1.หน่วยความรู้พื้นฐาน ( Fundamentals )

1.หน่วยความรู้พื้นฐาน (Fundamentals)

1.1ดุลยภาพมวล(Mass Balances) ดุลยภาพมวลมีความสำคัญมากต่อการจัดการสิ่งแวดล้อมมาก ทั้งในระบบบำบัด ระบบปล่อยของไม่ใช้แล้ว ระบบจัดการประเมินวงจรชีวิตในโรงาน เป็นต้น

หลักการ มวลเข้าระบบย่อมเท่ากับมวลออกจากระบบเสมอ มวลเข้า = มวลออก Q1 C1+Q2 C2+ Q3 C3= Q4 C4 เมื่อ Q = อัตราน้ำไหล,ลบ.ม./วัน C = ความเข้มข้นของมลสาร,ก./ลบ.ม. QC = Q1 C1 ระบบ มวลออก มวลเข้า Q4 C4 Q2 C2 Q3 C3 มวลเข้า = มวลออก ลบ.ม. ก. + วัน ลบ.ม.

ตัวอย่าง 1 • โรงงานปล่อยน้ำเสียที่มีอัตราน้ำไหล 20 ลบ.ม.ต่อวัน และเกลือเท่ากับ 40มก./ล. ตามลำดับ ไหลลงสู่คลองสาธารณะที่มีอัตราน้ำไหลเท่ากับ 1000 ลบ.ม.ต่อวันและไม่มีเกลือในคลองให้คำนวณหาค่าความเข้มข้นและปริมาณของเกลือในคลองหลังจากมีน้ำเสียปล่อยลง

วิธีทำ1.พิจารณาดุลยภาพมวลของเกลือมวลเกลือเข้า = มวลเกลือออก แม่น้ำ Q1,C1 Q3,C3 น้ำเสียจากโรงงาน Q2,C2

2.คำนวณหาความเข้มข้นของเกลือ2.คำนวณหาความเข้มข้นของเกลือ Q1,C1 + Q2,C2 =Q3,C3 (1000)(0)+ (20)(40) = (1000+20) C3 C3 =(0.78)มก./ล. = (0.78)ก./ลบ.ม. 3. คำนวณหาปริมาณของเกลือ(M) M = Q3,C3 = = 795.60 ก./วัน 1020 + 0.78

1.2DO Sag Curve • DO Sag Curve เป็นกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงค่า DO ในแหล่งน้ำได้แก่ลำธาร คลอง แม่น้ำ เป็นต้น ซึ่งจะเป็นตัวชี้แสดงคุณภาพน้ำตามระยะทางและระยะเวลาในแหล่งน้ำดังกล่าว Note:DO คืออกซิเจนที่ละลายในน้ำ(Dissolved Oxygen)

DO Sag Curve เป็นกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงค่า DO ใน แหล่งน้ำได้แก่ ลำธาร คลอง แม่น้ำ เป็นต้น ซึ่งจะเป็นตัวชี้แสดง คุณภาพน้ำตามระยะทางและระยะเวลาในแหล่งน้ำดังกล่าว DO,มก/ล. 0 x 0 จุดวิกฤติคือจุดที่มีออกซิเจนละลายน้ำน้อยที่สุด จุดปล่อยน้ำเสีย ระยะทาง , ม. แม่น้ำ แนววิกฤติที่มีคุณภาพตกต่ำที่สุด

น้ำเสียโรงงาน 1 น้ำเสียโรงงาน 2 แม่น้ำ • จากรูปข้างบน โรงงานแห่งใดทำให้ปลาตายในแม่น้ำ ก x DO,มก/ล. ง x x x ค ข ระยะทาง

2.นิยามศัพท์

2.1 น้ำเสีย น้ำเสีย (Wastewater ) คือน้ำที่มีของเสียเจือปนอยู่มาก จนไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้

2.2 มลพิษน้ำ มลพิษน้ำ (Water Pollution) 1. สภาพที่มีสิ่งปนเปื้อนทำให้น้ำสกปรก (คุณภาพเลวลง) จนเป็นพิษหรือ อันตรายต่อสิ่งแวดล้อม หรือ 2. การที่มีสารแปลกปลอมได้แก่สารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ กัมมันตภาพรังสี หรือสิ่งมีชีวิตต่างๆสิ่งเหล่านี้เมื่ออยู่ในน้ำแล้วทำให้ คุณภาพของน้ำเลวลงจนเกิดอันตราย หรือบั่นทอนประโยชน์ของการ ใช้น้ำดังกล่าว (พ.ร.บ.ส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อม พ.ศ.2535)

คำถาม • ถ้าสิ่งแวดล้อมถูกปนเปื้อนด้วยสารใดๆก็ตามแต่ใน ปริมาณต่ำมากๆและไม่เกิดเป็นพิษ สภาพนั้นถือว่าเป็น สภาวะมลพิษหรือไม่

2.3 น้ำเน่า น้ำเน่า คือน้ำที่มีของเสียอยู่ในน้ำมาก จุลินทรีย์ในแหล่งน้ำนั้น จะกินของเสียและเจริญเพิ่มจำนวนมาก และเมื่อเพิ่มจำนวนมาก จุลินทรีย์ที่เพิ่มมากจะใช้ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำจนหมด การ ละลายจากอากาศลงสู่น้ำไม่พอหรือไม่ทัน จึงเกิดสภาพขาดออกซิเจน ในน้ำ • น้ำเน่าเป็นน้ำเสีย แต่น้ำเสียไม่จำเป็นต้องเน่า

2.4 น้ำโสโครก(Sewage) • หมายถึงของเสียและน้ำเสียที่เกิดจากแหล่งที่พักอาศัย และธุรกิจ การค้า แล้วปล่อยระบายสู่ท่อระบายน้ำเสีย

2.5 การป้องกันมลพิษ(Pollution prevention) • เป็นกระบวนการและกิจกรรมซึ่งลดปริมาณสารอันตราย สารมลพิษ หรือสารปนเปื้อนก่อนปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม หรือก่อนที่จะนำมาหมุนเวียน กลับมาใช้บำบัดหรือกำจัด การป้องกันมลพิษที่ดีควรลดของเสียที่แหล่งกำเนิด

2.6ความสามารถในการรองรับ(AssimilativeCapacity) 2.6ความสามารถในการรองรับ(AssimilativeCapacity) • ความสามารถของแหล่งน้ำในการรองรับของเสีย/ สารพิษ โดยจะไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อแหล่งน้ำ หรือ สิ่งมีชีวิตที่ อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำ

ความสามารถในการรองรับ(AssimilativeCapacity)ความสามารถในการรองรับ(AssimilativeCapacity)

คลองหรือลำน้ำทั่วไปสามารถฟื้นสภาพตัวเองคลองหรือลำน้ำทั่วไปสามารถฟื้นสภาพตัวเอง ได้ถ้ามีเวลาและออกซิเจนเพียงพอ แต่จะต้องไม่ มีของเสียทิ้งไปอีกหรือถ้ามีของเสียต้องไม่มากเกิน กว่าความสามารถในการฟื้นตัวของแม่น้ำ

2.7 การฟื้นตัวของแม่น้ำ(Self-Purification) • กระบวนการทางธรรมชาติที่เกิดในแหล่งน้ำ เป็นผลให้ แบคทีเรียลดลง ความสกปรกอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ ออกซิเจนที่ถูกใช้ไปมีการทดแทน และสิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำ สามารถดำรงชีวิตต่อไปได้ http://www.youtube.com/watch?v=CK9PeajWzaw

ความสามารถในการรองรับ(AssimilativeCapacity)ความสามารถในการรองรับ(AssimilativeCapacity) &การฟื้นตัวของแม่น้ำ(Self-Purification)

3.การแบ่งประเภทของแบคทีเรีย3.การแบ่งประเภทของแบคทีเรีย

การแบ่งประเภทของแบคทีเรียตามประเภทของแหล่งพลังงานการแบ่งประเภทของแบคทีเรียตามประเภทของแหล่งพลังงาน จุลินทรีย์จำเป็นที่จะต้องมีพลังงานเพื่อใช้ในการดำรงชีวิต และแหล่งของพลังงานที่นำมาใช้ในการดำรงชีวิตนี้อาจจะได้มา จากแหล่งต่างๆ 1. Autotrophic bacteria 2. Heterotrophic bacteria

การแบ่งประเภทของแบคทีเรียตามประเภทของแหล่งพลังงานการแบ่งประเภทของแบคทีเรียตามประเภทของแหล่งพลังงาน 1. Autotrophic bacteria เป็นแบคทีเรียที่ใช้แหล่งคาร์บอนสำหรับสร้างสารอินทรีย์มาจาก CO2และแหล่งพลังงานจากการออกซิไดซ์สารอนินทรีย์ (แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์และไฮโดรเจน) แบคทีเรียที่สำคัญในกลุ่มนี้คือ Nitrifying bacteria ซึ่งสามารถเปลี่ยนแอมโมเนียให้เป็น ไนเตรตได้

การแบ่งประเภทของแบคทีเรียตามประเภทของแหล่งพลังงานการแบ่งประเภทของแบคทีเรียตามประเภทของแหล่งพลังงาน 2. Heterotrophic bacteria แบคทีเรียประเภทนี้จะใช้ธาตุคาร์บอนจากสารอินทรีย์เป็น แหล่งคาร์บอน มีความสำคัญที่สุดในการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีววิทยา ในระบบบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา จุลินทรีย์ในระบบ จะใช้สารอินทรีย์ เป็นแหล่งพลังงานและเป็นสารตั้งต้นในการสร้างเซลล์ใหม่

Heterotrophic bacteria จุลินทรีย์ในกลุ่มนี้สามารถแบ่งเป็นกลุ่มย่อย ได้ 3 ประเภท 1. Aerobic bacteria เป็นแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนอิสระในการสันดาปสารอินทรีย์ให้เกิดพลังงาน 2. Anaerobic bacteria เป็นแบคทีเรียที่สามารถเผาผลาญสารอินทรีย์โดยไม่ใช้ออกซิเจนอิสระ แต่จะใช้ออกซิเจนที่อยู่ในสารประกอบอินทรีย์ หรืออนินทรีย์ เช่น NO3- , SO42-ในการสันดาปสารอินทรีย์ให้เกิดพลังงาน 3. Facultative bacteria เป็นแบคทีเรียที่สามารถดำรงชีวิต ในสภาพมีและไม่มีออกซิเจนอิสระ ขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมที่อาศัยอยู่

(Photosynthetic bacteria) (Photosynthetic bacteria)

การแบ่งประเภทของจุลินทรีย์ตามอุณหภูมิการแบ่งประเภทของจุลินทรีย์ตามอุณหภูมิ จุลินทรีย์แต่ละชนิดมีความต้องการอุณหภูมิในการ เจริญที่แตกต่างกัน ซึ่งจะส่งผลต่อการเจริญและเพิ่มจำนวนของ จุลินทรีย์ โดยอุณหภูมิที่จุลินทรีย์เจริญได้จะอยู่ระหว่างอุณหภูมิสูงสุด และอุณหภูมิต่ำสุด ซึ่งถ้ามีอุณหภูมิสูงหรือต่ำกว่านี้จุลินทรีย์จะไม่ สามารถเจริญเติบโตได้

การแบ่งประเภทของจุลินทรีย์ตามอุณหภูมิ (ต่อ) 1 ไซโครไฟล์ (psychrophile) เป็นจุลินทรีย์ที่เจริญได้ที่อุณหภูมิต่ำ คือสามารถเจริญได้ที่ 0 องศาเซลเซียส อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 15 องศาเซลเซียส หรือต่ำกว่า กลุ่มของจุลินทรีย์กลุ่มนี้จัดเป็นไซโครไฟล์ที่แท้จริง (obligate psychrophile) อุณหภูมิสูงสุดที่เจริญคือ 30 องศาเซลเซียส แต่บาง พวกมีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมในการเจริญระหว่าง 25-30 องศา เซลเซียส และอุณหภูมิสูงสุดในการเจริญคือ 35 องศาเซลเซียส จึง จัดเป็นแฟคัลเททีพไซโครไฟล์ (facultative psychrophile)

การแบ่งประเภทของจุลินทรีย์ตามอุณหภูมิ (ต่อ) 2. มีโซไฟล์ (mesophile) เป็นจุลินทรีย์ที่เจริญได้ที่อุณหภูมิปานกลางระหว่าง 25-40 องศาเซลเซียส โดยมีอุณหภูมิต่ำสุดที่จะเจริญได้ที่ 5 – 25 องศา เซลเซียส อุณหภูมิเหมาะสมที่ 37 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิสูงสุดที่ เจริญได้ที่ 43 องศาเซลเซียส

การแบ่งประเภทของจุลินทรีย์ตามอุณหภูมิ (ต่อ) 3 เทอร์โมไฟล์ (Thermophile) เป็นจุลินทรีย์ที่เจริญได้ที่อุณหภูมิสูงระหว่าง 45-60 องศา เซลเซียส อุณหภูมิเหมาะสมอยู่ระหว่าง 50 – 55 องศาเซลเซียส อุณหภูมิสูงสุดที่เจริญได้อยู่ระหว่าง 60-85 องศาเซลเซียส

4.การป้องกันควบคุมและการจัดการ4.การป้องกันควบคุมและการจัดการ

3.1 แหล่งกำเนิดของน้ำที่ผ่านการใช้ น้ำที่ผ่านการใช้มาแล้วนั้นมีแหล่งกำเนิดแบ่งได้ 2 พวกใหญ่ 1. น้ำเสียที่ถูกปล่อยออกมาจากแหล่งใดก็ไม่อาจทราบได้แน่นอนชัดเจน(Non-Point Sources) 2. น้ำเสียที่มีท่อหรือรางระบายของน้ำเสีย (Point Source)

3.2 แหล่งน้ำเสียจากชุมชน 1.แหล่งน้ำเสียจากบ้านพักอาศัย(Residential District) 2.สถานที่ทำการ(Institutional Districts) 3.สถานที่ที่ใช้ในการสันทนาการ(Recreational Districts) โรงแรม รีสอร์ท บ้านพักตากอากาศ สระว่ายน้ำรวมถึงค่ายพักแรม ต่างๆ 4.สถานที่ประกอบธุรกิจการค้า(Commercial Districts) ตลาด โรงภาพยนตร์ ศูนย์การค้า ร้านค้า ร้านอาหาร ฯลฯ

3.3 พารามิเตอร์ที่นิยมใช้ในการตรวจสอบคุณภาพน้ำ 1. ออกซิเจนละลาย (Dissolved oxygen, DO) 2. บีโอดี (Biochemical oxygen demand, BOD) เป็นปริมาณ ออกซิเจนที่ถูกใช้ไปในการย่อยสลายอินทรีย์สารโดยจุลินทรีย์ 3. ของแข็ง (Solids)

3.3 พารามิเตอร์ที่นิยมใช้ในการตรวจสอบคุณภาพน้ำ(ต่อ) 4. โคลิฟอร์มแบคทีเรียและอีโคไล (Coliform bacteria และ faecal coliform bacteria) เป็นแบคทีเรียชี้แนะที่ใช้ในการตรวจวัดว่า อาหารและน้ำอาจมีการปนเปื้อนของเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค โดยอี โคไลจะเป็น normal flora อยู่ในทางเดินอาหารของสัตว์เลือดอุ่น 5. ส่วนพารามิเตอร์อื่นๆ ขึ้นกับวัตถุประสงค์ของการใช้

3.4 สาเหตุการเกิดมลพิษทางน้ำ • สารเมื่อถูกปล่อยสู่แหล่งน้ำธรรมชาติในปริมาณที่มากเกินกว่า ความสามารถในการฟอกตัวของน้ำจะรับไหว จะทำให้แหล่งน้ำนั้นเกิด มลพิษ น้ำจากแหล่งดังกล่าวจะไม่สามารถนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ ต่างๆ

3.5 ความจำเป็นที่ต้องมีมาตรการป้องกันและควบคุม ปัจจุบันแหล่งน้ำธรรมชาติที่จะนำมาใช้อุปโภคบริโภคมีอยู่ อย่างจำกัด ถ้าเกิดปัญหามลพิษต่างๆ ไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ ดังก่อน หรือนำมาใช้ก็ต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงในการปรับปรุงคุณภาพ

วัตถุประสงค์ที่ต้องมีมาตรการป้องกันวัตถุประสงค์ที่ต้องมีมาตรการป้องกัน 1. เพื่อทำลายตัวการที่ก่อให้เกิดโรค ไม่ว่าจะเป็นเชื้อโรคหรือสารพิษทำลายให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย 2. เพื่อไม่ก่อให้เกิดเหตุเดือดร้อนรำคาญ พวกสารแขวนลอยต่างๆ มีกลิ่นหรือสี 3. เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดภาวะมลพิษ เกิดปัญหาต่อการที่จะนำน้ำในแหล่งน้ำไปใช้ประโยชน์

3.6 การป้องกันและควบคุมมลพิษทางน้ำ จำเป็นต้องมีการเฝ้าติดตามตรวจสอบ (monitoring) คุณภาพน้ำ 3.6.1 การเฝ้าติดตามตรวจสอบคุณภาพน้ำ โดยต้องจัดให้มีการ เฝ้าติดตามตรวจสอบน้ำในแหล่งน้ำธรรมชาติเพื่อทราบถึงสถานการณ์ ว่าคุณภาพน้ำเป็นอย่างไรและเพื่อหาทางในการป้องกัน ควบคุมและ การแก้ไขเพื่อไม่ให้เกิดปัญหามลพิษทางน้ำ พารามิเตอร์ที่ใช้จะเป็น พารามิเตอร์ที่จะใช้ตรวจติดตาม เพื่อการควบคุมและรักษาคุณภาพน้ำ ในแหล่งน้ำไม่ให้เกิดภาวะมลพิษต่อการใช้ประโยชน์

3.6.2 การอนุรักษ์แหล่งน้ำ โดยการกำหนดมาตรฐานคุณภาพน้ำ การกำหนดมาตรฐานคุณภาพ มาตรฐานคุณภาพน้ำ คำนึงถึงมาตรฐานของแหล่งน้ำดิบ มาตรฐานน้ำทิ้งและมาตรฐานน้ำ เพื่อการอุปโภคบริโภค มาตรฐานทั้ง 3 จะสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน หาก ปล่อยให้มีการทิ้งน้ำเสียต่างๆลงในแหล่งน้ำโดยไม่มีการควบคุมก็จะทำ ให้แหล่งน้ำนั้นสกปรก ก่อให้เกิดปัญหาต่อมาตรฐานอื่นๆ มาตรฐาน คุณภาพน้ำที่ใช้กันแบ่งเป็น 3 พวกใหญ่

3.6.2.1 การกำหนดมาตรฐานของแม่น้ำ ใช้กำหนดมาตรฐาน ของแม่น้ำ เพื่อให้แหล่งน้ำสามารถใช้ความสามารถในการกำจัดความ สกปรกของน้ำตามธรรมชาติ (Natural Assimilative Capacityand Self-Purification) ซึ่งการกำหนดการ ปล่อยของเสียจะอยู่ในระดับที่ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต

3.6.2.2 มาตรฐานแหล่งน้ำ(Stream Standard) มาตรฐานตามวัตถุประสงค์การใช้น้ำ คำนึงถึงประโยชน์ที่เกิดจาก การใช้น้ำเป็นหลัก กำหนดมาตรฐานแหล่งน้ำใช้ในการรักษาคุณภาพ แหล่งน้ำและเพื่ออนุรักษ์แหล่งน้ำไว้เพื่อประโยชน์ต่างๆ 1. การผลิตเพื่อการบริโภคและอุปโภคคุณภาพดี ไม่มีแร่ธาตุที่ เป็นพิษ 2. การประมง สามารถเป็นแหล่งเพาะพันธุ์สัตว์น้ำและเป็นที่อยู่ อาศัย 3. การเกษตรกรรม ต้องไม่มีสารละลายเกลือแร่จนทำให้ ผลกระทบต่อพืช

2.3.2 .การประมง สามารถเป็นแหล่งเพาะพันธุ์สัตว์น้ำและเป็นที่อยู่อาศัย 2.3.3 การเกษตรกรรม ต้องไม่มีสารละลายเกลือแร่จนทำให้มีผลกระทบต่อพืช

4. การอุตสาหกรรม ต้องสะอาดและอาจมีการบำบัดเพิ่มเติมให้ เหมาะกับความต้องการ 5. การสันทนาการ ต้องสภาพดีไม่ก่อให้เกิดความน่ารังเกียจ สำนักงานคณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ กำหนดมาตรฐาน คุณภาพน้ำตามการใช้ประโยชน์ทั้ง 5 ไว้ โดยกำหนดเป็นมาตรฐาน คุณภาพแหล่งน้ำผิวดินซึ่งไม่ใช่ทะเล

3.6.2.3 มาตรฐานน้ำทิ้ง(Effluent Standard) เป็นเกณฑ์ที่กำหนดให้แหล่งกำเนิดน้ำเสียห้ามปล่อยน้ำเสีย หรือน้ำทิ้ง ที่มีความสกปรกมากจนทำให้แหล่งรับน้ำเกิดปัญหาทางด้านคุณภาพ แบ่งเป็น2 ประเภทใหญ่ๆ คือ 1 มาตรฐานน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม 2 มาตรฐานน้ำทิ้งจากแหล่งชุมชน การควบคุมดังนี้ทำให้แหล่งน้ำไม่เกิดสภาพเสื่อมโทรม มาตรฐาน ดังกล่าวนี้ง่ายต่อการควบคุมและตรวจสอบ

1.หน่วยความรู้พื้นฐาน ( Fundamentals )