเนินงาน เมื่อความเสถียรของจุลินทรีย์มีความสําคัญการตัดสินใจที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลจะกลายเป็นพันธมิตรที่ดีที่สุดของผู้ปฏิบัติงาน
ในขณะที่ระบบทางกายภาพและชีวภาพดําเนินการกําจัดมลพิษจํานวนมาก แต่สารเคมีมีบทบาทสําคัญในการปรับแต่งคุณภาพน้ําอย่างละเอียด ทําความเข้าใจว่า สารเคมีบําบัด การสมัคร — และเมื่อใด — เป็นสิ่งสําคัญในการรักษาการดําเนินงานที่มีประสิทธิภาพและประหยัด
กรด (เช่น กรดซัลฟิวริก กรดไฮโดรคลอริก) และ อัลคาไลน์ (เช่น ปูนขาว โซดีมไฮดรอกไซด์) ใช้เพื่อปรับค่า pH ของกระแสน้ําเข้าและกระบวนการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกิจกรรมของจุลินทรีย์หรือปฏิกิริยาทางเคมี
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ สารตกตะกอน (เช่นอลูมิเนียมซัลเฟตหรือเฟอร์ริกคลอไรด์) ทําให้อนุภาคแขวนลอยไม่เสถียรในขณะที่ สารตกตะกอน (โพลีเมอร์เช่น PAM) รวมเข้าด้วยกันเพื่อการกําจัดที่ง่ายขึ้น ขั้นตอนนี้มักมีความสําคัญก่อนการตกตะกอนหรือการกรอง
รีเอเจนต์เฉพาะทาง เช่น สารกําจัดฟอสฟอรัส และ สารเคมีลอกแอมโมเนีย ช่วยให้สิ่งอํานวยความสะดวกด้านน้ําเสียเป็นไปตามขีดจํากัดของน้ําทิ้งที่เข้มงวด สิ่งเหล่านี้มีความจําเป็นมากขึ้นภายใต้นโยบายการลดธาตุอาหารในหลายประเทศ
สารตกตะกอนโลหะหนัก และ สารคีเลต จับและกําจัดไอออนที่เป็นพิษ เช่น ตะกั่ว ทองแดง หรือสังกะสี สิ่งเหล่านี้มีความสําคัญอย่างยิ่งสําหรับการชุบด้วยไฟฟ้า การทําเหมืองแร่ และน้ําเสียอิเล็กทรอนิกส์
ช่วงของ สารเติมแต่งพิเศษ ทําหน้าที่เฉพาะกลุ่ม:
ที่ STARK ของเรา สารละลายเคมีสูตรเฉพาะ ได้รับการพัฒนาโดยคํานึงถึงประสิทธิภาพเฉพาะแอปพลิเคชัน ไม่ว่าคุณจะจัดการกับการกําจัดสีในน้ําทิ้งสิ่งทอหรือการลดแอมโมเนียในโรงงานแปรรูปอาหารระบบการจ่ายยาและรีเอเจนต์ของเราได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่วัดได้โดยมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด
การเรียนรู้พื้นฐานของ การบําบัดน้ําเสีย เป็นขั้นตอนแรกในการออกแบบและระบบปฏิบัติการที่ไม่เพียง แต่เป็นไปตามข้อกําหนด แต่ยังคุ้มค่าและรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ตั้งแต่การคัดกรองและการตกตะกอนไปจนถึงการจ่ายสารเคมีและการควบคุมจุลินทรีย์ ส่วนประกอบแต่ละอย่างมีบทบาทสําคัญในการรับรองประสิทธิภาพและความเสถียรในระยะยาว
ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ดําเนินการโรงงาน วิศวกรสิ่งแวดล้อม หรือนักวางแผนสิ่งอํานวยความสะดวก การอัปเดตเกี่ยวกับเทคโนโลยีกระบวนการและพารามิเตอร์ประสิทธิภาพเป็นสิ่งสําคัญ เหล่านี้ 28 ข้อเท็จจริงที่สําคัญในการบําบัดน้ําเสีย ทําหน้าที่เป็นข้อมูลอ้างอิงในทางปฏิบัติและเป็นรากฐานสําหรับการปรับปรุงระบบอย่างต่อเนื่อง
ที่ STARK เราเชี่ยวชาญด้าน โซลูชันน้ําเสียแบบกําหนดเอง ปรับให้เหมาะกับความต้องการของอุตสาหกรรม เทศบาล และการใช้งานเฉพาะทาง ทีมวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านกระบวนการของเราพร้อมช่วยเหลือคุณ:
หากคุณกําลังวางแผนโครงการใหม่หรือต้องการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ ติดต่อกับทีมงานของเรา เพื่อเริ่มสร้างโซลูชันที่เหมาะกับการดําเนินงาน งบประมาณ และสิ่งแวดล้อมของคุณ