คู้มือดูเเลระบบบำบัดน้ำเสียเเบบ Activates Sludge

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบแอคติเวตเต็ดสลัดจ์หรือระบบเลี้ยงตะกอน

(ACTIVATED SLUDGE SYSTEM)

บทนำ

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบแอคติเวตเต็ดสลัดจ์ หรือระบบเลี้ยงตะกอน (AS) เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา ซึ่งอาศัยสิ่งมีชีวิตได้แก่ พวกจุลินทรีย์ในการกิน ทำลาย ย่อยสลายดูดซับ หรือเปลี่ยนรูปของมวลสารอินทรีย์ต่างๆ ที่มีอยู่ในน้ำเสียให้มีค่าความสกปรกน้อยลง โดยอาศัยปฏิกิริยาทางเคมีแบบใช้ออกซิเจนเรียกว่า AEROBIC TREATMENT พอสรุปกระบวนการทำงานอย่างง่ายๆ ได้ดังนี้

 

มลสารอินทรีย์ + จุลินทรีย์- - - - - > จุลินทรีย์ตัวใหม่ + คาร์บอนไดออกไซด์ + น้ำ + พลังงาน

 

-          มลสาร (Pollutants) ที่อยู่ในน้ำเสียจะถูกจุลินทรีย์ใช้เป็นอาหารและเจริญเติบโตขยายพันธุ์ต่อไป

-          ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะลอยขึ้นไปในอากาศ

-          น้ำจะผสมออกไปกับน้ำที่บำบัดแล้ว

-          พลังงานจะถูกจุลินทรีย์ใช้ในการดำรงชีวิต

โดยสรุป คือ มลสารส่วนใหญ่ได้แก่สารอินทรีย์ต่างๆ     ในน้ำเสียจะถูกเปลี่ยนมาเป็นมวลจุลินทรีย์ที่หนักกว่าน้ำ สามารถแยกออกได้โดยการตกตะกอนในถังตกตะกอน น้ำเสียที่ถูกจุลินทรีย์นำสารอินทรีย์มาใช้จนหมดแล้วก็จะเป็นน้ำสะอาดพอที่จะปล่อยทิ้งได้ โดยไม่เกิดการเน่าเหม็น

ส่วนประกอบของระบบ

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบนี้จะต้องประกอบด้วยส่วนที่สำคัญอย่างน้อยสองส่วน คือ ถังเติมอากาศและถังตกตะกอน ดังภาพ                                                 

                                                                                                                                           

ถังเติมอากาศ (Aeration Tank)                                                                 

ถังเติมอากาศเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของกระบวนการเลี้ยงตะกอน โดยเป็นตัวควบคุมสภาวะแวดล้อมให้เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ใช้บำบัดน้ำเสีย ซึ่งมลสารส่วนใหญ่จะถูกบำบัดในถังนี้

น้ำเสียจะถูกส่งมาเข้าถังเติมอากาศ ซึ่งมีตะกอนจุลินทรีย์อยู่เป็นจำนวนมาก ภายในถังจะมีสภาวะแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์แบบใช้ออกซิเจน เช่น มีออกซิเจนที่ละลายน้ำ อาหาร ฯลฯ ในปริมาณทีพอเหมาะ ตะกอนจุลินทรีย์จะทำการลดค่ามวลสารอินทรีย์ในรูปต่างๆ  ด้วยการย่อยสลายให้อยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ เป็นต้น

การเปิดเครื่องเติมอากาศ

เนื่องจากออกซิเจนเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดอย่างหนึ่งสำหรับแบคทีเรียที่ใช้ในการกำจัดความสกปรกในน้ำเสีย ซึ่งจะต้องเปิดใช้งานตลอดเวลา 24 ชั่วโมง แต่ก็ให้มีการปิดเครื่องเติมอากาศได้บ้างเพื่อเป็นการพักเครื่อง แต่ควรสลับกันปิด ไม่ควรปิดพร้อมกันทีเดียวทั้งหมด และในกรณีที่ไม่มีการผลิตก็ให้เปิดเครื่องเติมอากาศเพียงบางส่วนได้

 

ถังตกตะกอน(Sedimentation Tank)

            น้ำเสีย หรือน้ำตะกอน (MLSS) จากถังเติมอากาศจะถูกส่งต่อมายังถังตกตะกอน ซึ่งมักจะเรียกว่า ถังตะกอนขั้นที่สอง (Secondary Clarifier) เพื่อแยกตะกอนจุลชีพออกจากน้ำเสียที่ถูกบำบัดแล้ว โดยถังตกตะกอนนี้จะต้องมีความเร็วในการไหลของน้ำต่ำ จนกระทั่งตะกอนจุลินทรีย์สามารถตกตะกอนได้เองตามแรงดึงดูดของโลก ตะกอนจุลินทรีย์ซึ่งรวมตัวเป็นก้อนสามารถตกตะกอนได้ดีนั้น ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายอย่าง เช่น อัตราส่วนของปริมาณอาหารต่อปริมาณจุลชีพ อาหารเสริม (ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และเหล็ก) ค่าความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำ เป็นต้น ดังที่กล่าวมาบ้างแล้วจากถังเติมอากาศ

            การหมุนเวียนตะกอนกลับ

            บ่อเติมอากาศจะต้องมีปริมาณเซลล์จุลินทรีย์มากเพียงพอ จึงจะสามารถกำจัดความสกปรกในน้ำเสียได้ทัน ต้องมีการสูบตะกอนที่ระบายจากก้นถังตกตะกอนกลับมาเติมอากาศใหม่ เพื่อให้มีปริมาณแบคทีเรียอยู่ในระบบได้มากเพียงพอที่กำจัดความสกปรกในน้ำเสียได้

            การระบายตะกอนส่วนเกินออกจากระบบ

            เมื่อระบบบำบัดน้ำเสียถูกใช้งานไประยะหนึ่ง ปริมาณเซลล์ในถังเติมอากาศจะสะสมขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งเป็นข้อดีในแง่ทำให้มีปริมาณแบคทีเรียที่จะกำจัดความสกปรกในน้ำเสียได้มากอย่างไรก็ตามเมื่อถึงจุดหนึ่งซึ่งปริมาณเซลล์จะมีมากจนกระทั่งมีปัญหาไม่สามารถตกตะกอนแยกน้ำใสได้ทันเมื่อถึงจุดนี้จำเป็นต้องระบายตะกอนออกจากระบบโดยใช้เครื่องสูบตะกอนกลับ สูบตะกอนไปยังลานตากตะกอน 

 

ปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของระบบ

ผู้ควบคุมการทำงานของระบบจะต้องทราบปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อการทำงานของระบบ ที่จะได้เตรียมการป้องกันและแก้ไขเหตุขัดข้องต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นและทำให้ระบบมีประสิทธิภาพลดลง

 

1. ความเข้มข้นของสารอินทรีย์ในน้ำเสีย

เนื่องจากสารอินทรีย์ในน้ำเสีย เป็นอาหารของจุลินทรีย์ในระบบแอคติเวตเต็ดสลัดจ์ ดังนั้นหากความเข้มข้นของสารอินทรีย์เปลี่ยนแปลงมากจะมีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบโดยอาจจะทำให้มีอัตราส่วนของอาหารต่อจุลินทรีย์สูง ( มีอาหารมาก) ทำให้จำนวนจุลินทรีย์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนมีลักษณะเติบโตกระจายอยู่ทั่วไป(Dispersed Growth) แทนที่จะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนที่ดี (Floc.) เป็นผลให้ตะกอนไม่ดี น้ำออกขุ่น และมีค่าสารอินทรีย์หรือ บีโอดี อยู่สูง หรืออาจเกิดขึ้นในทำนองตรงกันข้าม คือ มีอัตราส่วนของอาหารต่อจุลินทรีย์ต่ำ (มีอาหารน้อย) จนทำให้จำนวนจุลินทรีย์เจริญเติบโตน้อยลง

            ดังนั้นการควบคุมการทำงานที่ดีจึงต้องควบคุมอัตราส่วนของอาหารต่อจุลินทรีย์ในระบบให้มีค่าพอเหมาะ

 

2. อาหารเสริม

จุลินทรีย์ต้องการอาหารเสริม (Nutrients) ซึ่งได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และเหล็ก นอกเหนือจากสารอินทรีย์ต่างๆ ซึ่งนำมาใช้เป็นพลังงาน ปกติแร่ธาตุต่างๆ เหล่านี้มีอยู่ครบ อยู่ในน้ำเสียจากชุมชน (Domestic Wastewater) แต่อาจจะมีไม่พอในน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม การขาดสารอาหารเสริมที่สำคัญเหล่านี้จะทำให้จุลินทรีย์ที่สร้างฟลอคเติบโตได้ไม่ดีจนทำให้จุลินทรีย์ชนิดเส้นใยเจริญเติบโตได้มากกว่า ซึ่งจะทำให้ตะกอนเร่งตกตะกอนได้ยาก และเกิดเป็นชั้นตะกอนอืดขึ้นมาสูงในถังตกตะกอนและอาจจะล้นไหลออกมากับน้ำทิ้งจนระบบไม่สามารถรองรับต่อไปอีกได้ นอกจากนั้นการที่จุลินทรีย์หลายชนิดเจริญเติบโตได้ไม่ดีจะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานต่างๆ ของระบบต่ำลงอีกด้วย

ปกติจะควบคุม บีโอดี 100 กิโลกรัม ต้องมีไนโตรเจน 5 กิโลกรัม ฟอสฟอรัส 1 กิโลกรัมและเหล็ก 0.5 กิโลกรัม การเติมไนโตรเจนมักใส่ลงไปในรูปของแอมโมเนียหรือยูเรีย สำหรับฟอสฟอรัสจะใส่ลงไปในรูปของกรดฟอสฟอริก และใส่เหล็กในรูปของเฟอริกคลอไรด์ ในการเติมอาหารเสริมจะต้องสังเกตและวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำออกให้มีค่าแร่ธาตุต่างๆ เหลืออยู่เพียงเล็กน้อย เพราะการใส่ลงไปมากเกินไปนอกจากจะเป็นการสิ้นเปลืองแล้ว ยังเป็นสารมลพิษทำลายสิ่งแวดล้อมได้อีกต่อไป

 

3. ออกซิเจนละลายน้ำ

ในถังเติมอากาศจะต้องมีค่าออกซิเจนละลายน้ำระหว่าง 1-2  มก/ล. ซึ่งปริมาณของอากาศหรือออกซิเจนที่ใช้เพื่อรักษาค่าความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำนี้ ขึ้นกับอุณหภูมิหากอุณหภูมิสูงจุลินทรีย์สามารถทำงานได้มากก็จะต้องการออกซิเจนมาก นอกจากนั้นที่อุณหภูมิสูงออกซิเจนจะมีค่าการละลายน้ำอิ่มตัว (Saturation Value) ต่ำ จึงทำให้ต้องใช้ออกซิเจนมากเมื่ออุณหภูมิของน้ำในถังเติมอากาศสูง ในทำนองกลับกันหากอุณหภูมิของน้ำต่ำก็ทำให้มีความต้องการการเติมอากาศน้อยกว่าที่อุณหภูมิสูงในการที่จะรักษาระดับความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำที่ค่าเท่ากัน

 

4. ระยะเวลาในการบำบัด

            ระยะเวลาที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียในถังเติมอากาศ จะต้องมีมากพอเพียงที่จุลินทรีย์ จะใช้ในการย่อยสลายมวลสารต่างๆ หากมีระยะเวลาต่ำกว่ามากไป สารที่ย่อยยากๆ จะถูกย่อยไม่ถึงขั้นสุดท้าย ทำให้มีค่า บีโอดี เหลืออยู่ในน้ำเสียมาก

            สำหรับระยะเวลาในถังตกตะกอนขั้นสองก็เช่นเดียวกัน หากมีน้อยเกินไปจะทำให้ตะกอนเร่งตกตะกอนได้ไม่ดี แต่ถ้านานเกินไปก็จะทำให้ตะกอนเร่งขาดออกซิเจนและเน่าได้

           

5. ค่าพีเอช

            พีเอช (pH) เป็นค่าแสดงความเป็นกรด-ด่าง ค่าพีเอชเท่ากับ 7 ถือว่าเป็นกลาง ถ้าน้อยกว่า 7 ถือว่าเป็นกรด ถ้ามากกว่า 7 ถือว่าเป็นด่าง

            แบคทีเรียเจริญเติบโตได้ดีที่ค่าพีเอชระหว่าง 6.5 – 8.5 ถ้าพีเอชมีค่าต่ำกว่า 6.5 รา (fungi) จะเจริญเติบโตได้ดีกว่าแบคทีเรีย ทำให้ระบบทำงานได้ไม่ดีเช่นกัน แต่ถ้าพีเอชมีค่าต่ำมากหรือสูงมาก จุลินทรีย์ก็จะตายหมด ไม่สามารถดำรงชีพต่อไปได้

 

6. สารเป็นพิษ

            สารเป็นพิษแบ่งออกได้เป็นสองจำพวกคือ แบบเฉียบพลัน (Acute Toxicity) ซึ่งจุลินทรีย์จะตายหมดภายในระยะเวลาไม่กี่ชั่วโมง และแบบออกฤทธิ์ช้า (Chronic Toxicity) ซึ่งใช้นานและค่อยๆ ตาย

            พิษเฉียบพลันสามารถสังเกตดูได้ง่าย เนื่องจากมีผลเกิดขึ้นเร็ว สารพิษจำพวกนี้ได้แก่ ไซยาไนด์ อาร์เซนิค เป็นต้น สำหรับพิษที่ออกฤทธิ์ช้า เช่น ทองแดง และโลหะหนักต่างๆ จุลินทรีย์จะสะสมเอาไว้ภายในเซลล์จนเกิดเป็นพิษและตายในที่สุด นอกจากนั้นอาจจะเกิดจากสารอินทรีย์ก็ได้ เช่น แอมโมเนียซึ่งมีความเข้มข้นสูงเกิน 500 มก./ล. เป็นต้น

            7. อุณหภูมิ

            อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการเจริญเติมโตของจุลินทรีย์ในกระบวนการตะกอนเร่ง โดยทั่วๆ ไปการเพิ่มอุณหภูมิขึ้นทุก 10 ซ จะทำให้จุลินทรีย์เจริญเติบโตเพิ่มขึ้นได้อีกเท่าตัว จนถึงอุณหภูมิประมาณ 37 ซ จากนั้นอุณหภูมิจะร้อนเกินไปจนจุลินทรีย์เจริญเติบโตน้อยลงอย่างรวดเร็ว

            เนื่องจากการเพิ่มหรือลดอุณหภูมิของน้ำในระบบทำได้ยาก ดังนั้น ผู้ควบคุมจึงต้องปรับค่าความเข้มข้นของตะกอนเร่งในถังเติมอากาศ หรือ MLSS ให้มีค่าน้อยเมื่ออุณหภูมิ ของอากาศร้อนและเพิ่มปริมาณให้มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิต่ำ แต่สำหรับในประเทศไทยอุณหภูมิในฤดูร้อนและฤดูหนาวไม่แตกต่างกันมากนัก จึงไม่ค่อยจำเป็นในการปรับค่า MLSS ตามฤดูกาลนอกจากโรงงานอุตสาหกรรมซึ่งมีน้ำเสียมีอุณภูมิเปลี่ยนแปลงมากเป็นช่วงระยะเวลานานๆ

            การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิยังมีผลต่อการทำงานในถังตกตะกอนขั้นสอง โดยหากว่าอุณหภูมิต่ำตะกอนจะตกได้ดีกว่าอุณหภูมิสูง และถ้าหากอุณหภูมิในถังตกตะกอนมีการเปลี่ยนแปลงแตกต่างกัน 2 ช จะทำให้เกิดการไหลวนของน้ำเนื่องจากมีความหนาแน่นแตกต่างกัน ซึ่งเรียกว่า Density Current

8. การกวน

ภายในถังเติมอากาศจะต้องมีการกวนอย่างทั่วถึงเพื่อให้จุลินทรีย์ได้สัมผัสกับน้ำเสียที่ส่งเข้ามาบำบัดใช้เป็นอาหารและลดมลสาร  ต่างๆ รวมทั้งจะได้จับตัวกันเป็นฟลอคที่ดี การกวนที่ถูกต้องจะป้องกันมิให้น้ำเสีย ไหลลัดวงจร และทำให้ระบบมีประสิทธิภาพในการกำจัดมลสารสูง การกวนที่สมบูรณ์ (Complete Mix) จะต้องมีค่า MLSS และค่าความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำสม่ำเสมอกันทั่วทั้งถัง

9.อัตราการไหลของน้ำเสีย

การเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของน้ำเสียที่ส่งมาเข้าระบบบำบัด มีผลโดยตรงต่อการทำงานของกระบวนการทางชีววิทยาและในถังตกตะกอน หากน้ำเสียมีอัตราการไหลเพิ่มมากขึ้นจะทำให้มีระยะเวลาในการบำบัดน้อยลง มีค่าสารอินทรีย์เพิ่มมากขึ้นและระยะเวลาในการตกตะกอนในถังตกตะกอนขั้นสองลดลงด้วย ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของระบบลดลง ส่วนอัตราการไหลที่น้อยเกินไปก็มีผลเสียเช่นเดียวกัน  ดังนั้นจึงควรมีการควบคุมให้มีการส่งน้ำเสียเข้ามาบำบัดอย่างสม่ำเสมอ ในอัตราที่ใกล้เคียงกับที่ได้ออกแบบไว้ เช่น อาจจะสร้างเป็นบ่อพักเก็บกัก (Equalization Tank) เป็นต้น

การติดตามผลเพื่อใช้ในการควบคุมการทำงาน           

การติดตามผลของกระบวนการ (Process Monitoring) มีสองวิธีที่ซึ่งจะต้องทำควบคู่กันไป คือการตรวจสอบที่เห็นได้ (Visual) และการวิเคราะห์น้ำตัวอย่าง (Analytical)ในห้องปฎิบัติการ

การตรวจสอบที่เห็นได้      

ผู้ควบคุมจะต้องทำการติดตามผลจากการตรวจสอบลักษณะทางกายภาพต่างๆ ที่เป็นตัวชี้บอกสถานภาพในการทำงานของระบบว่าสมบูรณ์ถูกต้องเพียงใด ซึ่งประกอบด้วย สี  กลิ่น ฟอง การเจริญเติบโตของสาหร่าย ลักษณะการเติมอากาศ ลักษณะของน้ำออก ฟองก๊าซในถังตกตะกอน ตะกอนลอย  การสะสมของตะกอน ลักษณะการไหลของน้ำ  การกวนและการสัมผัส                                                                                                                                                                                                                                                              

                                                  

            1. สี

สีของตะกอนเร่งที่ดีควรเป็นสีน้ำตาลเข้มคล้ายสีของชอคโกแลต  ถ้าพบว่าตะกอนเร่งมีสีดำคล้ำ แสดงว่าขาดออกซิเจนจนเกิดการเน่า จำเป็นต้องเพิ่มการเติมอากาศและหากตะกอนเร่งมีสีผิดปกติ  แสดงว่ามีสารแปลกปลอมเข้ามาในระบบ ส่วนโรงบำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมที่น้ำเสียมีสีปนออกมามาก เช่นโรงงานย้อมผ้า  จะทำให้สีของตะกอนเร่งเปลี่ยนแปลงไปตามสีของน้ำเสียได้

            2. กลิ่น

ระบบที่ได้รับการควบคุมที่ดีจะไม่มีกลิ่นเหม็น ถ้าตักตัวอย่างน้ำตะกอนจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศมาดมจะมีเพียงกลิ่นอับๆ คล้ายกลิ่นดิน เท่านั้น แต่ถ้าระบบมีการเติมอากาศไม่เพียงพอตะกอนจุลินทรีย์ก็จะเน่า เปลี่ยนเป็นสีดำ และมีกลิ่นเหม็นของก๊าซไนโตรเจนซัลไฟด์

            3. ฟอง

การสังเกตุฟองที่เกิดขึ้นสามารถบอกลักษณะการทำงานของระบบได้หลายอย่าง หากพบฟองขาวออกจากถังตกตะกอนขั้นสองแสดงว่ามีความเข้มข้นของตะกอนจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศมากเกินไป ถ้าพบฟองสีขาวในถังเติมอากาศแสดงว่าตะกอนจุลินทรีย์อายุมากเกินไป ต้องนำตะกอนส่วนเกินไปทิ้งให้มากขึ้น นอกจากนั้นฟองยังอาจจะเกิดขึ้นจากสารเคมีหรือผงซักฟอกต่างๆที่เข้ามาในระบบก็ได้

            4. การเจริญเติบโตของสาหร่าย  

การที่มีสาหร่ายเจริญเติบโตอย่างมากมายเกาะอยู่ตามผนัง ของถังและรางส่งน้ำต่างๆ แสดงว่ามีอาหารเสริม คือ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่เหลือออกมากับน้ำออกเป็นจำนวนมาก หรือถึงแม้ว่ามีเพียงฟอสฟอรัสว่ามีเหลือออกมาเท่าใด และลดปริมาณการเติมให้พอเหมาะ

           

5. ลักษณะการเติมอากาศ

สำหรับเครื่องกลเติมอากาศจะต้องสังเกตุลักษณะการตีน้ำของใบพัดว่าน้ำกระจายได้ดีหรือไม่  และจะต้องสามารถกวนน้ำให้ผสมกันอย่างทั่วถึงทั้งบ่อ หากลักษณะการตีน้ำไม่ดีอาจจะเนื่องมาจาก ใบพัดจมน้ำมากหรือน้อยเกินไป ซึ่งผู้ควบคุมจะต้องทดลองปรับและสังเกตุลักษณะการตีน้ำที่ความลึกของใบพัดต่างๆ กัน

            6. ลักษณะของน้ำออก

หากพบว่ามีตะกอนแขวนลอยออกมากับน้ำออกจากถังตกตะกอนขั้นสองเป็นปริมาณมากแสดงว่าระบบมีปัญหาในการควบคุมการทำงานซึ่งอาจจะเกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ เช่น ถ้าเห็นว่าตะกอนแขวนลอยไหลออกที่รางรับน้ำเพียงด้านใดด้านด้านหนึ่งแสดงว่าน้ำไหลออกทางด้านนั้นมากกว่าด้านอื่นๆ จนกระแสน้ำพัดพาเอาตะกอนหลุดออกมาด้วย ในกรณีนี้จะต้องปรับแผ่นน้ำล้น ให้น้ำไหลออกอย่างสม่ำเสมอเท่ากันทั้งถัง  แต่ถ้าพบว่ามีตะกอน แขวนลอยหลุดออกมากับน้ำออกตลอดทั้งถัง  แสดงว่าตะกอนจุลินทรีย์ตกตะกอนได้ไม่ดี ซึ่งอาจเกิดจากชนิดของจุลินทรีย์ที่ตกตะกอนได้ยาก เช่นพวกแบคทีเรียชนิดเส้นใย (Filamentous Bacteria) หรืออาจเกิดจากการไหลวนของน้ำในถัง ตกตะกอนส่วนต่างๆ แตกต่างกันเกิน 2 ซ. หรืออาจจะเกิดจาก ดีไนตริฟิเคชั่นก็ได้

            7. ฟองก๊าซในถังตกตะกอน

หากพบฟองก๊าซในถังตกตะกอนขั้นสองแสดงว่า  ตะกอนจุลินทรีย์ค้างอยู่ในถังตกตะกอนนานเกินไปจำเป็นต้องเพิ่มอัตราการสูบตะกอนกลับ สาเหตุอาจจะเกิดจากมีชั้นตะกอนจุลินทรีย์ที่ก้นถังตกตะกอนสูงเกินไปจนทำให้เกิดสภาพขาดออกซิเจน และมีการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน   (Anaerobic) เกิดเป็นก๊าซต่างๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์  มีเทน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ลอยขึ้นมาที่ผิวน้ำ การที่เกิดก๊าซลอยขึ้นมานี้ ทำให้เกิดปัญหาด้านการควบคุมการทำงานเพราะฟองก๊าซจะเกาะหรือพยุงเอาตะกอนจุลินทรีย์ในบริเวณนั้นลอยขึ้นมาส่วนบน และไหลออกไปกับน้ำออกจากถังตกตะกอน ทำให้น้ำทิ้งขุ่น ฟองก๊าซอาจจะเกิดดีไนตริฟิเคชัน ซึ่งเป็นกระบวนการเปลี่ยนไนเตรต (NO₃ ) ที่มีอยู่ในน้ำ โดยจินทรีย์จะนำออกซิเจนมาใช้ในการสันดาปแล้วปล่อยก๊าซไนโตรเจนลอยขึ้นมาที่ผิวน้ำก็ได้

            8. ตะกอนลอย

การที่มีวัสดุลอยน้ำ (Floating Material) หรือชั้นของตะกอนลอย (Scum layer) ปรากฎให้เห็นที่ผิวน้ำในถังตกตะกอน แสดงว่าในน้ำเข้า มีน้ำมันหรือไขมันผสมอยู่มากทำให้ตะกอน             จุลินทรีย์ไม่สามารถตกตะกอนได้ดี และมีประสิทธิภาพในการบำบัดบีโอดี ต่ำ สาเหตุอีกประการหนึ่งที่ทำให้เกิดตะกอนลอยได้แก่  การเติมอากาศมากเกินไปจนทำให้ฟองอากาศจับกับตะกอน      จุลินทรีย์ลอยขึ้นมาที่ผิวน้ำ ปกติค่าออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำในถังเติมอากาศควรมค่าระหว่าง 1-2 มิลลิกรัมต่อลิตร

            9. การสะสมของตะกอน

การสะสมของตะกอน (Solids Accumulation) ที่มุมถังหรือช่วงกลางระหว่าเครื่องเติมอากาศแสดงให้เห็นว่ามีการกวนในถังเติมอากาศไม่ดีพอ ปัญหานี้ตรวจสอบได้โดยการใช้ไม้หยั่งลงไปดูตามขอบหรือมุมของถังว่ามีตะกอนตกค้างอยู่หรือไม่ แต่ถ้าพบว่าตะกอนที่ตกค้างอยู่เป็นทรายที่หนักแสดงว่าถังแยกทราย (Grit Chamber) หรือถังตกตะกอนขั้นแรก (Primary Clarifier) ทำงานได้ไม่ดี  ตะกอนที่ทับถมอยู่ในถังเติมอากาศจะทำให้ปริมาตรใช้งานของถังลดน้อยลงซึ่งเป็นผลทำให้ประสิทธิภาพในการกำจัด บีโอดี ลดลงด้วย นอกจากนั้นอาจจะเกิดการเน่าทำให้ตะกอน            จุลินทรีย์ตกตะกอนได้ไม่ดี และมีกลิ่นเหม็นได้

            10. ลักษณะการไหลของน้ำ

หากน้ำเกิดการไหลลัดวงจร  (Short  Circuit) ซึ่งหมายถึงน้ำเสียที่เข้ามาในถังเติมอากาศแล้วไหลออกไปโดยที่ไม่ได้ถูกบำบัดตามระยะเวลาที่ได้ออกแบบไว้ จะเป็นผลให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง ผู้ควบคุมสามารถสังเกตุลักษณะการไหลภายในถังเติมอากาศได้จากฟอง ตะกอนลอย หรือตะกอนแขวนลอยที่มีอยู่ในถัง การแก้ไขปัญหาสามารถทำได้โดยการติดตั้งแผ่นกั้นน้ำ (Baffle) ที่ตำแหน่งที่เหมาะสม

            11. การกวน

การกวนให้ตะกอนจุลินทรีย์สัมผัสกับน้ำเสีย เป็นปัจจัยสำคัญในการบำบัดน้ำเสีย และยังต้องมีกำลังเพียงพอ ที่จะไม่ทำให้เกิดการตกตะกอนที่ก้นถังเติมอากาศ ดังนั้นการเลือกใช้และการติดตั้งเครื่องเติมอากาศให้เหมาะกับรูปร่างและขนาดของถังเติมอากาศจึงเป็นสิ่งที่จำเป็น

            12. การสัมผัส

ผู้ควบคุมจะต้องสังเกตุและตรวจเครื่องจักรต่างๆ ด้วยการสัมผัส เช่น จับดูมอเตอร์ว่าร้อนผิดปกติหรือไม่และตรวจการสั่นสะเทือนต่างๆ หากพบเหตุผิดปกติจะได้แก้ไขได้ทันท่วงที

 

 การตรวจสอบโดยการวิเคราะห์ตัวอย่าง

             การตรวจสอบโดยการวิเคราะห์ตัวอย่าง เป็นสิ่งจำเป็นในการควบคุมการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสีย เพื่อนำไปใช้ในการประเมินสภาพการทำงาน วิเคราะห์ปัญหาที่เกิดขึ้นและคำนวณค่าที่ใช้ควบคุมระบบต่างๆ

การตรวจสอบที่สำคัญมีดังต่อไปนี้ คือ

 

1. ออกซิเจนละลายน้ำ

2. ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (บีโอดี)

3. ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (ซีโอดี)

4. อัตราการใช้ออกซิเจน

5. ของแข็งแขวนลอย

6. ของแข็งแขวนลอยระเหย

7. สารที่ตกตะกอนได้

8. การทดสอบการตกตะกอน 30 นาที

9. อาหารเสริม

10. พีเอช

11. สภาพกรดและสภาพด่าง

12. อุณหภูมิ

13. น้ำมันและไขมัน

14. ดัชนีปริมาตรของตะกอน

15. ดัชนีความหนาแน่นของตะกอน

16. การวัดชั้นของตะกอน

17. อัตราการไหล

18. ระยะเวลาเก็บกัก

19. อัตราการเติมสารเคมี

20. การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์

ซึ่งในที่นี้จะขอกล่าวเฉพาะการทดสอบการตกตะกอน 30 นาที เท่านั้น

การทดสอบการตกตะกอน

(30 – Minute Settling Test)

 

การทดสอบการตกตะกอน30 นาที ของน้ำตะกอน( MLSS) เป็นการทดสอบเพื่อแสดงลักษณะการตกตะกอนและการอัดตัวของตะกอนในถังตกตะกอนขั้น 2 ซึ่งเป็นวิธีที่สามารถทำได้ง่ายอีกทั้งสามารถนำไปใช้ควบคุมระบบได้ ดังมีการทดสอบดังนี้

 

1. นำน้ำจากกระบอกตวงมาใสในกระบอกตวง (Cylinder) หรือกรวยสำหรับทดสอบการตกตะกอน (Imhoff  Cone) ขนาด 1,000 มิลลิลิตร (ml) จนเต็ม

2. จากนั้นจดปริมาตรของตะกอนทุก 5, 10, 15, 20 และ 30 นาทีตามลำดับค่าที่อ่านได้ในนาทีที่ 30 นี้ เรียกว่า V₃₀ เป็นค่าพารามิเตอร์ อย่างหยาบสำหรับกำหนดปริมาณระบายตะกอน (Sludge) ออกจากระบบ

 

ในการทดสอบจะต้องระมัดระวังเรื่องต่อไปนี้

1. ควรทำการทดสอบตัวอย่างเดี่ยวอย่างน้อยวันละ 2 ครั้ง ทั้งเช้าและบ่าย

2. ตัวอย่างเดี่ยวควรเก็บในขณะที่มีอัตราการไหลของน้ำเสียสูงสุด และในขณะที่มีอัตราการไหลของน้ำเสียเฉลี่ย

3. ควรเก็บตัวอย่างที่ตำแหน่งเดียวกันทุกวัน

4.ไม่ควรเขย่าหรือถ่ายเทตัวอย่าง อย่างรุนแรง

5.ใส่น้ำตัวอย่างลงในกระบอกตวงให้มีปริมาตร 1,000 มิลลิลิตร

6. จดเวลาที่เริ่มทดสอบและอุณหภุมิ

7. จดระดับของตะกอนทุกระยะ 5 นาที สำหรับช่วง 30 นาทีแรก และทุก 10 นาทีต่อจากนั้นจนถึง 1 ชม.

 

ในระหว่างการทดสอบ  ผู้ควบคุมจะต้องเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงและลักษณะของตะกอนโดยสังเกตดังนี้

1.ในระยะเวลา 5-10 นาทีแรก

            - น้ำตะกอนรวมตัวกันเป็นชั้นหรือไม่

            - ตะกอนอัดตัวแน่นและเป็นระเบียบดีหรือไม่ น้ำเหนือชั้นตะกอนใสหรือขุ่น

            - มีตะกอนเหลือตกเป็นชั้นหรือไม่

 

 2. ที่เวลา 30 นาที

            - ตะกอนรวมตัวกันแน่น และมีลักษณะเป็นคลื่น

 - ตะกอนมีลักษณะเป็นปุยหรือรวมตัวผสมกันดี

 3. ที่เวลา 60 นาที

            - มีตะกอนขึ้นมาที่ผิวน้ำบางหรือไม่

            - หากตั้งทิ้งไว้ 2-4 ชม.ตะกอนลอยขึ้นมาที่ผิวน้ำหรือไม่

 

             การทดสอบการตกตะกอน 30 นาที เป็นการทดสอบที่ง่ายและมีประโยชน์มาก เพราะสามารถใช้บอกตำแหน่งที่เกิดปัญหา  และวิเคราะห์ปัญหาได้อย่างถูกต้องและรวดเร็ว สามารถติดตามแก้ไขปัญหาได้อย่างถูกจุด

 

            โดยปกติ ถ้าควบคุมปริมาณน้ำเสียเข้าระบบให้มีค่าใกล้เคียงกันทุกวัน ค่า V₃₀ ควรมีค่าใกล้เคียงกัน ถ้า V₃₀ มีค่าที่เปลี่ยนแปลงไปมากผิดปกติ แสดงว่าน้ำเสียมีความสกปรกเปลี่ยนแปลงไปด้วย หรือมีความผิดพลาดในการควบคุม

 

ลักษณะการตกตะกอนของระบบแอคติเวดเตดสลัดจ์ (AS) หรือระบบเลี้ยงตะกอน

ถ้ามีระบบที่ดีแล้ว ลักษณะการตกตะกอนควรมีลักษณะเช่นนี้

- ต้องมีตะกอน Sludge สีน้ำตาลเข้มหรือเสียเช่นเดียวกับน้ำเสียของโรงงาน เช่น โรงงานงานย้อมผ้าที่มีการใช้สีน้ำเงิน ตะกอนจะมีสีน้ำเงินเช่นเดียวกัน

 - สามารถตะตะกอนได้อย่างรวดเร็ว แบ่งชั้นได้อย่างชัดเจนระหว่าง Sludge และน้ำใส

 - เมื่อตกตะกอนแล้วต้องให้น้ำใส ความขุ่นน้อยหรือไม่มีเลยหากการตกตะกอนมีลักษณะเช่นนี้แล้ว ก็อาจคาดได้ว่าน้ำทิ้งจากถังตกตะกอนจะมีค่า BOD ประมาณ 20-60 mg/l หรือต่ำกว่า

 

ถ้า –     V₃₀ น้อยกว่า 300 ml แสดงว่ามี Sludge อยู่ในระดับน้อยเกินไป

–       V₃₀  อยู่ในช่วง 300 – 800 แสดงว่าการออกแบบระบบและการควบคุมได้ถูกต้อง

–       V₃₀  มากกว่า 800 ml แสดงว่ามี Sludge อยู่ในระบบมากเกินไป

การตกตะกอนอย่างมีปัญหา

1.การตกตะกอนที่ทำให้น้ำขุ่น

1.1     การตกตะกอนของเซลล์ที่อายุน้อย

-          แบคทีเรียไม่จับตัวเป็นกลุ่มก้อน

 

-          ไม่พบโปรโตซัว

-          ไม่สามารถวัด  SVI และ V₃₀ ได้ เนื่องจากมีค่าต่ำมาก

      SVI :  SLUDGE VOLUME INDEX (ดัชนีปริมาตรตะกอน) เป็นเพียงค่าเปรียบเทียบเพื่อใช้ในการควบคุมการทำงานของระบบใดระบบหนึ่งหรือเปรียบเทียบกับระบบที่ใกล้เคียงกันเท่านั้น

     SVI =  V₃₀ × 1000/MLSS

     SVI < 100 ตกตะกอนได้ดี

     SVI > 150 – 200 เริ่มมีปัญหา

     SVI > 250 แสดงว่าตกตะกอนไม่ดีต้องแก้ไข

 

1.2   การตกตะกอนของแบคทีเรียไม่สมบรูณ์

- แบคทีเรียมีอายุแล้วแต่ไม่สมบรูณ์ เช่น ได้รับออกซิเจนไม่เพียงพอ ได้รับไนโตรเจน, ฟอสฟอรัสไม่เพียงพอ จะไม่สามารถตกตะกอนได้อย่างหมดจด น้ำที่ผ่านการตกตะกอนแล้วขุ่นคล้ายน้ำคลอง

- Sludge ส่วนใหญ่สามารถตกตะกอนได้ สามารถวัด V₃₀ ได้

- SVI & V₃₀ อาจมีค่าอยู่ในช่วงปกติ แต่น้ำไม่ใส

 

1.3    การตกตะกอนแบบปกติ แต่มี Sludge ลอยในภายหลัง

- Sludge ตกตะกอนปกติ หลังจาก 30 นาที อาจเกิดการลอยตัวของ Sludge ที่นอนก้นได้ภายหลัง ทำให้มี Sludge ปิดผิว

- มีก๊าซไนโตรเจนเกิดขึ้น (เห็นชัดมากในถังตกตะกอนเนื่องจาก Sludge ลอยคลุมผิวน้ำเต็มไปหมด อาจหนาหลาย เซนติเมตร)

            - SVI & V₃₀ อยู่ในระดับปกติ

 

1.4    การตกตะกอนในถังตกตะกอนที่ออกแบบบกพร่อง

- ถ้าผลจากการทดลองตกตะกอนในกระบอกตวงหรือ Imhoff cone ได้น้ำใสที่มีตะกอนแขวนลอยน้อย แต่ถังตกตะกอนแขวนลอยสูงกว่ามาก แสดงว่าถังตกตะกอนได้รับการออกแบบไม่ดี เช่น ความลึกน้อยเกินไป เกิดการฟุ้งของสลัดจ์ที่ก้นถัง ทางน้ำออกไม่ดี ทางน้ำเข้าไม่ดี ฯลฯ

- SVI & V₃₀ อาจอยู่ในระดับปกติ ให้น้ำใสในกระบอกตวงหรือ Imhoff cone

           2. การตกตะกอนของสลัดจ์ที่เป็นโรคจมไม่ลง (Sludge Bulking)

            - อัตราการตกตะกอนต่ำมาก

            - SVI มากกว่า 250 แต่ได้น้ำใสมาก

            - V₃₀ มากกว่า 900-950

            - พบแบคทีเรียแบบเส้นใยยาวๆ จำนวนมาก

            - ถ้าอาการรุนแรง จะสังเกตเห็นชั้น Sludge ลอยอยู่ในถังตกตะกอน และอาจหลุดไปกับน้ำใส ทำให้น้ำทิ้งมีค่า BOD สูง

            บางครั้ง V30 สูงมาก แต่ SVI ไม่ถึง 200 กรณีนี้ไม่จำเป็นต้องเป็นโรคจมไม่ลงของสลัดจ์ (Bulking) แต่มักเกิดขึ้นเพราะมีตะกอนแขวนลอยในถังเติมอากาศสูงมาก เช่น มากกว่า 5,000 mg/l เป็นต้น ในกรณีเช่นนี้ อาจมีผลเสียต่อการทำงานของระบบหรือไม่ก็ได้ ทั้งนี้แล้วแต่ว่าระบบสามารถทำงานในภาวะที่มี MLSS สูงมากได้หรือไม่

 

ปัญหาในการควบคุมการทำงานและวิธีการแก้ไข

            ปัญหาที่เกิดขึ้นในด้านการทำงานของกระบวนการตะกอนเร่ง แบ่งออกได้เป็นสองส่วนใหญ่ๆ คือ ปัญหาในถังเติมอากาศ และในถังตกตะกอนขั้นสอง สำหรับปัญหาที่เกิดขึ้นในถังตกตะกอนขั้นสอง สามารถนำมาวิเคราะห์หาสาเหตุได้จากการทำการทดสอบการตกตะกอน 30 นาที เพื่อแสดงลักษณะการตกตะกอนของน้ำตะกอน

 

ปัญหาที่เกิดขึ้นในถังเติมอากาศและวิธีการแก้ไข

 

1. ปัญหาออกซิเจนละลายน้ำและการกวน

เครื่องเติมอากาศในถังเติมอากาศจะทำหน้าที่สองอย่างคือให้ออกซิเจนแก่จุลชีพและกวนให้จุลชีพสัมผัสกับน้ำเสีย

ผู้ควบคุมต้องตรวจว่าในถังเติมอากาศมีการกวนน้ำให้ผสมกันอย่างทั่วถึงดีหรือไม่หากพบว่าจุดหนึ่งจุดใดมีลักษณะของการไหลของน้ำผิดปกติ อาจจะเกิดจากหัวกระจายอากาศอุดตันหรือมีปัญหาในด้านการเป่าอากาศ และ/หรือการแบ่งปริมาณอากาศ สำหรับใช้เครื่องกลเติมอากาศมักไม่ค่อยพบปัญหาในด้านการกวนถ้าติดตั้งตามคำแนะนำของบริษัทผู้ผลิต

การตรวจวัดค่าออกซิเจนละลายน้ำที่จุดและความลึกต่างๆ (D.O. Profile) ควรทำทุก 6 เดือน เพื่อนำมาปรับแบ่งปริมาณการเป่าอากาศ (ถ้าใช้เครื่องเป่าอากาศ) และควบคุมให้มีค่า

 

 

ออกซิเจนละลายในน้ำระหว่าง 1-3 มก./ล.  ตลอดทั่วถึง หากมีค่าเปลี่ยนแปลงมากผิดปกติ อาจจะเนื่องมาจาก

1) อัตราเป่าอากาศสูงหรือต่ำกว่าความสามารถในการทำงานของหัวจ่ายอากาศ

2) ปรับวาล์วควบคุมปริมาณอากาศไม่เหมาะสม

3) หัวกระจายอากาศหรือ เครื่องกลเติมอากาศชำรุด

4) เครื่องกลเติมอากาศ มีความสามารถในการทำงานไม่เพียงพอ

 

วิธีแก้ไขสามารถทำได้ดังนี้

1) ปรับปริมาณการเป่าอากาศเพื่อรักษาค่าความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำระหว่าง 1- 3 มก./ล. และมีปริมาณการเป่าอากาศไม่ต่ำกว่า 0.28 ลบ.ม. / นาที – ม. ตามความยาวของถังเติมอากาศ เพื่อให้มีการกวนอย่างเพียงพอ

2) ปรับวาล์วควบคุมอากาศ เพื่อไม่ให้มีจุดบอด

3) ทำความสะอาดหัวกระจายอากาศทุก 6 เดือน

4) หากหัวกระจายอากาศแบบฟองเล็ก มีปัญหาในด้านการทำงานมากควรเปลี่ยนมาเป็นแบบฟองใหญ่ จะสามารถลดปัญหาด้านการซ่อมบำรุงได้ แต่ต้องแน่ใจว่ามีปริมาณอากาศเพิ่มขึ้นเพียงพอกับความต้องการ

5) เพิ่มเครื่องเติมอากาศให้เพียงพอ

 

2. ปัญหาเรื่องฟอง (Foaming Problems)

การเกิดฟองประมาณร้อยละ 10 -25  คลอบคลุมพื้นที่ผิวน้ำในถังเติมอากาศเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นตามปกติ แต่ถ้ามีปริมาณมากอาจจะถูกลมพัดลอยไปทำความสกปรก และความรำคาญแก่บริเวณใกล้เคียงและถ้าไหลไปเข้าถังตกตะกอนขั้นสองจะทำให้เกิดการสะสมในช่องรับน้ำเข้า (Inlet baffle) ทำให้ต้องเสียเวลาทำความสะอาดเพิ่มเติม

ลักษณะของฟองที่ทำให้เกิดปัญหามีอยู่ 2 แบบ คือ เป็นฟองสีน้ำตาลหนาเป็นฟองสีขาวข้น

 

2.1 ฟองสีขาว

ถ้าเกิดเป็นฟองสีขาวข้น แสดงว่า MLVSS น้อยเกินไป เป็นผลให้มีค่าอัตราส่วนอาหารต่อจุลชีพ  (F/M) สูง ฟองที่เกิดขึ้นอาจจะเกิดจากผงซักฟอกหรือสารโปรตีน ที่ไม่อาจย่อยสลายได้โดยจุลชีพที่มีค่าอายุตะกอนต่ำๆ

 

 

            สาเหตุในการเกิดฟองสีขาวข้น  อาจจะเนื่องมาจาก

1)      มีค่า MLVSS ต่ำในช่วงเริ่มการทำงานของระบบ

2)      ในการนำตะกอนไปทิ้งมากเกินไป

3)      มีสภาพแวดล้อมไม่เหมาะสม เช่นมีสารพิษเข้ามาในระบบ มีค่าพีเอชสูงหรือต่ำเกินไปมีออกซิเจนไม่เพียงพอ ขาดอาหารเสริม การเปลี่ยนแปลงของอุณภูมิ

4)      ตะกอนจุลชีพหลุดออกมากับน้ำทิ้งจากถังตะกอนขั้นสอง เป็นปริมาณมาก ซึ่งอาจจะมีสาเหตุมาจาก

-          การเปลี่ยนแปลงภาระบรรทุกอย่างรวดเร็ว

-          การทำงานของจุลชีพล้มเหลว

-          ชั้นของตะกอนในถังตกตะกอนสูงเกินไป

-          เครื่องจักรและอุปกรณ์ในถังตกตะกอนชำรุด

-          เกิดกระบวนการดีในตริฟิเคชั่นในถังตกตะกอน

-          การแบ่งน้ำมาเข้าถังตกตะกอน (ในกรณีที่มีหลายถังไม่เท่ากัน)

5. การกระจายของน้ำเสีย และ / หรือการสูบตะกอนกลับมาเข้าถังเติมอากาศไม่เหมาะสม

 

วิธีแก้ไขทำได้โดย

1)      ลดปริมาณการนำตะกอนไปทิ้งเพื่อเพิ่มค่าความเข้มข้นของ MLVSS (โดยเปลี่ยนแปลงไม่เกินร้อยละ 10 -15 ต่อวัน)

2)      ควบคุมการสูบตะกอนกลับให้มีระดับชั้นตะกอนสูงไม่เกินครึ่งหนึ่งของความสูงของถัง

3)      ควบคุมให้มีค่าออกซิเจนละลายน้ำระหว่าง 1 – 3 มก./ล. และให้มีสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับจุลชีพ

4)      ปรับปรุงระบบท่อให้กระจายน้ำเข้าถังเติมอากาศได้ดี

 

2.2 ฟองสีน้ำตาล

            ฟองสีน้ำตาลมักจะเกิดขึ้นในโรงบำบัดน้ำเสีย ที่ทำงานในช่วงอัตราการบำบัดธรรมดา หรืออัตราการบำบัดต่ำ และกระบวนการแบบนำตะกอนกลับมาเติมอากาศใหม่ (Sludge Re-aeration) การเกิดฟองชนิดนี้ จะทำให้เกิดปัญหาฟองสะสมตัวอยู่ในช่องรับน้ำเข้าของถังตกตะกอนและเกิดเป็นตะกอนขึ้นมาที่ผิวน้ำ

 

 

 

            สาเหตุของปัญหานี้อาจจะเนื่องจาก

            1) ควบคุมให้ถังเติมอากาศทำงานที่ค่าอัตราส่วนต่อจุลชีพต่ำ เพื่อต้องการให้เกิด ดีไนตริฟิเคชั่น

            2) มีการสะสมของ MLSS มากเกินไป เนื่องจากการนำตะกอนไปทิ้งน้อย

            3) ถ้าเป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบตะกอนมาเติมอากาศใหม่ จะพบฟองชนิดนี้ในถังย่อยสลาย (Stabilization Tank)

            4) การควบคุมการนำตะกอนไปทิ้งไม่ถูกต้อง

 

            วิธีแก้ไขสามารถทำได้โดย

            1) ถ้าไม่ต้องการให้เกิดไนตริฟิเคชั่น ให้ค่อยๆเพิ่มอัตราการนำตะกอนไปทิ้ง และนำตะกอนลอยที่ผิวหน้า (Scum) ไปทิ้งด้วยเพื่อเพิ่มค่า F/M

            2) ถ้าพบจุลชีพชนิดเส้นใย (filamentous microorganism) ให้กำจัดโดยการเติมคลอรีนด้วยปริมาณ 2-3 กก./1,000 กก. MLSS – วัน ลงในท่อสูบตะกอนกลับ

 

ปัญหาที่เกิดในถังตกตะกอนและวิธีการแก้ไข

            การวิเคราะห์ปัญหาที่เกิดขึ้นในถังตกตะกอนขั้นสองจำเป็นจะต้องนำน้ำตะกอนมาทดสอบในห้องทดลองประกอบการพิจารณา โดยนำน้ำตะกอนมาใส่ในกระบอกตวงแก้วขนาด 1,000 มล. และสังเกตุลักษณะของการตกตะกอน

            ลักษณะของปัญหาที่พบบ่อยมี 7 ประการ ดังแสดงในรูปส่วนรายละเอียดและวิธีแก้ไขจะใช้ตรงกันในแต่ละหัวข้อ

1. ตะกอนจุลชีพหลุดออกมากับน้ำทิ้งมาก

มีลักษณะน้ำในถังตกตะกอนขุ่น มีตะกอนลอยขึ้นมาเป็นแห่งๆ แต่เมื่อนำมาทดลองหลังจากตั้งทิ้งไว้ 30 นาที พบว่าน้ำส่วนบนใสและตะกอนตกได้ดี

สาเหตุ

            1. เครื่องจักรเสียหรือทำงานไม่สมบูรณ์

            2. มีฟองแก๊สจับอยู่ที่กลุ่มของตะกอน ซึ่งอาจจะเกิดจากตะกอนเน่าหรือเกิดไนตริฟิเคชั่น

            3. เกิดการไหลเนื่องจากความแตกต่างขออุณหภูมิ (temperature currents)

            4. มีปริมาณน้ำเข้ามากเกินไปจนถังตกตะกอนไม่สามารถรับได้

           

 

 

วิธีตรวจสอบและแก้ไข

1.  - ตรวจสอบและแก้ไขการทำงานของเครื่องกวาดตะกอน ท่อสูบตะกอน ท่อส่งตะกอน         เครื่องสูบตะกอน

     - ตรวจสอบความลึกของชั้นตะกอน และปรับให้ชั้นตะกอนอยู่สูงจากพื้นของถัง 0.3-0.9

       เมตร โดยควบคุมการสูบตะกอนออก และความเร็วของใบกวาดตะกอน

2.   - นำน้ำตะกอนมาตั้งทิ้งเอาไว้ประมาณ 1-2 ชม. แล้วค่อยๆกวน ชั้นตะกอนดูว่ามีฟอง

         แก๊สเกิดขึ้นหรือไม่  ถ้าไม่มีแก๊สแสดงว่าเกิดจากตะกอนเน่าซึ่งต้องใช้เวลานานกว่า 2  

         ชั่วโมง แต่ถ้ามีฟองแก๊สเกิดขึ้นให้ตรวจสอบไนเตรตในน้ำใสหากพบเป็นปริมาตร

         มาก ให้ดูวิธีแก้ในข้อ 4 (เกิดดีไนตริฟิเคชั่น)

3.   - วัดอุณหภูมิและปริมาตรออกซิเจนที่ละลายน้ำที่ระยะห่างจากศูนย์กลางและในช่วง

         ความลึกต่างๆ ตลอดพื้นที่หน้าตัดตามตั้งของถัง (Profiles) ถ้าพบว่าอุณหภูมิของผิว    

         น้ำ และก้นถังต่างกันเกิน 2 ช. ควรจะเพิ่มถังตกตะกอนหากทำได้

      - ตรวจสอบทางน้ำเข้าและทางน้ำออกว่าสามารถ กระจายน้ำได้ทั่วหรือไม่ หากพบสิ่ง

         ผิดปกติให้แก้ไข

4.  - ตรวจสอบระยะเวลาเก็บกัก (Detention Time) และอัตราการไหลผ่านพื้นที่ผิวน้ำ

        (Surface Overflow Rate) ของถังตกตะกอนว่าอยู่ในช่วงที่เหมาะสมหรือไม่ หากพบว่า          

         มีปริมาณน้ำเข้ามากเกินกว่าถังตกตะกอนจะรับน้ำได้ก็จำเป็นจะต้องสร้างถัง

        ตกตะกอนเพิ่มขึ้นให้พอเพียง แต่ถ้าปริมาณน้ำเข้าเกินในช่วงระยะเวลาสั้นหรือเกินไม่

        มากนักอาจจะแก้ไขได้โดยลดปริมาณการสูบตะกอนกลับ (ซึ่งจะทำให้ชั้นตะกอน

        สูงขึ้นด้วย) หรือเปลี่ยนขบวนการบำบัดน้ำเสียเป็นอย่างอื่น เช่น ขบวนการสัมผัส –  

        ย่อยสลาย (Contact Stabilization)

 

2. ตะกอนเบาและน้ำทิ้งขุ่น

ปัญหา

เกิดตะกอนเบาๆลอยเป็นชั้นขึ้นมาเป็นแห่งๆ และหลุดออกไปกับน้ำทิ้ง เมื่อตักน้ำตะกอนมาทดสอบพบว่า ตะกอนตกได้ช้า น้ำส่วนบนขุ่นมีตะกอนเล็กๆ ลอยค้างอยู่

สาเหตุ

มีปริมาณสารอินทรีย์เข้ามาในถังเติมอากาศมากเกินกว่าที่ขบวนการจะรับได้ ซึ่งอาจจะเนื่องจากมีปริมาณจุลชีพน้อย (มีความเข้มข้นของตะกอนจุลชีพต่ำ) ทำให้มีอายุของตะกอนต่ำ และตะกอนมีความหนาแน่นน้อย

 

วิธีตรวจสอบและแก้ไข

วิเคราะห์และตรวจสอบค่าอายุของตะกอน (Sludge Age) ปริมาณอาหารต่อปริมาณจึลชีพ (F/M  RATIO) ปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำ (D.O.) หากพบว่าค่าอายุของตะกอนมีค่าต่ำหรือมีปริมาณอาหารต่อปริมาณจุลชีพมีค่าสูงเกินไป ให้แก้ไขโดยการลดปริมาณของตะกอนจุลชีพที่นำไปทิ้งลงซึ่งจะเป็นผลทำให้ค่าความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำให้ไม่ต่ำกว่า 1-2 มก./ล. ตลอดทั้งถัง

3.ตะกอนจมไม่ลง

ปัญหา

ตะกอนลอยขึ้นมาคล้ายลูกคลื่นหรือเป็นชั้นตลอดทั่วทั้งถังตกตะกอน เมื่อนำน้ำตะกอนมาทดสอบพบว่าตะกอนตกได้น้อยและตะกอนไม่รวมตัวกันแน่น แต่น้ำส่วนบนใสเรียกว่าเกิด Bulking Sludge

สาเหตุ

1. อายุของตะกอนต่ำ (ปริมาณอาหารต่อปริมาณจุลชีพสูง)

2. มีจุลชีพที่เป็นเส้นใย

3. น้ำเสียขาดอาหารเสริมสร้างที่จำเป็น

4. ในถังเติมอากาศมีความเข้มข้นของปริมาณออกซิเจนละลายน้ำต่ำ

5. มี pH ในถังเติมอากาศต่ำกว่า 6.5

6. ใช้เครื่องสูบตะกอนและอุปกรณ์ผิดประเภท

วิธีตรวจสอบและแก้ไข

1. – เพิ่มปริมาณจุลชีพโดยการลดการนำตะกอนไปทิ้งวันละ 10% จะทำให้เพิ่มความเข้มข้นของตะกอนสูงขึ้นจนกว่าขบวนการการจะทำงานได้ตามปกติ แต่จะต้องระวังชั้นของตะกอนมิให้อยู่สูงเกินไป หากพบว่าชั้นของตะกอนสูงขึ้นให้เพิ่มปริมาณการสูบตะกอนกลับเข้าถังเติมอากาศ
2. – ตรวจสอบตะกอนด้วยกล้องจุลทรรศน์

-          หากพบ ฟังไจ (fungi) ชนิดเส้นใย (filamentous) ให้ตรวจสอบหาจุดที่ปล่อยน้ำเสียที่มีฟังไจชนิดนี้ หรือจุดปล่อยน้ำเสียที่มีค่า pH ต่ำ

-          หากพบเป็นแบคทีเรียชนิดเส้นใย (filamentous bacteria) การแก้ไขระยะยาว จะต้องปรับสภาพของสิ่งแวดล้อมในถังเติมอากาศให้เหมาะสมกับแบคทีเรียชนิดจับตัวเป็นกลุ่ม (floc former bacteria) จนสามารถเติบโตแข่งกับแบคทีเรียชนิดเส้นใยได้ เช่น ปรับ pH ให้มีค่าใกล้เคียง 7 ควบคุมปริมาณออกซิเจนที่ละลายน้ำให้มี

 

ค่าไม่น้อยกว่า 2 มก./ล. ควบคุมการไหลของน้ำในถังเติมอากาศให้เป็นแบบ plug flow ควบคุมอายุของตะกอนให้มีค่าสูง ฯลฯ เป็นต้น

-     ในบางกรณีเช่นลักษณะสมบัติของน้ำเสียเป็นสารคาร์โบไฮเดรต     (แป้ง น้ำตาล ฯลฯ) ซึ่งเป็นอาหารที่แบคทีเรียชนิดเส้นใยชอบ จะมีแนวโน้มเกิด bulking ได้ง่ายกว่าน้ำเสียชนิดอื่น

-      การแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าสามารถทำได้โดยการใส่สารเคมีบางอย่าง เช่น คลอรีนหรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ลงไปเพื่อฆ่าแบคทีเรียชนิดเส้นใย โดยที่แบคทีเรียชนิดเส้นใยที่มีพื้นที่ผิวรอบตัวสูงกว่าแบคทีเรียชนิดจับตัวเป็นกลุ่มจึงทำให้ได้รับสารพิษเอาไว้มากกว่าและตายก่อน  ปกติจะเติมคลอรีนผสมลงไปในท่อสูบตะกอนกลับจากถังตกตะกอนขั้นสองโดยให้มีระยะเวลาสัมผัสในท่อประมาณ 2  นาที (ถ้าทำได้) และให้มีค่าความเข้มข้นของคลอรีน 5 มก./ล. ในตะกอนที่ถูกสูบกลับไปเข้าถังเติมอากาศ แต่ถ้ายังไม่ได้ผลให้ค่อยๆ เพิ่มปริมาณความเข้มข้นขึ้นครั้งละ 1 - 2 มก./ล.

3.    -     วิเคราะห์หาค่าความเข้มข้นของอาหารเสริมสร้าง (Nutrients) ที่จำเป็นในการเจริญเติบโตของจุลชีพ ซึ่งได้แก่ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และเหล็ก

       -     โดยทั่วไปมักจะกำหนดว่าหากมีปริมาณของบีโอดี 100 ส่วน    (มก./ล.)  จะต้องมีไนโตรเจน 5 ส่วน (มก./ล) ถ้าหากอัตราส่วนของหาการเสริมสร้างดังกล่าวไม่เพียงพอจะต้องเติมสารเคมีลงไป เช่นใช้ไนโตรเจนในรูปของยูเรีย หรือ แอนไฮดรัสแอมโมเนีย ใช้ฟอสฟอรัสในรูปของไตรโซเดียมฟอสฟอสเฟต  หรือกรดฟอสฟริกและเหล็กในรูปของ เฟอริกคลอไรด์

      -       การเติมสารเคมีมากเกินไปนอกจากจะทำให้สิ้นเปลืองแล้ว ยังจะก่อให้เกิดปัญหาในด้านการควบคุมการทำงานด้วย เช่น หากใส่ไนโตรเจนมากเกินไปจะทำให้เกิดไนตริฟิเคชั่นในถังเติมอากาศ และเกิดดีไนตริฟิเคชั่นในถังตกตะกอน เป็นต้น

      -       หลังจากเติมอาหารเสริมสร้างให้ถูกส่วนแล้ว ให้ตรวจสอบผลของการตกตะกอนว่าดีขึ้นหรือไม่

4.  -        วัดความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายในน้ำในถังเติมอากาศที่ระยะ   และความลึกต่างๆ ตลอดทั้งถังโดยจะต้องมีค่าไม่น้อยกว่า  1 – 3 มก./ล. ตลอดทั้งถัง ถ้ามีค่าต่ำกว่านี้ต้องปรับปรุงระบบเติมอากาศให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น

 

 

 

5.  -        ตรวจสอบค่า pH ของน้ำเสียที่เข้าระบบ  ถ้าพบว่ามีค่าต่ำ ก็จะต้องแก้ที่ต้นเหตุหรือปรับค่า pH ของน้ำที่จะเข้าถังเติมอากาศด้วยน้ำโซดาไฟ (Caustic Soda )  หรือน้ำปูนขาว

      -       หากพบว่าเกิดไนตริฟิเคชั่น  ซึ่งจะทำลายความเป็นด่าง (Alkalinity)  ก็ต้องพิจารณาดูว่าต้องการให้เกิดหรือไม่ ถ้าไม่ต้องการให้เกิดไนตริฟิเคชั่นก็ให้นำตะกอนไปทิ้งให้มากขึ้นวันละ 10 % จนกว่าจะหาย แต่ถ้าต้องการให้เกิด            ไนตริฟิเคชั่นก็ต้องเติมด่างลงในน้ำเสีย

6.   -      เครื่องสูบตะกอนจากถังตกตะกอนขั้นสอง กลับมาเข้าถังเติมอากาศจะต้องเป็นแบบ Positive displacement pump เช่น Screw pump หรือ mono สูบตะกอนดังกล่าวมีราคาแพงมาก จึงมักใช้เครื่องสูบน้ำหอยโข่ง (Centrifugal pump)    แทนและปรับค่าอัตราการไหล  โดยใช้ประตูน้ำดักทาง  ซึ่งในกรณีนี้จะทำให้ใบพัดของเครื่องสูบน้ำหอยโข่งตีตะกอนจุลินทรีย์แตกกระจายและท่าเป็นน้ำเสียที่มีปัญหาอยู่แล้วจะทำให้ตะกอนรวมตัวกันใด้ยาก

 

4. เกิดดีไนตริฟิเคชั่น

    ปัญหา

มีลักษณะตะกอนลอยขึ้นมาเป็นก้อนใหญ่ๆ ขนาดลูกกอล์ฟถึงลูกฟุตบอล  เมื่อขึ้นมาถึงผิวน้ำอาจจะแตกกระจายออกเป็นแผ่น  มองเห็นฟองก๊าซลอยขึ้นมากับตะกอน  ผลจากการทดสอบพบว่าตะกอนตกได้ดี  น้ำส่วนบนใสแต่ถ้าทิ้งเอาใว้ภายใน 4 ชั่วโมง จะมีชั้นของตะกอน หรือตะกอนทั้งหมดลอยขึ้นมาที่ผิวน้ำ (เรียกว่าเกิด ดีไนตริฟิเคชั่น, Denitrification)

   สาเหตุ

เกิดจากจุลชีพชนิดที่เปลี่ยน แอมโมเนียไนโตรเจน มาเป็นในเตรต (เรียกว่าเกิด                  ดีไนตริฟิเคชั่น) ในถังเติมอากาศ (ทั้งนี้จะต้องมีอายุของตะกอนมากกว่า 5 วัน และมีออกซิเจนที่ละลายในน้ำเกิน 1 มก./ล.) เมื่อน้ำตะกอนส่งมาเข้าถังตกตะกอนขั้นสอง จะทำให้ปริมาณออกซิเจนลดลง  จุลินทรีย์บางพวกก็จะนำออกซิเจนไปในน้ำ  ทำให้ไปเกาะกับตะกอนจุลชีพลอยขึ้นผิวน้ำ (เรียกว่าเกิด ดีไนตริฟิเคชั่น )

วิธีการตรวจสอบและแก้ไข

-         วิเคราะห์หาค่าไนเตรตในน้ำใสที่จะปล่อยทิ้ง วัดค่าออกซิเจนที่ละลายน้ำ ตรวจสอบค่าอายุของตะกอน ตรวจสอบปริมาณตะกอนที่สูบกลับเข้าถังเติมอากาศ  และวัดค่าความสูงของชั้นตะกอน

-         ถ้าไม่ต้องการให้เกิด  ดีไนตริฟิเคชั่น ให้เพิ่มปริมาณการนำตะกอนไปทิ้งวันละ 10 % จนกว่าจะดีขึ้น และ/หรือ ควบคุมปริมาณออกซิเจนในน้ำในถังเติมอากาศให้มีค่า 0.5-1.0 มก. /ล. ซึ่งจะทำให้ไนตริฟายอิงแบคทีเรีย  (Nitrifying Bacteria) ไม่สามารถเจริญเติบโตได้

-         หากต้องการให้เกิดไนตริฟิเคชั่น  จะต้องสูบตะกอนออกให้เหมาะสมโดยให้มีความหนาของชั้นตะกอนอยู่ในช่วง  0.3-0.90 เมตร และพยายามกวาดตะกอนออกให้เร็วที่สุด

6. ตะกอนเล็กลอยอยู่ในน้ำใส

     ปัญหา

มีตะกอนขนาดเล็กเท่าหัวเข็มมุดลอยกระจายอยู่ทั่วไปในน้ำใส  และอาจจะรวมตัวกันเป็นชั้นที่ผิวน้ำ แล้วหลุดออกไปกับน้ำทิ้ง จากการทดสอบการตกตะกอนพบว่าตะกอนตกได้ดีและชั้นของตะกอนมีความหนาแน่นแต่น้ำส่วนบนมีอนุภาคของตะกอนขนาดเล็กลอยอยู่น้ำใสพอสมควร

      สาเหตุ

มีสารอินทรีย์ซึ่งเป็นอาหารของจุลชีพเข้ามาในระบบน้อยเกินไป  (Under loaded) หรือมีปริมาณตะกอนจุลชีพในถังเติมอากาศมากเกินไป

วิธีตรวจสอบและแก้ไข

-         ให้ตรวจสอบดูว่าได้มีการเพิ่มค่า MLVSS หรือเพิ่มค่าอายุของตะกอน หรือลดค่า BOD ที่เข้าระบบหรือไม่หากตรวจสอบพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงค่าเหล่านี้ให้เพิ่มปริมาณการนำตะกอนไปทิ้งวันละ 10%  จนกว่าระบบจะสามารถทำงานได้ดี

-          ตรวจสอบดูว่าฟองเกิดขึ้นในถังเติมอากาศมากหรือไม่  เพราะหากมีอาหารน้อยมักจะเกิดฟองสีน้ำตาลมากขึ้น

-          ควบคุมความหนาแน่นของชั้นตะกอน  ให้มีค่าระหว่าง 0.3-0.9 เมตร

7. มีตะกอนขนาดเล็กคล้ายขี้เถ้าอยู่ที่ผิวน้ำ

    ปัญหา

มีอนุภาดขนาดเล็กคล้ายขี้เถ้าลอยอยู่ที่ผิวน้ำ

    สาเหตุ

1.เริ่มเกิดดีไนตริฟิเคชั่น

2. มีปริมาณของไขมันในตะกอนจุลชีพมากเกินไป

วิธีตรวจสอบและแก้ไข

1. กวนชั้นของตะกอนที่ลอยขึ้นจากการทดสอบการตกตะกอนภายใน  30 นาที  ดูว่ามีฟองแก๊สหรือไม่ ถ้ามีฟองแก๊สแสดงว่ามีดีไนตริฟิเคชั่นให้ทำการแก้ไขตามหัวข้อ  4

2. ตรวจสอบความเข้มข้นของไขมันในน้ำเสีย  หากมีค่าสูงให้ทำการแยกออกก่อนที่จะส่งเข้าถังเติมอากาศ