Chemical wastewater treatment

1. ระบบบำบัดน้ำเสียทำงเคมี

2. การตกตะกอน (Coagulation)
การทาให้เป็นกลาง (Neutralization)
การแลกประจุ (Ion Exchange)
การดูดซับด้วยผงถ่าน (Carbon Adsorption)
การทาลายเชื้อโรค (Disinfection)

3.  น้าเสียที่มีสารแขวนลอยที่มีประจุลบ เช่น ดินเหนียว ไม่สามารถจะตกตะกอนเองได้
จาเป็นที่จะต้องหาสารเคมีที่มีประจุบวกเติมลงไปเพื่อทาให้เกิดความเป็ นกลาง กวนให้
เกิดการรวมตัวจนได้ตะกอนใหญ่ขึ้นและตกลงมายังก้นถังได้ สารเคมีที่มีประจุบวกเป็น
จานวนมาก ได้แก่ สารส้ม และเกลือเหล็ก แต่ที่นิยมใช้กันคือ สารส้ม เพราะมีราคาถูก
แต่ตะกอนที่ตกด้วยสารส้มจะเบารีดน้าออกยากกว่าตะกอนที่เกิดจากเกลือเหล็ก ในบาง
กรณีอาจต้องใช้สารส้มปริมาณสูง จึงจะเกิดผลตามต้องการ ทาให้มีราคงแพงกว่าการใช้
เกลือเหล็กซึ่งให้ผลเช่นเดียวกัน เช่น การกาจัดสีจากโรงงานฟอกย้อม หากใช้สารส้มจะ
ใช้ปริมาณสูงถึง 600 มิลลิกรัมต่อลิตร เมื่อเปลี่ยนมาใช้เกลือเหล็กปริมาณความต้องการ
เพียง 13 มิลลิกรัมต่อลิตรก็สามารถลดสีจนได้มาตรฐานน้าทิ้ง (300 ADMI) ตามต้องการ
เมื่อคิดเป็นค่าใช้จ่ายในการใช้สารส้มจะสูงเกือบเป็น 10 เท่าของเกลือเหล็ก

4. ตะกอนดิน สารเคมีประจุบวก

5. ตะกอนดิน สารเคมีประจุบวก

6. กาจัดตะกอนโลหะหนักที่เป็นอันตราย จะต้องนาไปกาจัด มิฉะนั้น
แล้วจะเกิดอันตรายต่อระบบนิเวศได้
สารละลายอินทรีย์บางประเภท อาจกาจัดออกได้ด้วยวิธีเคมีหากปรับ
สภาพให้เกิดปฏิกิริยาได้อย่างเหมาะสม และมีราคาถูกว่าระบบ
ชีวภาพมากเพราะใช้พลังงานน้อยกว่า ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้รวดเร็วกว่า
และปริมาณพื้นที่ที่ต้องการใช้ยังน้อยกว่า

7.  เป็นการปรับสภาพความเป็นกรด-ด่าง หรือพีเอชให้อยู่ในสภาพที่เป็นกลาง เพื่อให้เกิด
ความเหมาะสมที่จะนาไปบาบัดน้าเสียในขั้นอื่นต่อไป
 กระบวนการบาบัดน้าเสียด้วยวิธีทางชีวภาพซึ่งต้องการน้าเสียที่มีค่าพีเอชอยู่ระหว่าง
6.5 - 8.5
 ค่าพีเอชในน้าทิ้งควรอยู่ระหว่าง 5 - 9
 ถ้าพีเอชต่าจะต้องปรับสภาพด้วยด่าง ด่างที่นิยมนามาใช้คือ โซดาไฟ (NaOH) ปูนขาว
(CaO) หรือ แอมโมเนีย (NH3) เป็นต้น และถ้าน้าเสียมีค่าพีเอชสูงต้องทาการปรับสภาพ
พีเอชให้เป็นกลางโดยใช้กรด กรดที่นิยมนามาใช้ ได้แก่ กรดกามะถัน (H2SO4) กรด
เกลือ (HCl) หรือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)

8. สารสังเคราะห์ประเภทเรซิน (Synthetic Resin) มีความสามารถในการแลก
ประจุได้ดี นิยมนามากาจัดโลหะหนัก เช่น เหล็กและโครเมียม หรือพวก
สารอาหาร เช่น ไนโตรเจน แอมโมเนีย และฟอสเฟต ออกจากน้าทิ้ง และ
ป้ องกันไม่ให้สาหร่ายเกิดขึ้นมากเกินต้องการ
สารอาหารที่ถูกเรซินจับไว้สามารถนากลับมาใช้ประโยชน์ได้อีก ส่วนตัวเรซิน
สังเคราะห์เมื่อใช้งานหมดประสิทธิภาพแล้ว นากลับมาปรับคืนสภาพ
(Regenerate) ด้วยกรดเกลือ (HCI) หรือเกลือแกง (NaCl) แล้วนามาใช้ใหม่
ได้การปรับคืนสภาพสามารถทาได้หลายครั้งมาก ทาให้อายุการใช้งาน
ของเรซินนานถึง 3-4 ปี หรือมากกว่า

9. ประเภทของเรซิน
 เรซินที่เป็นกรด จะเป็นกรดแก่หรือกรดอ่อนที่นามาแลกเปลี่ยนกับประจุ
บวก เมื่อประสิทธิภาพในการแลกประจุหมดลง ก็นามาปรับคืนสภาพด้วย
เกลือแกงหรือกรดเกลือ
 เรซินที่เป็นด่าง จะเป็นด่างแก่หรือด่างอ่อน นามาแลกเปลี่ยนกับประจุลบ
และสามารถปรับฟื้นคืนสภาพด้วยโซดาไฟ กรดเกลือหรือสารละลาย
แอมโมเนียตามคุณสมบัติของเรซินที่นามาใช้

10.  เรซินแต่ละตัวจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป แม้ว่าจะอยู่กลุ่มเดียวกันก็ตาม
คุณสมบัติของมันจะถูกกาหนดไว้เพื่อให้ผู้ใช้เลือกใช้อย่างถูกต้องว่า เรซินตัว
นั้นมีความสามารถแลกประจุได้มากน้อยเพียงใด จับสารอะไรได้ดี ปรับคืน
สภาพอย่างไร เมื่อไม่สามารถปรับคืนสภาพแล้วจะต้องเผาทิ้งที่อุณหภูมิ
เท่าใดจึงไม่เกิดปัญหากับสิ่งแวดล้อม เป็นต้น

11.  การบาบัดน้าเสียด้วยวิธีแลกประจุได้ผลรวดเร็ว ใช้พื้นที่น้อย ประสิทธิภาพ
สูง อาจได้ผลพลอยได้นากลับมาใช้ประโยชน์ได้ใหม่ เช่น การบาบัดน้าเสีย
จากกระบวนการเคลือบผิวด้วยโครเมียม น้าเสียจะเป็นพวกกรดโครมิคที่ไม่
บริสุทธิ์ ผ่านเข้ามายังเรซินเปลี่ยนประจุบวก แล้วจะได้กรดโครมิคที่บริสุทธิ์
ออกมา เป็นต้น

12.  การดูดซับด้วยผงถ่านเป็นกระบวนการที่ใช้ผงถ่านดูดซับเอาสารเคมี (สา
รอนินทรีย์และสารอินทรีย์) บางชนิดที่ละลายอยู่ในน้าเสีย หลังจากแยกเอา
ผงถ่านออกแล้วจะได้น้าทิ้งที่ได้มาตรฐานระบายออกจากโรงงานได้

13. การผลิตผงถ่าน
 ผงถ่านที่นามาดูดซับสี สารอินทรีย์ หรือสารอนินทรีย์ เป็นผง
ถ่านที่มีขนาดเล็ก 0.1 มิลลิเมตรผ่านการเผาในเตาที่มีออกซิเจน
จนร้อนแดงเพื่อไล่สารพวกไฮโดรคาร์บอน แล้วนามาแอกติเวท
(Activate) ด้วยก๊าซ (Oxidizing Gas) จนโครงสร้างพรุนไปทั่ว
จากนั้นนามาแยกขนาด

14. การนาไปใช้งาน
 ผงถ่านพวกนี้เมื่อนามาใช้คล้ายวัสดุกรองในถังกรอง โดยปล่อยให้น้าเสียที่ต้องการ
กาจัดไหลผ่านถังกรองถ่านช้าๆ เพื่อให้เกิดการดูดซับได้เต็มที่ น้าที่ผ่านการกรองนี้แล้ว
จะระบายทิ้งหรือนากลับมาใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้
 ส่วนตัวผงถ่านที่หมดประสิทธิภาพการดูดซับแล้ว สามารถนากลับมาล้างด้วยสารเคมี
เพื่อปรับคืนสภาพ แล้วนามาใช้ใหม่ได้ ทาซ้าๆ เช่นนี้ไปจนกว่าผงถ่านนั้นจะหมดสภาพ
ไปจริงๆ
 ในกรณีนี้ใช้ได้กับการดูดซับที่ไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีติดแน่นกับผงถ่าน หากในระหว่างการ
กรองหรือดูดซับเกิดปฏิกิริยาเคมีติดแน่นกับผงถ่านก็
ไม่สามารถนามาปรับคืนสภาพได้ต้องนาไปกาจัดด้วยการเผาต่อไป

15. ปัญหาที่พบบ่อย
 ปัญหาในการดูดซับ คือ ปัญหาของพื้นผิวนอกอุดตันจนปิดช่องว่า
ระหว่างเม็ดถ่านทาให้น้าเสียไหลผ่านลงไปไม่ได้ จาเป็ นต้องล้างสิ่ง
สกปรกเหล่านั้นออกแบบเดียวกับการล้างทรายกรอง

16.  การตรวจสอบเพื่อหาปริมาณผงถ่านที่เหมาะสมต่อการดูดซับ
ตลอดจนหาจานวนครั้งที่นาผงถ่านนั้นกลับมาใช้ซ้า สามารถทาได้ใน
ห้องทดลองโดยใช้หลักการของไอโซเทอม (Isothem) ข้อมูลที่ได้จาก
การทาไอโซเทอมสามารถนามาหาคาตอบที่ต้องการได้ เราจะทราบ
ได้ว่า 1 หน่วยน้าหนักของผงถ่านจะดูดซับสารชนิดนั้น ๆ ได้เท่าไร
เป็นต้น

17.  การทาลายเชื้อโรคในน้าเสียเป็นการทาลายจุลินทรีย์ที่ทาให้เกิดโรคโดยใช้
เคมีหรือสารอื่น ๆ โดยมีวัตถุประสงค์คือ เพื่อป้ องกันการแพร่กระจายของเชื้อ
โรคมาสู่คนและเพื่อทาลายห่วงโซ่ของเชื้อโรคและการติดเชื้อก่อนที่จะถูก
ปล่อยลงแหล่งน้าธรรมชาติ ซึ่งสารเคมีที่ใช้ในการกาจัดเชื้อโรค ได้แก่ คลอรีน
และสารประกอบคลอรีน โบรมีน ไอโอดีน โอโซน ฟีนอลและสารประกอบ
ของฟีนอล แอลกอฮอล์ เป็นต้น ซึ่งคลอรีนเป็นสารเคมีที่นิยมใช้มาก