การบำบัดน้ำเสียชีวภาพ

การบำบัดน้ำเสีย

                 การ เลือกระบบบำบัดน้ำเสียขึ้นกับปัจจัยต่างๆ ได้แก่ ลักษณะของน้ำเสีย ระดับการบำบัดน้ำเสียที่ต้องการ สภาพทั่วไปของท้องถิ่น ค่าลงทุนก่อสร้างและค่าดำเนินการดูแลและบำรุงรักษา และขนาดของที่ดินที่ใช้ในการ ก่อสร้าง เป็นต้น ทั้งนี้เพื่อให้ระบบบำบัดน้ำเสียที่เลือกมีความเหมาะสมกับแต่ละท้องถิ่น ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน โดยการบำบัดน้ำเสียสามารถแบ่งได้ตามกลไกที่ใช้ในการกำจัดสิ่งเจือปนในน้ำ เสีย ได้ดังนี้

1. การบำบัดทางกายภาพ (Physical Treatment) : เป็น วิธีการแยกเอาสิ่งเจือปนออกจากน้ำเสีย เช่น ของแข็งขนาดใหญ่ กระดาษ พลาสติก เศษอาหาร กรวด ทราย ไขมันและน้ำมัน โดยใช้อุปกรณ์ในการบำบัดทางกายภาพ คือ ตะแกรงดักขยะ ถังดักกรวดทราย ถังดักไขมันและน้ำมัน และถังตกตะกอน ซึ่งจะเป็นการลดปริมาณของแข็งทั้งหมดที่มีในน้ำเสียเป็นหลัก

2. การบำบัดทางเคมี (Chemical Treatment) : เป็น วิธีการบำบัดน้ำเสียโดยใช้กระบวนการทางเคมี เพื่อทำปฏิกิริยากับสิ่งเจือปนในน้ำเสีย วิธีการนี้จะใช้สำหรับน้ำเสียที่มีส่วนประกอบอย่างใดอย่างหนึ่งดังต่อไปนี้ คือ ค่าพีเอชสูงหรือต่ำเกินไป มีสารพิษ มีโลหะหนัก มีของแข็งแขวนลอยที่ตกตะกอนยาก มีไขมันและน้ำมันที่ละลายน้ำ มีไนโตรเจนหรือฟอสฟอรัสที่สูงเกินไป และมีเชื้อโรค ทั้งนี้อุปกรณ์ที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางเคมี ได้แก่ ถังกวนเร็ว ถังกวนช้า ถังตกตะกอน ถังกรอง และถังฆ่าเชื้อโรค

3. การบำบัดทางชีวภาพ (Biological Treatment) : เป็น วิธีการบำบัดน้ำเสียโดยใช้กระบวนการทาง ชีวภาพหรือใช้จุลินทรีย์ ในการกำจัดสิ่งเจือปนในน้ำเสียโดยเฉพาะสารคาร์บอนอินทรีย์ ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส โดยความสกปรกเหล่านี้จะถูกใช้เป็นอาหารและเป็นแหล่งพลังงานของจุลินทรีย์ใน ถังเลี้ยงเชื้อเพื่อการเจริญเติบโต ทำให้น้ำเสียมีค่าความสกปรกลดลง โดยจุลินทรีย์เหล่านี้อาจเป็นแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic Organisms) หรือไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Organisms) ก็ได้ ระบบบำบัดน้ำเสียที่อาศัยหลักการทางชีวภาพ ได้แก่ ระบบ แอกทิเวเต็ดสลัดจ์ (Activate Sludge, AS) ระบบแผ่นจานหมุนชีวภาพ (Rotating Biological Contactor, RBC) ระบบคลอง วนเวียน (Oxidation Ditch, OD) ระบบบ่อเติมอากาศ (Aerated Lagoon, AL) ระบบโปรยกรอง(Trickling Filter) ระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย (Stabilization Pond) ระบบยูเอเอสบี (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB) และ ระบบกรองไร้อากาศ (Anaerobic Filter, AF) เป็นต้น

การบำบัดน้ำเสีย สามารถแบ่งได้ตามขั้นตอนต่างๆ ดังนี้

1. การบำบัดขั้นต้น (Preliminary Treatment) และการบำบัดเบื้องต้น (Primary Treatment) : เป็นการบำบัดเพื่อแยกทราย กรวด และของแข็งขนาดใหญ่ ออกจากของเหลวหรือน้ำเสีย โดยเครื่องจักรอุปกรณ์ที่ใช้ประกอบด้วย ตะแกรงหยาบ (Coarse Screen) ตะแกรงละเอียด (Fine Screen) ถังดักกรวดทราย (Grit Chamber) ถังตกตะกอนเบื้องต้น (Primary Sedimentation Tank) และเครื่องกำจัดไขฝ้า (Skimming Devices) การบำบัด น้ำเสียขั้นนี้สามารถกำจัดของแข็งแขวนลอยได้ร้อยละ 50 - 70 และกำจัดสารอินทรีย์ซึ่งวัดในรูปของบีโอดีได้ ร้อยละ 25 - 40

2. การบำบัดขั้นที่สอง (Secondary Treatment) : เป็น การบำบัดน้ำเสียที่ผ่านกระบวนการบำบัดขั้นต้นและการบำบัดเบื้องต้นมาแล้ว แต่ยังคงมีของแข็งแขวนลอยขนาดเล็กและสารอินทรีย์ทั้งที่ละลายและไม่ละลายใน น้ำเสียเหลือค้างอยู่ โดยทั่วไปการบำบัดขั้นที่สองหรือเรียกอีกอย่างว่าการบำบัดทางชีวภาพ (Biological Treatment) จะ อาศัยหลักการเลี้ยงจุลินทรีย์ในระบบภายใต้สภาวะที่สามารถควบคุมได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการกินสารอินทรีย์ได้รวดเร็วกว่าที่เกิดขึ้นตาม ธรรมชาติ และแยกตะกอนจุลินทรีย์ออกจากน้ำทิ้งโดยใช้ถังตกตะกอน (Secondary Sedimentation Tank) ทำให้น้ำทิ้งมีคุณภาพดีขึ้น จากนั้นจึงผ่านเข้าระบบฆ่าเชื้อโรค (Disinfection) เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคปนเปื้อน ก่อนจะระบายน้ำทิ้งลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ หรือนำกลับไป ใช้ประโยชน์ (Reuse) การบำบัดน้ำเสียในขั้นนี้สามารถกำจัดของแข็งแขวนลอยและสารอินทรีย์ซึ่งวัดในรูปของ บีโอดีได้มากกว่าร้อยละ 80

3. การบำบัดขั้นสูง (Advance Treatment หรือ Tertiary Treatment) : เป็น กระบวนการกำจัดสารอาหาร (ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) สี สารแขวนลอยที่ตกตะกอนยาก และอื่นๆ ซึ่งยังไม่ได้ถูกกำจัดโดยกระบวนการบำบัดขั้นที่สอง ทั้งนี้เพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำให้ดียิ่งขึ้นเพียงพอที่จะนำกลับมาใช้ใหม่ (Recycle) ได้ นอกจากนี้ยังช่วย ป้องกันการเติบโตผิดปกติของสาหร่ายที่เป็นสาเหตุทำให้เกิดน้ำเน่า แก้ไขปัญหาความน่ารังเกียจของแหล่งน้ำอันเนื่องจากสี และแก้ไขปัญหาอื่นๆ ที่ระบบบำบัดขั้นที่สองมิสามารถกำจัดได้ กระบวนการบำบัดขั้นสูง ได้แก

กระบวนการทางกายภาพ (Physical Unit Operation)

การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีกายภาพเป็นวิธี่จำเป็นต้องมีในทุกงานของการบำบัดน้ำเสีย สำหรับกระบวนการบำบัดทางกายภาพต่างๆ มีดังนี้

1 ตะแกรง (Screen)

2 การบดตัด (Comminution)

3 การกำจัดตะกอนหนัก (Grit Removal)

4 การกำจัดน้ำมันและไขมัน (Oil and Grease Removal)

5 การตกตะกอน (Sedimentation)

6 การทำให้ตะกอนลอย (Flotation)

7 การกรอง (Filtration)

1 ตะแกรง(Screen)

                ตะแกรง มีไว้ใช้ในการดักเศษขยะต่างๆ จากน้ำเสีย เช่น เศษไม้ เศษกระดาษ เศษพลาสติก ฯลฯ มีประโยชน์มากต่อการช่วยเสริมประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียของระบบบำบัดน้ำ เสีย และป้องกันการเสียหายที่มีต่อเครื่องจักรกลต่างๆ เช่นเครื่องสูบน้ำ เครื่องเติมอากาศเป็นต้น ตะแกรงมีอยู่ด้วยกัน 2 แบบ คือ ตะแกรงหยาบและตะแกรงละเอียดซึ่งมีช่องว่างระหว่างแท่งเหล็กตั้งแต่ 25 มม.ขึ้นไป และมีอยู่ระหว่าง 2 ถึง 6 มม.ตามลำดับ

2 การบดตัด (Comminution)

                   เครื่อง บดตัดมีหน้าที่บดตัดศษขยะที่ไหลมากับน้ำเสีย เพื่อให้เศษขยะนี้มีขนาดเล็ก เพื่อช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสีย ซึ่งเป็นหลักการเดียวกับฟันของคนเราที่ทำการบดเคี้ยวอาหารให้เล็กลงเพื่อ ช่วยในการย่อยอาหารได้ง่ายขึ้น

3 การกำจัดตะกอนหนัก (Grit Removal)

               ตะกอน หนักคือ พวกกรวด หิน ทราย หรือตะกอนต่างๆที่มีความถ่วมจำเพาะสูงตะกอนหนักดังกล่าวนี้จำเป็นต้องถูก กำจัดออกไปจากน้ำเสียเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหาต่างๆดังนี้

-                    เพื่อป้องกันไม้ให้เกิดความเสียหายแก่เครื่องจักรกลต่างๆ เช่น เครื่องสูบน้ำ

-                    เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการอุดตันในท่อระบายน้ำเสีย

-                    เพื่อป้องกันไม้ให้จับตับเป็นก้อนใหญ่ขึ้นซึ่งทำให้ระบบบำบัดน้ำเสีย เสียหายได้

ระบบกำจัดตะกอนหนักมีอยู่ด้วยกันหลายชนิดดังนี้

-                    ถังกำจัดตะกอนหนักที่มีรูปร่างสี่เหลี่ยมผืนผ้า

-                    ถังกำจัดตะกอนหนักที่มีรูปร่างสี่เหลี่ยมจตุจัสหรือวงกลม

-                   ถังกำจัดตะกอนหนักที่ใช้ระบบเป่าอากาศ (Aerated Grit Chamber)

4 การกำจัดน้ำมันและไขมัน (Oil and Grease Removal)

          น้ำมัน และไขมันจะพบมากในน้ำทิ้งจากร้านอาหารทั่วไป สถานีจำหน่ายน้ำมัน อู่ซ่อมรถยนต์ และโรงงานอุตสาหกรรมประเภทที่มีไขมัน การกำจัดน้ำมันและไขมันมีอยู่ด้วยกันหลายวิธี คือ

-                    เติมคลอรีน ประมาณ 2-5 มก./ลิตร

-                    เติมคลอรีนร่วมกับการเป่าอากาศ

-                    การทำให้ลอย(Flotation) แล้วเก็บกวาดออกจากผิวน้ำ

-                    การเพิ่มอุณหภูมิ เพื่อช่วยลดค่าความถ่วงจำเพาะของน้ำมันหรือไขมันทำให้ลอยขึ้นมาได้มาก

-                    การขัดถูใช้สำหรับพวกน้ำมันหรือไขมันเกาะตามถังหรือเครื่องมือต่างๆ

-                    การเป่าอากาศเพื่อให้ฟองอากาศที่มีจำนวนมหาศาลพาพวกน้ำมันหรือไขมันลอยขึ้นมาได้มาก

           สำหรับระบบกำจัดไขมันหรือน้ำมันแบบที่นิยมใช้เป็นถังที่มีแผ่นขวางอยู่ในบ่อเพื่อดักไขมันไว้ไห้ได้ปริมาณมาก  หลัก ารออกแบบถังดักไขมันคือ ต้องมีขนาดพื้นที่ผิวของถังเพียงพอกับปริมาณไขมันที่จะลอยขึ้นมาความเร็วของ น้ำไหลภายในถังต้องต่ำที่สุดเท่าที่จะมีได้  ทางออกต้องไม่ให้พวกไขมันหลุดลอยออกไปได้และถ้าเป็นถังดักไขมันที่ใช้คนเก็บกวาดขึ้นมาต้องหมั่นคอยเก็บขึ้นมาให้หมดทุกวัน

5 การตกตะกอน (Sedimentation)

          การ ตกตะกอนเป็นวิธีการแยกตะกอนแขวนลอยออกจากน้ำเสีย โดยอาศัยการจมตัวลงของตะกอนแขวนลอยที่มีค่าความถ่วงจำเพาะของตะกอนสูงกว่า น้ำ ในระบบบำบัดน้ำเสียทั้วไปมักมีถังตกตะกอนอยู่ 2 ชนิด คือ ถังตกตะกอนที่ทำหน้าที่แยกตะกอนต่างๆออกจากน้ำเสียก่อนที่จะไหลไปลงถังบำบัด น้ำเสียด้วยวิธีชีววิทยา ซึ่งนิยมเรียกว่าถังตกตะกอนแรก (Primary Sedimentation tank) และถังตกตะกอนอีกชนิดคือ ถังตกตะกอนที่ใช้แยกตะกอนชีวภาพหรือตะกอนเคมีออกจากน้ำเพื่อให้ได้น้ำใส สะอาดซึ่งนิยมเรียกว่าถังตกตะกอนที่สอง (Secondary Sedimentation Tank) ถังตกตะกอนยังสามารถแบ่งแยกออกได้เป็นประเภทต่างๆ ดังนี้

-                    ถังสี่เหลี่ยมผืนผ้า

-                    ถังสี่เหลี่ยมจตุรัส

-                    ถังทรงกลม

-                    ถังแบบมีแผ่นเอียงติดตั้ง

6 การทำให้ตะกอนลอย (Flotation)

            ระบบ นี้มีหลักการคือ แยกตะกอนออกจากน้ำเสียด้วยวิธีทำให้ตะกอนต่างๆในน้ำเสียลอยขึ้นสู่บริเวณ ชั้นบนของผิวน้ำ เพื่อทำการกวาดตะกอนลอยทิ้งออกไปวิธีนี้นิยมใช้กับตะกอนประเภทที่ยากต่อการ ตกตะกอน เช่น พวกไขมันสัตว์ ตะกอนเบาต่างๆเป็นต้น ระบบนี้จะใช้พื่นที่ในการแยกตะกอนน้อยกว่าวิธีตกตะกอน เพราะใช้เวลาน้อยกว่าในการแยกตะกอนออกจากน้ำเสียแต่ระบบนี้ต้องใช้เครื่อง จักรกลและพลังงานมากกว่าของวิธีตกตะกอน และอาจจำเป็นต้องเติมสารเคมีเข้าช่วยในการแยกตะกอนด้วย เช่น สารส้ม FeCl3 เป็นต้น

           วิธีการทำให้ลอยขึ้นมามีอยู่ด้วยกัน 3 วิธีดังนี้

-                    การลอยด้วยอากาศละลาย (Dissolved-air Flotation)

-                    การลอยตัวด้วยอากาศ (Air Flotation)

-                    การลอยตัวด้วยสุญญากาศ (Vacumm Flotation)

การลอยตัวด้วยอากาศละลาย (Dissolved-air Flotation)

              หลักการของวิธีนี้คือเป่าอากาศลงไปในน้ำเสียภายใต้ความดัน 2 - 3 บรรยกาศ จากนั้นจึงปล่อยความดันเข้าสู่สภาวะความดันบรรยากาศ

การลอยตัวด้วยอากาศ (Air Flotation)

             หลัก การของวิธีนี้คือการเติมอากาศหรือเป่าอากาศลงไปในน้ำเสียโดยตรง ณ ความดันบรรยากาศในการการเป่าอากาศจะทำให้เกิดฟองอากาศที่มีเส้นผ่านศูนย์ กลางของฟองอากาศประมาณ 2-3 มม.ได้นำพาตะกอนต่างๆลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ จากนั้นพวกตะกอนที่ลอยขึ้นมาจะถูกกวาดทิ้งออกไป สำหรับฟองอากาศที่มีขนาดใหญ่ขึ้นจะส่งผลให้ความเร็วของฟองอากาศที่ลอยขึ้นมา มีมากขึ้นด้วย

การลอยตัวด้วยสุญญากาศ (Vacumm Flotation)

            หลักการของวิธีนี้คือพยายามเป่าอากาศลงในน้ำเสียจนถึงจุดอิ่มตัว ซึ่งมีอยู่ 2 วิธี คือ เป่าอากาศลงในน้ำเสียโดนตรงหรืออีกวิธีคือ ปล่อยให้อากาศเข้าไปในเครื่องสูบน้ำเอง ระบบน้ำจะใช้ถังปิด ซึ่งจะเก็บน้ำที่ถูกเป่าอากาศลงไปจนถึงจุดอิ่มตัว ขณะนี้ภายในถังจะมีสภาพเป็นสูญญากาศเมื่อถังนี้ถูกเปิดออกโดยใช้ตัวควบคุม วาล์ว  พวกอากาศที่ละลายอยู่ในน้ำ จะแยกออกมาจากน้ำในลักษณะของฟองอากาศเล็กๆ พวกฟองอากาศเล็กๆเหล่านี้จะพาตะกอนต่างๆในน้ำเสีย ลอยขึ้นมาลอยขึ้นมาบนผิวน้ำในลักษณะฝาไข (Scum) ซึ่งสามารถแยกออกจากน้ำได้โดยการกวาดและหรือการสูบออก วิธีนี้เป็นวิธีที่ต้องการพื้นที่สำหรับการติดตั้งระบบน้อยกว่าสองวิธีแรก หลักการของระบบนี้จะมีความคล้ายคลึงกับการเปิดขวดน้ำอัดลม

7 การกรอง (Filtration)

         ระบบกรองน้ำแรกเริ่มเดิมทีถูกนำมาใช้ในงานประปาเท่านั้น ต่อมาในปี คศ. 1949 มีการนำเอาระบบกรองน้ำมาใช้ในการเพิ่มคุณภาพน้ำทิ้งที่ผ่านระบบบำบัดขั้นที่สองแล้ว(Effluent) โดยใช้วิธีกรองน้ำทิ้งที่ไหลล้นออกจากถังตกตะกอนที่สอง ทำให้น้ำทิ้งที่ผ่านระบบกรองน้ำแล้วจะไม่มีตะกอนแขวนลอยหลงเหลืออยู่ ทำให้สามารถลดค่าปริมาณตะกอนแขวนลอย(TSS)และค่า(BOD) ลงไปได้อีกมาก ประโยชน์ที่ได้นี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาระบบบำบัดน้ำเสียของ โรงงานอุตสาหกรรมบางชนิดที่ไม่สามารถแยกตะกอนออกจากน้ำทิ้งได้หมด

               เครื่อง กรองน้ำที่ใช้กันในระบบบำบัดน้ำเสียหรือใช้ในการกรองน้ำทิ้งที่ได้ ผ่านกระบวนการบำบัดน้ำเสียขั้นที่สองแล้วส่วนใหญ่แล้วจะเป็นน้ำที่ไหลล้นออก จากถังตกตะกอนถังที่สอง โดยทั่วไปเครื่องกรองน้ำสำหรับงานลักษณะนี้จะเป็นประเภทที่ให้ตะกอนติด ค้างอยู่ในชั้นกรองแล้วจึงทำการล้างเครื่องกรองเพื่อให้ตะกอนที่ค้างอยู่ใน ชั้นกรองหลุดไหลทิ้งออกไป ประเภทของเครื่องกรองน้ำอาจจำแนกได้อย่างกว้างๆคือ

-                    แบบกรองเร็ว (Rapid Sand Filter)ใช้กับปริมาณน้ำเสียมากๆ

-                    แบบกรองช้า (Slow Sand Filter)ใช้กับปริมาณน้ำเสียน้อยมีพื้นที่ติดตั้งเพียงพอ

-                    แบบกรองใช้ความดัน (Pressure Filter) ใช้กับปริมาณน้ำเสียมาก มีพื้นที่จำกัด

กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ (Biological Unit Processes)

       จุดประสงค์หลักของการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีนี้คือ การกำจัด BOD นั่น คือ ต้องการกำจัดสารอินทรีย์ที่ละลายอยู่ในน้ำเสียซึ่งก่อให้เกิดปัญหาน้ำเน่า เสีย โดยอาศัยหลักการที่ใช้จุลพีชต่างๆมาทำการย่อยสลายแปรเปลี่ยนสภาพของสาร อินทรีย์ต่างๆไปเป็นก๊าซ CO2(ถ้าใช้ระบบเติมอากาศ) หรือไปเป็นก๊าซ CH4(ถ้าใช้ระบบไม่เติมอากาศ) จะเห็นได้ว่าการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีนี้จำเป็นต้องอาศัยความรู้ทางด้านชีวเคมี (Biochemistry) และจุลชีววิทยา(Microbiology) มาช่วยสนับสนุนให้เข้าใจลึกซึ้งขึ้น

      กระบวนการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีชีววิทยาต่างๆ ซึ่งประกอบด้วย

1.             ระบบบำบัดน้ำเสียแบบโปรยกรอง (Trickling Filters)

2.             ระบบบำบัดน้ำเสียแบบแผ่นหมุนชีวภาพ (Rotating Biological Contactors , RBC)

3.             ระบบบำบัดน้ำเสียแบบเอเอส (Activated Sludge)

4.             ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้อากาศ (Anaerobic Treatment)

5.             ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบ่อธรมชาติ (Pond)

6.             ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบึงประดิษฐ์(Constructed Wetland)

1 .ระบบบำบัดน้ำเสียแบบโปรยกรอง (Trickling Filters)

ระบบโปรยกรอง เป็นระบบทีมีจุลินทรีย์เจริญเติบโตอยู่บนผิวตัวกลาง น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดขั้นต้นแล้วจะถูกปล่อยให้ไหลผ่านชั้นของตัวกลาง จุลินทรีย์ที่เกาะติดอยู่บนตัวกลางจะใช้ออกซิเจนทำปฏิกิริยาย่อยสลายสาร อินทรีย์ในน้ำเสีย น้ำที่ผ่านระบบจะถูกส่งไปเข้าถังตกตะกอนสุดท้ายเพื่อแยกสลัดจ์ออกให้ได้น้ำ ทิ้งที่สามารถระบายทิ้งได้

องค์ประกอบที่สำคัญของระบบโปรยกรอง คือ ระบบกระจายน้ำเข้า (Distribution System) ตัวกรอง (Filter Media) และระบบระบายน้ำทิ้ง (Underdrain System) โดย ที่ระบบกระจายน้ำเข้ามีหน้าที่ทำให้พื้นที่ภาคตัดขวางของฟิลเตอร์ได้รับน้ำ เสียเท่ากันทุกส่วน วัสดุตัวกลางซึ่งอาจเป็นหิน หรือพลาสติกจะใช้เป็นที่เจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ระบบระบายน้ำซึ่งอยู่ตอนล่างของฟิลเตอร์มีหน้าที่รับน้ำเสียที่ไหลผ่านวัสดุ ตัวกลาง และระบายอากาศให้กับฟิลเตอร์

ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของระบบโปรยกรอง

1. ภาระปริมาณน้ำ (Hydraulic Loading) จะต้องมีค่าที่สูงเพียงพอที่จะทำให้ฟิล์มจุลินทรีย์เปียกอยู่ตลอดเวลา

2. ภาระอินทรีย์ (Organic Loading)

3. ประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำสียที่ต้องการ

ระบบโปรยกรองสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ตามภาระปริมาณน้ำและอัตราภาระอินทรีย์

1. ระบบบำบัดน้ำเสียแบบโปรยกรองแบบอัตราต่ำ (Low Rate) ระบบนี้เป็นระบบที่มีขนาดเล็ก ความสูงของฟิลเตอร์อยู่ในช่วง 1.5-3 เมตร และมีวัสดุตัวกลางเป็นหิน ระบบนี้จะไม่มีการหมุนเวียนน้ำ ดังนั้นภาระปริมาณน้ำ และภาระอินทรีย์จะมีมีความสัมพันธ์กันโดยขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของน้ำเสีย ปัญหาที่สำคัญของระบบนี้ คือ เรื่องกลิ่นและแมลงต่างๆ

2. ระบบบำบัดน้ำเสียแบบโปรยกรองแบบอัตราสูง (High Rate) ระบบ นี้สามารถทำงานโดยมีระดับของภาระปริมาณน้ำ และภาระอินทรีย์ เป็นอิสระต่อกันด้วยการปรับอัตราการหมุนเวียนน้ำ การใช้ภาระอินทรีย์สูงต้องใช้ควบคู่กับภาระปริมาณน้ำสูง โดยเฉพาะในกรณีที่มีหินเป็นวัสดุตัวกลางและมีภาระอินทรีย์สูง จุลินทรีย์สามารถเจริญเติบโตได้ดีทำให้ฟิล์มชีวภาพจับตัวกันหนามากบนหิน การเพิ่มภาระปริมาณน้ำจะทำให้แผ่นฟิล์มบางลง เป็นการป้องกันการอุดตันของฟิลเตอร์ ในกรณีที่ต้องการบำบัดน้ำเสียเบื้องต้นให้กับระบบเอเอส อาจใช้ฟิลเตอร์แบบอัตราสูงที่มีวัสดุตัวกลาง เป็นพลาสติก ระบบนี้หากได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมและถูกต้องจะสามารถผลิตน้ำทิ้งที่มี คุณสมบัติสูงได้โดยใช้ปริมาตรน้อยกว่าฟิลเตอร์แบบอัตราต่ำ และจะไม่เกิดปัญหาเรื่องกลิ่น แมลง และการเกิดไนทริฟิเคชั่น

ระบบโปรยกรองแบบอัตราสูงนี้ จะรับภาระบีโอดีได้สูงกว่าอัตราต่ำประมาณ 3-4 เท่า การหมุนเวียนน้ำทำให้ฟิลเตอร์ได้รับอัตราไหลสูงกว่าแบบอัตราต่ำประมาณ 10 เท่า ฟิลเตอร์แบบนี้จะมีความสูงเพียง 1-2 เมตร และมีอัตราหมุนเวียนน้ำประมาณ 100-250% ข้อที่ควรระวัง คือ จะมีการหลุดของเมือกที่หนาเกินไป ทำให้น้ำทิ้งมีของแข็งแขวนลอยสูง

3. ระบบบำบัดน้ำเสียแบบโปรยกรองแบบอัตราสูงพิเศษ (Super-rate Filter) ระบบนี้มักถูกเรียกว่า Roughing Filter เนื่อง จากมีหน้าที่กำจัดสารอินทรีย์บางส่วนเท่านั้น ตัวกลางที่ใช้ในระบบมักเป็นตัวกลางพลาสติก ในทางปฏิบัติจะใช้เป็นระบบขั้นต้นก่อนบ่อเติมอากาศของระบบเอเอส

ตัวอย่างระบบบำบัดน้ำเสียแบบโปรยกรอง(Trickling Filters)

2. ระบบบำบัดน้ำเสียแบบแผ่นจานหมุนชีวภาพ (Rotating Biological Contactor; RBC)

                    ระบบ แผ่นจานหมุนชีวภาพเป็นระบบบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยาให้น้ำเสียไหลผ่านตัวกลาง ลักษณะทรงกระบอกซึ่งวางจุ่มอยู่ในถังบำบัด ตัวกลางทรงกระบอกนี้จะหมุนอย่างช้า ๆ เมื่อหมุนขึ้นพ้นน้ำและสัมผัสอากาศ จุลินทรีย์ที่อาศัยติดอยู่กับตัวกลางจะใช้ออกซิเจนจากอากาศย่อยสลายสาร อินทรีย์ในน้ำเสียที่สัมผัสติดตัวกลางขึ้นมา และเมื่อหมุนจมลงก็จะนำน้ำเสียขึ้นมาบำบัดใหม่สลับกันเช่นนี้ตลอดเวลา

หลักการทำงานของระบบ

                      กลไก การทำงานของระบบในการบำบัดน้ำเสียอาศัยจุลินทรีย์แบบใช้อากาศจำนวนมากที่ยึด เกาะติดบนแผ่นจานหมุนในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย โดยการหมุนแผ่นจานผ่านน้ำเสีย ซึ่งเมื่อแผ่นจานหมุนขึ้นมาสัมผัสกับอากาศก็จะพาเอาฟิล์มน้ำเสียขึ้นสู่ อากาศด้วย ทำให้จุลินทรีย์ได้รับออกซิเจนจากอากาศ เพื่อใช้ในการย่อยสลายหรือเปลี่ยนรูปสารอินทรีย์เหล่านั้นให้เป็น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และเซลล์จุลินทรีย์ ต่อจากนั้นแผ่นจานจะหมุนลงไปสัมผัสกับน้ำเสียในถังปฏิกิริยาอีกครั้ง ทำให้ออกซิเจนส่วนที่เหลือผสมกับน้ำเสีย ซึ่งเป็นการเติมออกซิเจนให้กับน้ำเสียอีกส่วนหนึ่ง สลับกันเช่นนี้ตลอดไปเป็นวัฏจักร แต่เมื่อมีจำนวนจุลินทรีย์ยึดเกาะแผ่นจานหมุนหนามากขึ้น จะทำให้มีตะกอนจุลินทรีย์บางส่วน หลุดลอกจากแผ่นจานเนื่องจากแรงเฉือนของการหมุน ซึ่งจะรักษาความหนาของแผ่นฟิล์มให้ค่อนข้างคงที่โดยอัตโนมัติ ทั้งนี้ตะกอนจุลินทรีย์แขวนลอยที่ไหลออกจากถังปฏิกิริยานี้ จะไหลเข้าสู่ถังตกตะกอนเพื่อแยกตะกอนจุลินทรีย์และน้ำทิ้ง ทำให้น้ำทิ้งที่ออกจากระบบนี้มีคุณภาพดีขึ้น

ส่วนประกอบของระบบ

                   ระบบแผ่นจานหมุนชีวภาพเป็นระบบบำบัดน้ำเสียอีกรูปแบบหนึ่งของระบบบำบัดขั้นที่สอง (Secondary Treatment) ซึ่งองค์ประกอบหลักของระบบประกอบด้วย 1) ถังตกตะกอนขั้นต้น (Primary Sedimentation Tank) ทำหน้าที่ในการแยกของแข็งที่มากับน้ำเสีย 2) ถังปฏิกิริยา ทำหน้าที่ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย และ 3) ถังตกตะกอนขั้นที่สอง (Secondary Sedimentation Tank) ทำหน้าที่ในการแยกตะกอนจุลินทรีย์และน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้ว โดยในส่วนของถังปฏิกิริยาประกอบด้วย แผ่นจานพลาสติกจำนวนมากที่ทำจาก polyethylene (PE) หรือ high density polyethylene (HDPE) วาง เรียงขนานซ้อนกัน โดยติดตั้งฉากกับเพลาแนวนอนตรงจุดศูนย์กลางแผ่น ซึ่งจุลินทรีย์ที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียจะยึดเกาะติดบนแผ่นจานนี้เป็นแผ่น ฟิล์มบางๆ หนาประมาณ 1-4 มิลลิเมตร

                               ระบบบำบัดน้ำเสียแบบแผ่นจานหมุนชีวภาพหรือที่เรียกระบบนี้อีกอย่างว่าเป็นระบบ fixed film ทั้ง นี้ชุดแผ่นจานหมุนทั้งหมดวางติดตั้งในถังคอนกรีตเสริมเหล็ก ระดับของเพลาจะอยู่เหนือผิวน้ำเล็กน้อย ทำให้พื้นที่ผิวของแผ่นจานจมอยู่ในน้ำประมาณร้อยละ 35 - 40 ของพื้นที่แผ่นทั้งหมด และในการหมุนของแผ่นจานหมุนชีวภาพอาศัยชุดมอเตอร์ขับเคลื่อนเพลาและเฟืองทดรอบ เพื่อหมุนแผ่นจานในอัตราประมาณ 1 - 3 รอบต่อนาที

ระบบแผ่นหมุนชีวภาพ จะประกอบด้วยหน่วยบำบัด ดังนี้

1.บ่อปรับสาภพการไหล (Equalizing Tank)

2. ถังตกตะกอนขั้นต้น (Primary Sedimentation Tank)

3. ระบบแผ่นหมุนชีวภาพ

4. ถังตกตะกอนขั้นที่ 2 (Secondary Sedimentation Tank) และ

5. บ่อเติมคลอรีน

ข้อดี

1) การเริ่มเดินระบบ (Start Up) ไม่ยุ่งยาก ซึ่งใช้เวลาเพียง 1 - 2 สัปดาห์

2) การดูแลและบำรุงรักษาง่าย ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้บุคลากรที่มีความรู้ความชำนาญมากนัก

3) ไม่ต้องมีการควบคุมการเวียนตะกอนกลับ

4) ใช้ พลังงานในการเดินระบบน้อย เนื่องจากใช้พลังงานไฟฟ้าใช้สำหรับขับเคลื่อนมอเตอร์เท่านั้น ส่งผลให้ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาต่ำด้วย

ข้อเสีย

1) ราคาเครื่องจักรอุปกรณ์ที่มีราคาแพง เนื่องจากต้องใช้วัสดุอย่างดีเป็นส่วนประกอ

2) เพลาแกนหมุนที่ต้องรับทั้งแรงอัดและแรงบิดชำรุดบ่อยครั้ง

3) แผ่นจานหมุนชีวภาพชำรุดเสียหายง่าย หากสัมผัสรังสีอุตร้าไวโอเล็ตและสารพิษเป็นเวลานานอย่างต่อเนื่อง

ตัวอย่างระบบบำบัดน้ำเสียแบบแผ่นหมุนชีวภาพ (RBC)

 3 . ระบบบำบัดน้ำเสียแบบเอเอส  (Activated Sludge Process)

                  เป็นวิธีบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีการทางชีววิทยา โดยใช้แบคทีเรียพวกที่ใช้ออกซิเจน (Aerobic Bacteria) เป็น ตัวหลักในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย ระบบเแอกทิเวเต็ดสลัดจ์เป็นระบบบำบัดน้ำเสียที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย สามารถบำบัดได้ทั้งน้ำเสียชุมชนและน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม แต่การเดินระบบประเภทนี้จะมีความยุ่งยากซับซ้อน เนื่องจากจำเป็นจะต้องมีการควบคุมสภาวะแวดล้อมและลักษณะทางกายภาพต่าง ๆ ให้เหมาะสมแก่การทำงานและการเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์ เพื่อให้ระบบมีประสิทธิภาพในการบำบัดสูงสุด

                  ในปัจจุบัน ระบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์มีการพัฒนาใช้งานหลายรูปแบบ เช่น ระบบแบบกวนสมบูรณ์ (Completly Mix) กระบวนการปรับเสถียรสัมผัส (Contact Stabilization Process) ระบบคลองวนเวียน (Oxidation Ditch) หรือ ระบบบำบัดน้ำเสียแบบเอสบีอาร์ (Sequencing Batch Reactor) เป็นต้น

หลักการทำงานของระบบ

                    ระบบบำบัดน้ำเสียแบบแอกติเวเต็ดสลัดจ์โดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ ถังเติมอากาศ (Aeration Tank) และถังตกตะกอน (Sedimentation Tank) โดย น้ำเสียจะถูกส่งเข้าถังเติมอากาศ ซึ่งมีสลัดจ์อยู่เป็นจำนวนมากตามที่ออกแบบไว้ สภาวะภายในถังเติมอากาศจะมีสภาพที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของ จุลินทรีย์แบบแอโรบิค จุลินทรีย์เหล่านี้จะทำการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียให้อยู่ในรูปของ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในที่สุด น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วจะไหลต่อไปยังถังตกตะกอนเพื่อแยกสลัดจ์ออกจากน้ำ ใส สลัดจ์ที่แยกตัวอยู่ที่ก้นถังตกตะกอนส่วนหนึ่งจะถูกสูบกลับเข้าไปในถังเติม อากาศใหม่เพื่อรักษาความเข้มข้นของสลัดจ์ในถังเติมอากาศให้ได้ตามที่กำหนด และอีกส่วนหนึ่งจะเป็นสลัดจ์ส่วนเกิน (Excess Sludge) ที่ต้องนำไปกำจัดต่อไป สำหรับน้ำใสส่วนบนจะเป็นน้ำทิ้งที่สามารถระบายออกสู่สิ่งแวดล้อมได้

ระบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์รูปแบบต่าง ๆ

ระบบบำบัดน้ำเสียแอกทิเวเต็ดสลัดจ์แบบกวนสมบูรณ์ (Completly Mixed Activated Sludge: CMAS)

                  ลักษณะ สำคัญของ ระบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์แบบนี้ คือ จะต้องมีถังเติมอากาศที่สามารถกวนให้น้ำและสลัดจ์ที่อยู่ในถังผสมเป็นเนื้อ เดียวกันตลอดทั่วทั้งถัง ระบบแบบนี้สามารถรับภาระบรรทุกสารอินทรีย์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (Shock Load) ได้ ดี เนื่องจากน้ำเสียจะกระจายไปทั่วถึง และสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ในถังเติมอากาศก็มีค่าสม่ำเสมอทำให้จุลินทรีย์ชนิดต่าง ๆ ที่มีอยู่มีลักษณะเดียวกันตลอดทั้งถัง(Uniform Population)

ระบบบำบัดน้ำเสียแอกทิเวเต็ดสลัดจ์แบบปรับเสถียรสัมผัส (Contact Stabilization Activated Sludge; CSAS)

                          ลักษณะสำคัญของระบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์แบบนี้ คือ จะแบ่งถังเติมอากาศออกเป็น 2 ถังอิสระจากกัน ได้แก่ ถังสัมผัส (Contact Tank) และถังย่อยสลาย (Stabilization Tank) โดยตะกอนที่สูบมาจากก้นถังตกตะกอนขั้นสองจะถูกส่งมาเติมอากาศใหม่ในถังย่อยสลาย จากนั้นตะกอนจะถูกส่งมาสัมผัสกับน้ำเสียในถังสัมผัส (Contact Tank) เพื่อ ย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย ในถังสัมผัสนี้ความเข้มข้นของสลัดจ์จะลดลงตามปริมาณน้ำเสียที่ผสมเข้ามาใหม่ น้ำเสียที่ถูกบำบัดแล้วจะไหลไปยังถังตกตะกอนขั้นที่สองเพื่อแยกตะกอนกับส่วน น้ำใส โดยน้ำใสส่วนบนจะถูกระบายออกจากระบบ และตะกอนที่ก้นถังส่วนหนึ่งจะถูกสูบกลับไปเข้าถังย่อยสลาย และอีกส่วนหนึ่งจะนำไปทิ้ง ทำให้บ่อเติมอากาศมีขนาดเล็กกว่าบ่อเติมอากาศของระบบแอกติเวเต็ดสลัดจ์ทั่ว ไป

ระบบบำบัดน้ำเสียแอกทิเวเต็ดสลัดจ์แบบคลองเวียนวน (Oxidation Ditch; OD)

                           ลักษณะสำคัญของระบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์แบบนี้ คือ รูปแบบของถังเติมอากาศจะมีลักษณะเป็นวงรีหรือวงกลม ทำให้น้ำไหลวนเวียนตามแนวยาว (Plug Flow) ของถังเติมอากาศ และรูปแบบการกวนที่ใช้เครื่องกลเติมอากาศตีน้ำในแนวนอน (Horizontal Surface Aerator) รูปแบบของถังเติมอากาศลักษณะนี้จะทำให้เกิดสภาวะที่เรียกว่า แอน็อกซิก (Anoxic Zone) ซึ่งเป็นสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนละลายในน้ำทำให้ไนเตรทไนโตรเจน (NO₃^2-) ถูกเปลี่ยนเป็นก๊าซไนโตรเจน (N₂) โดยแบคทีเรียจำพวกไนตริฟายอิงแบคทีเรีย (Nitrosomonas Spp. และ Nitrobactor Spp.) ทำให้ระบบสามารถบำบัดไนโตรเจนได้

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบเอสบีอาร์ (Sequencing Batch Reactor)

                          ลักษณะสำคัญของระบบแอกติเวเต็ดสลัดจ์แบบนี้ คือ เป็นระบบแอกทิเวเต็ดจ์สลัดจ์ประเภทเติมเข้า-ถ่ายออก (Fill-and-Draw Activated Sludge) โดยมีขั้นตอนในการบำบัดน้ำเสียแตกต่างจากระบบตะกอนเร่งแบบอื่น ๆ คือ การเติมอากาศ (Aeration) และการตกตะกอน (Sedimentation) จะดำเนินการเป็นไปตามลำดับภายในถังปฏิกิริยาเดียวกัน โดยการเดินระบบระบบบำบัดน้ำเสียแบบเอสบีอาร์ 1 รอบการทำงาน (Cycle) จะมี 5 ช่วงตามลำดับ ดังนี้

โดย การเดินระบบสามารถเปลี่ยนแปลงระยะเวลาในแต่ละช่วงได้ง่ายขึ้นอยู่กับวัตถุ ประสงค์ในการบำบัด ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นของระบบบำบัดน้ำเสียแบบเอสบีอาร์

ปัญหาตะกอนไม่จมตัว (Bulking Sludge) และการเกิดตะกอนลอย (Rising Sludge)

                 ตะกอนไม่จมตัว (Bulking Sludge)เกิดจากสภาวะที่มีจุลินทรีย์จำพวกเส้นใย (Filamentous Organism) มากเกินไป โดยจุลินทรีย์จำพวกเส้นใยเหล่านี้เป็นสาเหตุทำให้ตะกอนจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศไม่จับตัวกันเป็นฟล็อค (Floc) เมื่อไหลไปยังถังตกตะกอนจะพบว่าตะกอนจุลินทรีย์เหล่านี้จะลอยขึ้นมาคล้ายลูกคลื่นเป็นชั้นตลอดทั่วทั้งถังตกตะกอน

                   การควบคุมจุลินทรีย์จำพวกเส้นใยสามารถทำได้หลายวิธี ได้แก่ การเติมคลอรีนหรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ลงในตะกอนจุลินทรีย์ที่สูบกลับ (Return Sludge),การ ป้องกันการเกิดจุลินทรีย์เส้นใยในระบบนั้นต้องควบคุมให้ระบบมีสภาวะการทำงาน ที่เหมาะสม ได้แก่ การควบคุมค่าออกซิเจนละลายน้ำในถังเติมอากาศไม่ให้น้อยกว่า 2 มิลลิกรัมต่อลิตร และการเติมสารอาหาร ได้แก่ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในปริมาณที่พอเหมาะ การควบคุมพีเอชไม่ให้ต่ำกว่า 6.5 เป็นต้น

                    ตะกอนลอย (Rising Sludge) เกิดจากสภาวะดิไนตริฟิเคชั่น (Denitrification) ซึ่ง เป็นการเปลี่ยนไนไตรท์ และไนเตรท เป็นก๊าซไนโตรเจน โดยก๊าซไนโตรเจนจะสะสมตัวอยู่ใต้ชั้นของตะกอนจุลินทรีย์ในถังตกตะกอนจนมากพอ ที่จะดันให้ตะกอนจุลินทรีย์เหล่านั้นลอยขึ้นมาเป็นก้อนใหญ่ ๆ เมื่อลอยขึ้นมาจนถึงผิวน้ำแล้วจะแตกกระจายออกเป็นแผ่นมองเห็นฟองก๊าซเล็ก ๆ ลอยขึ้นมากับตะกอน

                    การแก้ปัญหาตะกอนลอย ได้แก่ การเพิ่มอัตราการสูบตะกอนกลับจากถังตกตะกอนเพื่อลดระยะเวลาเก็บกักตะกอนในถังตกตะกอน หรือลดอายุสลัดจ์ (Sludge Age) โดยการเพิ่มอัตราการระบายตะกอนส่วนเกิน (Excess Sludge) ทิ้ง

ตัวอย่างระบบบำบัดน้ำเสียแบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์แบบ ต่างๆ

4  . ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Treatment System)

      ระบบบำบัดน้ำเสียด้วยวิธี Anaerobic เป็น วิธีที่ไม่ต้องเติมออกซิเจนหรือนิยมเรียกว่า ระบบไร้ออกซิเจนหรือถังหมัก ระบบนี้เริ่มนิยมใช้กันแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ เพราะสามารถประหยัดพลังงานในการเติมอากาศและยังได้พลังงานที่เกิดจากระบบไร้ ออกซิเจนได้แก่ก๊าซมีเทน(Methane gas) เป็นต้น ซึ่งทุกท่านทราบกันดีแล้วว่าเป็นก๊าซที่ใช้ในการหุงต้มทำอาหารได้ และใช้ในการหุงต้มน้ำในหม้อต้มน้ำของโรงงานอุตสาหกรรมได้ เมื่อสมัยก่อนเข้าใจกันว่าระบบบำบัดน้ำเสียด้วยวิธี Anaerobic จำเป็นต้องมีน้ำเสียที่สกปรกมาก (BOD มากๆ) แต่ปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนารูปแบบของถังปฎิกิริยาขึ้นมาเรื่อยๆ จนสามารถบำบัดน้ำเสียที่มี BOD ต่ำๆ เช่น น้ำเสียจากชุมชนเป็นต้น

  ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ใช้อากาศมีอยู่ด้วยกันหลายกระบวนการจะได้อธิบายกระบวนการต่างๆดังต่อไปน้ำ

บ่อหมัก(Aaerobic)   บ่อหมักแบบนี้อาจเป็นบ่อดินหรือบ่อคอนกรีต  โดยอาจมีขนาดความลึกของบ่อตั้งแต่ 1- 9 เมตร  ก็ยังมีใช้กัน  บ่อประเภทนี้จะเป็นบ่อที่รับน้ำเสียที่มีปริมาณ BOD (กก.ต่อ วัน) มากๆ จนทำให้บ่อไม่สามารถผลิตออกซิเจนเนื่องจากกระบวนการสังเคราะห์แสงได้ ซึ่งกระบวนการสังเคราะห์แสงในบ่อสามารถไม่สามารถเกิดขึ้นได้โดยการลดพื้นที่ ผิวของบ่อเพิ่มความลึกของบ่อ และ เพิ่มปริมาณ BOD ขึ้น(กก.ต่อ วัน) โดยทั่วไปบ่อประเภทนี้จะมีบ่อสีดำเกิดขึ้นภายในบ่อหมัก ถ้าพบว่าบ่อมีน้ำสีเขียวแสดงว่าบริเวณผิวชั้นบนจะมีการเกิดกระบวนการ สังเคราะห์ แสง ขึ้นในบ่อ ส่วนบริเวณก้นบ่อโดยมากจะเกิดปฎิกิริยาชีว เคมีของกระบวนการ Aaerobic ขึ้น ซึ่งลักษณะนี้นิยมเรียกว่า Facultative Pond โดยทั่วไปบ่อหมักจะมีเวลาเก็บกัก ตั้งแต่ 1-200 วัน บ่อประเภทนี้จะเป็นระบบบำบัดน้ำเสียขั้นแรกที่ต้องการลดหรือกำจัด BOD ลงไปส่วนหนึ่งก่อน เพื่อการประหยัดพลังงานในการย่อยสลายสารอินทรีย์ ประสิทธิภาพในการกำจัด BOD ของบ่อหมักจะอยู่ในช่วงระหว่าง  20 -95% ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณและชนิดของน้ำเสียด้วย

บ่อเกรอะ(Septic Tank) บ่อเกรอะเป็นระบบบำบัดน้ำเสียประเภท Aaerobic เช่น เดียวกัน เป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุดเหมาะสำหรับอาคารพักอาศัยส่วนบุคคล อาคารสำนักงาน ฯลฯ ที่มีปริมาณน้ำทิ้งไม่มากนัก ระบบนี้จะมีการก่อสร้างไม่ยุ่งยากนักสิ้นเปรืองค่าใช้จ่ายน้อยไม่จำเป็นต้อง มีผู้ชำนาญการดูแลรักษาระบบแต่มีข้อเสียที่สำคัญคือ น้ำทิ้งไหลผ่านบ่อเกรอะแล้วจะยังมีความสกปรกอยู่มาก จึงต้องมีการบำบัดขั้นต่อไปอีก

ถังปล่อยทิ้ง (Wash – out  Reactor) ระบบนี้มีลักษณะการทำงานเป็นระบบที่มีการไหลเวียนกลับแต่ไม่มีการแยก ตะกอนออกจากน้ำเช่น ไม่มีถังตกตะกอน ระบบนี้จะเลือใช้ก็ต่อเมื่อไม่สามารถแยกน้ำสลัดจ์กับน้ำในระบบได้เช่น พวกสลัดจ์ ถ้าระบบนี้มีเวลาเก็บกักต่ำกว่าเวลาที่จุลชีพเพิ่มขึ้นผลก็คือระบบภายในถัง หมักจะไม่มีตะกอนจุลชีพหลงเหลืออยู่ ซึ่งทำให้กระบวนการของ Anaerobic หยุดลง

ระบบบำบัดน้ำเสียเอเอสแบบแอนแอโรบิก (Anaerobic Activated Sludge) ระบบนี้อาจเรียกอีกชื่อว่า กระบวนการสัมผัสแอนแอโรบิก (Anaerobic Contact Process) ระบบนี้จะมีถังปฎิกิริยา (ถังหมัก) และระบบแยกตะกอนซึ่งอาจใช้ถังตกตะกอน ถังทำให้ลอย (Flotation) หรือการหมุนเหวี่ยง (Centrifugation) ข้อดีของระบบนี้คือ มีก๊าซมีเทนผลิตขึ้นมาสามารถรับปริมาณ BOD  สูงๆ ได้ดี และการเพิ่มขึ้นของน้ำสลัดจ์ไม่มากนักเทื่อเปรีบยเทียบกับระบบเอเอสแบบใช้ ออกซิเจน ระบบเอเอสแบบแอนแอโรบิกนี้จะมีเวลาเก็บกักของน้ำเสียประมาณ 0.5 – 10 วัน ระดับอุณหภูมิภายในถังควรมีประมาณ 35 องศาเซลเซียส และจะใช้อัตราไหลเวียนกลับประมาณ 2 – 4 เท่าของปริมาณน้ำเสียไหลเข้า

ถังแบบฟิล์มตรึง (Fixed – film Reactor) ระบบนี้เป็นระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้ตัวกลางบรรจุอยู่ภายในระบบถัง ทั้งนี้เพื่อให้มีอายุสลัดจ์หรือเวลาเก็บกักของน้ำสลัดจ์ยาวนาน แต่มรเวลาเก็กกักของน้ำเสียต่ำกว่า เพราะน้ำสลัดจ์จะไปเกาะบริเวณผิวตัวกลางยิ่งมีผิวขรุขระมาเท่าไหร่ก็จะยิ่ง สามารถมีจำนวนสลัดจ์(จำนวนต่อตารางเมตร)มากขึ้นด้วย ระบบนี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 รูปแบบ ดังนี้

1.              ถังกรองไร้อากาศแบบไหลขึ้น (Upflow Anaerobic Filter)

2.              ถังกรองไร้อากาศแบบไหลลง (Downflow Anaerobic Filter)

ถังกรองไร้อากาศแบบไหลขึ้น จุลชีพที่บรรจุอยู่ในระบบจะทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ต่างๆ ซึ่งตัวจุลชีพจะเกาะอยู่บริเวณผิวตัวกลาง และบางส่วนจะอาศัยอยู่ช่องว่างระหว่างตัวกลาง ทำให้ระบบนี้ไม่ต้องกวนน้ำเสียภายในถัง การย่อยสลายในถังการย่อยสลายสารอินทรีย์ในระบบนี้จะใช้เวลาเก็บกักของน้ำ เสียอาจมีตั้งแต่ 1 – 10 วัน โดยสามารถรับ COD ของน้ำเสียได้ตั้งแต่ 4-16 กก.COD/(ลบ.ม.วัน) ได้อย่างมีประสิทธิภาพตัวกลางที่สามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพคือพวกที่ ไม่สามารถย่อยสลายได้โดยธรราติได้แก่ ก้อนหิน พลาสติก อิฐ ยาง ดินเผา เป็นต้น พบว่า ตัวกลางที่ใช้ดินเผาจะมีประสิทธิภาพในการทำงานของระบบดีมาก เพราะว่า มีพื้นที่ผิวขรุขระมากสามารถมีจำนวนสลัดจ์มากในระบบบำบัดน้ำเสีย สำหรับขนาดของตัวกลางไม่ควรมีขนาดเล็กหรือใหญ่เกินไปถ้ามีขนาดเลกเกินไปอาจ จะทำให้เกิดปัญหาอุดตันขึ้นได้ง่ายทำให้เกิดการไหลลัดวงจรแต่ถ้าใช้ตัวกลาง ขนาดใหญ่เกินไปอาจทำให้มีพื้นที่ผิวตัวกลางน้อยลงซึ้งส่งผลให้ประสิทธิภาพ ของระบบบำบัดน้ำเสียลดลงในบาครังน้ำเสียที่ไหลเข้าระบบมีค่า BOD สูงกว่าปกติ ก็อาจแก้ไขได้โดยการสูบน้ำทิ้งที่ไหลผ่านระบบ Anaerobic Filter นี้แล้วกลับเข้าสูระบบอีกครังเพื่อทำให้ BOD ผสมมีปริมาณความเข้มข้นปกติ

          สำหรับขนาดความลึกของตัวกลางที่ควรมีในระบบไม่จำเป็นต้องมีมากๆ เพราะถ้ามีขนาดความลึกของตัวกลางมากเกิน 1.50 ม.ก็อาจเริ่มเกิดปัญหาอุดตันหรือสูญเสียความดัน (head loss) ขึ้น ดังนั้นอาจใช้ความลึกของตัวกลางประมาณ 1.20 ม. ก็น่าจะเพียงพอสำหรับการบำบัดน้ำเสียทั่วไป  เวลาเก็บกักของถังกรองไร้อากาศ มีประมาณ 1 วันขึ้นไปจึงจะได้ประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียดี และต้องมีเวลาเก็บกักอย่างน้อย 4 วันสำหรับการบำบัดน้ำเสียจากชุมชนเพื่อฆ่าเชื้อโรคในน้ำโสโครก

ถังกรองไร้อากาศแบบไหลลง จะมีตัวกลางบรรจุอยู่ในระบบสำหรับระบบนี้จะมีปริมาณสารแขวนลอยไม่มากเท่ากับของระบบถังกรองไร้อากาศแบบไหลขึ้น (Upflow Anaerobic Filter) น้ำเสียน้ำเสียที่ถูกบำบัดแล้วจะไหลทางส่วนก้นถัง และน้ำทิ้งบางส่วนน้ำทิ้งบางส่วนควรสูบกลับไปที่ระบบอีกครั้งเพื่อให้ ประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียดียิ่งขึ้นสำหรับข้อมูลอื่นๆก็จะเหมือนกับของ ระบบถังกรองไร้อากาศแบบไหลขึ้น

ถังกรองแบบฟลูอิดไดซ์ (Fluidise Bed Reactor) ระบบน้ำเป็นระบบที่ได้มีการพัฒนามาจากระบบถังกรองไร้อากาศ (Anaerobic Filter) ซึ่งมีปัญหาด้านการอุดตันการเกิดไหลลัดวงจรและมีความสูญเสียความดัน(Head loss)ทำให้ได้มีการดัดแปลงโดยใช้ตัวกลางที่มีพื้นที่ผิวมากๆ โดยใช้ทราย,Anthracite,Activated carbon หรือ วัสดุอื่นๆที่มีขนาดไกล้เคียงกับเม็ดทราย แต่จะให้ตัวกลางมีการเคลื่อนไหวตลอดเวลา ทำให้สามารถป้องกันปัญหาเกี่ยวกับการอุดตันได้ และจะทำให้ต้องการเวลาเก็บกักของน้ำเสียต่ำกว่ามาก

ถังแบบชั้นสลัดจ์ (Sludge Blanket Reactor) ระบบบำบัดน้ำเสียแบบนี้มีการไหลขึ้น ซึ่งนิยมเรียกระบบนี้ว่า Upflow Anaerobic Sludge Blanket Treatment  (UASB) จะอาศัยตะกอนจุลชีพแบบแขวนลอยโดยที่หลังการดำเนินการได้ระยะเวลาหนึ่งจะเกิด ตะกอนจุลชีพที่มีลักษณะเป็นเม็ดๆ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1-2 มม.ขึ้นภายในถังปฎิกิริยาซึ่งมีคุณสมบัติในการตกตะกอนได้ดีมาก ระบบนี้มีประสิทธิภาพในการบำบัด BOD สูงที่สุด เมื่อเปรีบยเทียบกับระบบบำบัดแบบไร้อากาศแบบอื่นๆแม้กระทั้งระบบถังกรองแบบฟลูอิดไดซ์ (Fluidise Bed Reactor) ก็ตาม ภายในระบบจะมีการแบ่งออกเป็น 2 ชั้น คือ ชั้นน้ำและชั้นตะกอนจะมีระบบแยกน้ำใสภายในถังและมีระบบเก็บรวบรวมก๊าซที่ ผลิตขึ้นมา ระบบนี้ต้องพยายามควบคุมระบบให้ได้ตะกอนที่มีลักษณะเป็นเม็ดๆจึงจะบอกได้ว่า ระบบนี้ทำงานบางครั้งพบว่าจำเป็นต้องน้ำนำตะกอนที่เป็นเม็ดๆแล้วจากถังอื่น มาช่วยให้ระบบนี้ทำงานได้ดี

ถังแบบแผ่นกั้น(Baffled Reactor) ระบบบำบัดน้ำเสียแบบนี้มีลักษณะเป็นถังที่มีแผ่นกั้นขวางหลายแผ่นวางตั้งไว้ ในถังยาว การไหลของน้ำเข้าระบบจะเป็นในลักษณะไหลขึ้น ไหลลงสลับกันไปหลายๆครั้ง โดยอาจจะมีความเร็วในการไหลขึ้นประมาณ 0.2 – 0.4  ม./ชม. ลักษณะการทำงานของระบบจะมีหลักการเช่นเดียวกับของระบบ UASB 

5 . ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบ่อปรับเสถียร (Stabilization Pond)

         เป็นระบบบำบัดน้ำเสียที่อาศัยธรรมชาติในการบำบัดสารอินทรีย์ในน้ำเสีย ซึ่งแบ่งตามลักษณะการทำงานได้ 3 รูปแบบ คือ บ่อแอนแอโรบิค (Anaerobic Pond) บ่อแฟคคัลเททีฟ (Facultative Pond) บ่อแอโรบิค (Aerobic Pond) และหากมีบ่อหลายบ่อต่อเนื่องกัน บ่อสุดท้ายจะทำหน้าที่เป็นบ่อบ่ม (Maturation Pond) เพื่อ ปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งก่อนระบายออกสู่สิ่งแวดล้อม บ่อปรับเสถียรสามารถบำบัดน้ำเสียจากชุมชน หรือโรงงานบางประเภท เช่น โรงงานผลิตอาหาร โรงฆ่าสัตว์ เป็นต้น และเป็นระบบที่มีค่าก่อสร้างและค่าดูแลรักษาต่ำ วิธีการเดินระบบไม่ยุ่งยากซับซ้อน ผู้ควบคุมระบบไม่ต้องมีความรู้สูง แต่ต้องใช้พื้นที่ก่อสร้างมากจึงเป็นระบบที่เหมาะกับชุมชนที่มีพื้นที่เพียง พอและราคาไม่แพง ซึ่งโดยปกติระบบบ่อปรับเสถียรจะมีการต่อกันแบบอนุกรมอย่างน้อย 3 บ่อ

บ่อแอนแอโรบิค (Anaerobic Pond)

            บ่อ แอนแอโรบิคเป็นระบบที่ใช้กำจัดสารอินทรีย์ที่มีความเข้มข้นสูงโดยไม่ต้องการ ออกซิเจน บ่อนี้จะถูกออกแบบให้มีอัตรารับสารอินทรีย์สูงมาก จนสาหร่ายและการเติมออกซิเจนที่ผิวหน้าไม่สามารถผลิตและป้อนออกซิเจนได้ทัน ทำให้เกิดสภาพไร้ออกซิเจนละลายน้ำภายในบ่อ จึงเหมาะกับน้ำเสียที่มีสารอินทรีย์และปริมาณของแข็งสูง เนื่องจากของแข็งจะตกลงสู่ก้นบ่อและถูกย่อยสลายแบบแอนแอโรบิค น้ำเสียส่วนที่ผ่านการบำบัดจากบ่อนี้จะระบายต่อไปยังบ่อแฟคคัลเททีฟ (Facultative Pond) เพื่อบำบัดต่อไป

การ ทำงานของบ่อแบบนี้ จะขึ้นอยู่กับสมดุลระหว่างแบคทีเรียที่ทำให้เกิดกรดและแบคทีเรียที่ทำให้ เกิดก๊าซมีเทน ดังนั้นอุณหภูมิของบ่อควรมากกว่า 15 องศาเซลเซียส และค่าพีเอช (pH) มากกว่า 6

บ่อแฟคคัลเททีฟ (Facultative Pond)

              บ่อแฟคคัลเททีฟเป็นบ่อที่นิยมใช้กันมากที่สุด ภายในบ่อมีลักษณะการทำงานแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนบนของบ่อเป็นแบบแอโรบิค ได้รับออกซิเจนจากการถ่ายเทอากาศที่บริเวณผิวน้ำและจากการสังเคราะห์แสงของ สาหร่าย และส่วนล่างของบ่ออยู่ในสภาพแอนแอโรบิค บ่อแฟคัลเททีฟนี้โดยปกติแล้วจะรับน้ำเสียจากที่ผ่านการบำบัดขั้นต้นมาก่อน

              กระบวนการบำบัดที่เกิดขึ้นในบ่อแฟคคัลเททีฟ เรียกว่า การทำความสะอาดตัวเอง (Self-Purification) สารอินทรีย์ที่อยู่ในน้ำจะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ประเภทที่ใช้ออกซิเจน (Aerobic Bacteria) เพื่อ เป็นอาหารและสำหรับการสร้างเซลล์ใหม่และเป็นพลังงาน โดยใช้ออกซิเจนที่ได้จากการสังเคราะห์แสงของสาหร่ายที่อยู่ในบ่อส่วนบน สำหรับบ่อส่วนล่างจนถึงก้นบ่อซึ่งแสงแดดส่องไม่ถึง จะมีปริมาณออกซิเจนต่ำ จนเกิดสภาวะไร้ออกซิเจน (Anaerobic Condition) และมีจุลินทรีย์ประเภทไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Bacteria) ทำ หน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์และแปรสภาพเป็นก๊าซเช่นเดียวกับบ่อแอนแอโรบิค แต่ก๊าซที่ลอยขึ้นมาจะถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนที่อยู่ช่วงบนของบ่อทำให้ไม่ เกิดกลิ่นเหม็น

              อย่าง ไรก็ตาม ถ้าหากปริมาณสารอินทรีย์ที่เข้าระบบสูงเกินไป จนออกซิเจนในน้ำไม่เพียงพอ เมื่อถึงเวลากลางคืนสาหร่ายจะหายใจเอาออกซิเจนและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ออกมา ทำให้ค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) ลดต่ำลง และปริมาณออกซิเจนละลายน้ำต่ำลงจนอาจเกิดสภาวะขาดออกซิเจน และเกิดปัญหากลิ่นเหม็นขึ้นได้

บ่อแอโรบิค (Aerobic Pond)

              บ่อ แอโรบิคเป็นบ่อที่มีแบคทีเรียและสาหร่ายแขวนลอยอยู่ เป็นบ่อที่มีความลึกไม่มากนักเพื่อให้ออกซิเจนกระจายทั่วทั้งบ่อและมีสภาพ เป็นแอโรบิคตลอดความลึก โดยอาศัยออกซิเจนจากการสังเคราะห์แสงของสาหร่าย และการเติมอากาศที่ผิวหน้า และยังสามารถฆ่าเชื้อโรคได้ส่วนหนึ่งโดยอาศัยแสงแดดอีกด้วย

บ่อบ่ม (Maturation Pond)

                บ่อ บ่มมีสภาพเป็นแอโรบิคตลอดทั้งบ่อ จึงมีความลึกไม่มากและแสงแดดส่องถึงก้นบ่อใช้รองรับน้ำเสียที่ผ่านการบำบัด แล้ว เพื่อฟอกน้ำทิ้งให้มีคุณภาพน้ำดีขึ้น และอาศัยแสงแดดทำลายเชื้อโรคหรือจุลินทรีย์ที่ปนเปื้อนมากับน้ำทิ้งก่อน ระบายออกสู่สิ่งแวดล้อม

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบ่อปรับเสถียรที่นิยมใช้กันจะประกอบด้วยหน่วยบำบัด ดังนี้

1. บ่อแอนแอโรบิค (ส่วนใหญ่จะใช้ในกรณีที่น้ำเสียมีค่าความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูง ๆ เช่น น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม)

2. บ่อแฟคคัลเททีฟ

3. บ่อแอโรบิค และ

4. บ่อบ่ม โดยต่อกันแบบอนุกรม

                                 ตัวอย่างการวางบ่อของระบบน้ำเสียแบบบ่อปรับเสถียร(Stabilization Pond)

ปฎิกิริยาภายในระบบบ่อผึ่ง

6 . ระบบำบัดน้ำเสียแบบบึงประดิษฐ์ (Constructed Wetland)

                  บึง ประดิษฐ์ เป็นระบบบำบัดน้ำเสียที่อาศัยกระบวนการทางธรรมชาติกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้น ในปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้ปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้ว แต่ต้องการลดปริมาณไนโตรเจนและฟอสฟอรัสก่อนระบายออกสู่แหล่งรองรับน้ำทิ้ง นอกจากนี้ระบบบึงประดิษฐ์ก็ยังสามารถใช้เป็นระบบบำบัดน้ำเสียในขั้นที่ 2 (Secondary Treatment) สำหรับบำบัดน้ำเสียจากชุมชนได้อีกด้วย ซึ่งข้อดีของระบบนี้ คือ ไม่ซับซ้อนและไม่ต้องใช้เทคโนโลยีในการบำบัดสูง

บึงประดิษฐ์ มี 2 ประเภท  ได้แก่ แบบ Free Water Surface Wetland (FWS) ซึ่งมีลักษณะใกล้เคียงกับบึงธรรมชาติ และแบบ Vegetated Submerged Bed System (VSB) ซึ่งจะมีชั้นดินปนทรายสำหรับปลูกพืชน้ำและชั้นหินรองก้นบ่อเพื่อเป็นตัวกรองน้ำเสีย

หลักการทำงานของระบบ

                    เมื่อ น้ำเสียไหลเข้ามาในบึงประดิษฐ์ส่วนต้น สารอินทรีย์ส่วนหนึ่งจะตกตะกอนจมตัวลงสู่ก้นบึง และถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ส่วนสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำจะถูกกำจัดโดยจุลินทรีย์ที่เกาะติดอยู่กับพืชน้ำ หรือชั้นหินและจุลินทรีย์ที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ ระบบนี้จะได้รับออกซิเจนจากการแทรกซึมของอากาศผ่านผิวน้ำหรือชั้นหินลงมา ออกซิเจนบางส่วนจะได้จากการสังเคราะห์แสงแต่มีปริมาณไม่มากนัก สำหรับสารแขวนลอยจะถูกกรองและจมตัวอยู่ในช่วงต้น ๆ ของระบบ การลดปริมาณไนโตรเจนจะเป็นไปตามกระบวนการไนตริฟิเคชั่น (Nitrification) และดิไนตริฟิเคชั่น (Denitrification) ส่วน การลดปริมาณฟอสฟอรัสส่วนใหญ่จะเกิดที่ชั้นดินส่วนพื้นบ่อ และพืชน้ำจะช่วยดูดซับฟอสฟอรัสผ่านทางรากและนำไปใช้ในการสร้างเซลล์ นอกจากนี้ระบบบึงประดิษฐ์ยังสามารถกำจัดโลหะหนัก (Heavy Metal) ได้บางส่วนอีกด้วย

ส่วนประกอบของระบบ

1.ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบึงประดิษฐ์แบบ Free Water Surface Wetland (FWS)

                  เป็นแบบที่นิยมใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งหลังจากผ่านการบำบัดจากบ่อปรับเสถียร (Stabilization Pond) แล้ว ลักษณะของระบบแบบนี้จะเป็นบ่อดินที่มีการบดอัดดินให้แน่นหรือปูพื้นด้วยแผ่น HDPE ให้ ได้ระดับเพื่อให้น้ำเสียไหลตามแนวนอนขนานกับพื้นดิน บ่อดินจะมีความลึกแตกต่างกันเพื่อให้เกิดกระบวนการบำบัดตามธรรมชาติอย่าง สมบูรณ์โครงสร้างของระบบแบ่งเป็น 3 ส่วน (อาจเป็นบ่อเดียวกันหรือหลายบ่อขึ้นกับการออกแบบ) คือ

·         ส่วนที่สอง เป็นส่วนที่มีพืชชนิดลอยอยู่บนผิวน้ำ เช่น จอก แหน บัว รวมทั้งพืชขนาดเล็กที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ เช่น สาหร่าย จอก แหน เป็นต้น พื้นที่ส่วนที่สองนี้จะไม่มีการปลูกพืชที่มีลัษณะสูงโผล่พ้นน้ำเหมือนในส่วน แรกและส่วนที่สาม น้ำในส่วนนี้จึงมีการสัมผัสอากาศและแสงแดดทำให้มีการเจริญเติบโตของสาหร่าย ซึ่งเป็นการเพิ่มออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ทำให้จุลินทรีย์ชนิดที่ใช้ออกซิเจนย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้เป็นการลดค่าบีโอดีในน้ำเสีย และยังเกิดสภาพไนตริฟิเคชั่น (Nitrification) ด้วย

·         ส่วนที่สาม มีการปลูกพืชในลักษณะเดียวกับส่วนแรก เพื่อช่วยกรองสารแขวนลอยที่ยังเหลืออยู่ และทำให้เกิดสภาพดิไนตริฟิเคชั่น (Denitrification) เนื่องจากออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ลดลง ซึ่งสามารถลดสารอาหารจำพวกสารประกอบไนโตรเจนได้

ระบบบึงประดิษฐ์แบบ Free Water Surface Wetland (FWS)

2. ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบึงประดิษฐ์แบบ Vegetated Submerged Bed System (VSB)

                      ระบบบึงประดิษฐ์แบบนี้จะมีข้อดีกว่าแบบ Free Water Surface Wetland คือ เป็นระบบที่แยกน้ำเสียไม่ให้ถูกรบกวนจากแมลงหรือสัตว์ และป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์ต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดโรคมาปนเปื้อนกับคนได้ ในบางประเทศใช้ระบบบึงประดิษฐ์แบบนี้ในการบำบัดน้ำเสียจากบ่อเกรอะ (Septic Tank) และปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งจากระบบบ่อปรับเสถียร (Stabilization Pond) หรือใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งจากระบบแอกติเวเต็ดจ์สลัดจ์ (Activated Sludge) และระบบอาร์บีซี (RBC) หรือใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำที่ระบายออกจากอาคารดักน้ำเสีย (CSO) เป็นต้น

ส่วนประกอบที่สำคัญในการบำบัดน้ำเสียของระบบบึงประดิษฐ์แบบนี้ คือ

-พืชที่ปลูกในระบบ จะมีหน้าที่สนับสนุนให้เกิดการถ่ายเทก๊าซออกซิเจนจากอากาศเพื่อเพิ่ม ออกซิเจนให้แก่น้ำเสีย และยังทำหน้าที่สนับสนุนให้ก๊าซที่เกิดขึ้นในระบบ เช่น ก๊าซมีเทน (Methane) จากการย่อยสลายแบบแอนแอโรบิค (Anaerobic) สามารถระบายออกจากระบบได้อีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสได้โดยการนำไปใช้ในการเจริญเติบโตของพืช

-ตัวกลาง (Media)จะมีหน้าที่สำคัญคือ

(1) เป็นที่สำหรับให้รากของพืชที่ปลูกในระบบยึดเกาะ

(2) ช่วยให้เกิดการกระจายของน้ำเสียที่เข้าระบบและช่วยรวบรวมน้ำทิ้งก่อนระบายออก

(3) เป็นที่สำหรับให้จุลินทรีย์ยึดเกาะ และ

(4) สำหรับใช้กรองสารแขวนลอยต่าง ๆ

ปัญหาที่เกิดขึ้นจากการใช้ระบบบึงประดิษฐ์

ปัญหา ทางด้านเทคนิคมีน้อย เนื่องจากเป็นระบบที่อาศัยธรรมชาติเป็นหลัก ส่วนใหญ่ปัญหาที่พบคือ พืชที่นำมาปลูกไม่สามารถเจริญเติบโตเพิ่มปริมาณตามที่ต้องการได้ อาจเนื่องมาจากการเลือกใช้ชนิดของพืชไม่เหมาะสม สภาพของดินไม่เหมาะสม หรือถูกรบกวนจากสัตว์ที่กินพืชเหล่านี้เป็นอาหาร เป็นต้น

ประโยชน์ที่ได้จากบึงประดิษฐ์

ประโยชน์ทางตรง :สามารถลดปริมาณสารอินทรีย์ ของแข็งแขวนลอย และสารอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้คุณภาพแหล่งรองรับน้ำทิ้งดีขึ้น