โครงงานวิจัย

โครงงานวิจัย เรื่อง การศึกษาประสิทธิภาพการกำจัด กากตะกอนจากระบบบำบัดน้ำเสียที่มีความสกปรกสูงII

คณะผู้วิจัย นนอ.ก้องกระดังงา นนอ.ธำรงค์ คงช่วย อาจารย์ที่ปรึกษา น.อ.หญิง กรองกาญจน์ มหาชนะวงศ์ ร.อ. สมพงษ์ บุตรงาม

ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหาความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา ปัจจุบันนี้โรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆได้มีการปล่อยน้ำเสียออกมาเป็นปริมาณมาก แม้ว่าจะมีการบำบัดน้ำเสียแต่ก็ไม่สามารถจะบำบัดได้ดีเท่าที่ควรเนื่องจากระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้อาจยังมีประสิทธิภาพที่ยังไม่ดีพอยกตัวอย่างในโรงงานผลิตเบียร์ไฮเนเกนที่แม้ว่าจะมีการบำบัดน้ำเสียแต่ก็ยังมีปัญหาเรื่องปริมาณตะกอนส่วนเกินมากเกินไป เนื่องจากทำให้เสียค่าใช้จ่ายในการนำไปทิ้ง ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงทำการศึกษาเรื่องนี้เพื่อทำการปรับปรุงระบบบำบัดน้ำเสียให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น และหาวิธีการที่จะกำจัดกากตะกอนส่วนเกินที่มากเกินไป โดยทางคณะผู้วิจัยได้ทำการศึกษาวิจัยต่อจากงานวิจัยของ นนอ. อำนวยเกิดแก้ว นนอ. อดิศักดิ์นันทวิศาลและนนอ. ทักษิณจันทรศร

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยวัตถุประสงค์ของงานวิจัย • เพื่อทำการศึกษาการเพิ่ม ลักษณะและปริมาณตะกอนที่เกิดขึ้นจากระบบบำบัดน้ำเสีย • เพื่อศึกษาระยะเวลาและปรับปรุงการกำจัดตะกอนส่วนเกินที่ต้องทิ้งออกนอกระบบโดยที่ไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสีย • เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการกำจัดกากตะกอนจุลินทรีย์ ส่วนเกินของระบบบำบัดน้ำเสีย

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ - สามารถลดปริมาณตะกอนส่วนเกินที่เกิดขึ้นจากระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพโดยการย่อยสลายกากตะกอนได้ภายในระบบบำบัดน้ำเสีย - สามารถลดค่าใช้จ่ายที่จะใช้ในการกำจัดกากตะกอนได้ - สามารถบำบัดน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สมมติฐาน เมื่อได้รับการปรับปรุงและออกแบบระบบบำบัดเพิ่มเติมจากงานวิจัยของนนอ.อำนวยเกิดแก้วนนอ.อดิศักดิ์นันทวิศาลและนนอ.ทักษิณจันทรศร ปีพ.ศ.2544 คือการเพิ่มระบบบำบัดแบบSeptic เข้าไปในกระบวนการบำบัดน้ำเสียเดิมสามารถทำให้กำจัดกากตะกอนส่วนเกินได้เพิ่มขึ้นโดย ไม่ทำให้ประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียลดลง

ถัง Septic

ขอบเขตของการวิจัย -ศึกษาและกำจัดตะกอนส่วนเกินโดยใช้ระบบบำบัดน้ำเสียทาง ชีวภาพเพื่อให้มีตะกอนส่วนเกินเหลือน้อยที่สุด - ศึกษา ออกแบบและทำการปรับปรุงระบบบำบัดน้ำเสียที่เหมาะสมที่จะใช้เป็นแบบจำลองของงานวิจัย - ศึกษาเรื่องการเพิ่มขึ้นและการย่อยสลายกากตะกอนที่เกิดขึ้นจากระบบบำบัดน้ำเสีย

การดำเนินงานวิจัย 1. เตรียมแบบจำลองระบบบำบัดน้ำเสียพร้อมติดตั้งเครื่องมือชุดควบคุมการไหล

ระบบบำบัดน้ำเสีย 80% 20 % F/M น้ำทิ้ง

2. เลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์เพื่อให้เกิดการปรับตัว - วัด pH ให้อยู่ในช่วง 6.6-8.0 เพื่อควบคุมเชื้อจุลชีพให้มีค่า pH ที่เป็นกลาง - เติม FeCl2 วันละ 1 มล.เพื่อให้เชื้อจุลินทรีย์อยู่ในสภาวะที่เหมาะสม

3. ทำการทดลองหาค่า MLSS เพื่อสังเกตลักษณะตะกอน

4. เพิ่มความสกปรกของน้ำเสีย

5. สูบตะกอนกลับเข้าสู่ถังเติมอากาศเพื่อควบคุม F IM ratio ให้อยู่ในช่วง 0.2 – 0.4 มก.BOD5 I (มก.MLSS.วัน)

6. เมื่อค่า MLSS ถึง 6,000 มก.I ล.จึงทำการ สูบตะกอนส่วนเกินเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสียตามที่ออกแบบไว้

7. ทำการตรวจสอบค่าความสกปรกของน้ำเสีย (ค่า BOD)

8. ตรวจสอบระยะเวลาที่ทำการสูบตะกอนส่วนเกินกลับ สู่ระบบบำบัดน้ำเสีย สังเกตการเปลี่ยนแปลงภายในระบบ และตรวจสอบประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสีย

ผลการทดลอง

กราฟแสดงค่า MLSS ๐ ๐

ตารางแสดงค่า BOD Check เมื่อ : 2 ตุลาคม พ.ศ. 2545

รายการคำนวณFIMratio ขนาดถังเติมอากาศ = 0.128 ลบ.ม. ค่า BOD ที่เข้าถังเติมอากาศ = 720 มก.I ล. ค่า MLSS วันที่ทดสอบ = 4,113 มก.I ล. อัตราการไหลของน้ำเสีย = 0.140 ลบ.ม.

F นน.บีโอดีเข้าระบบต่อวัน M นน.จุลชีพในระบบ อัตราการไหลของน้ำเสีย(ลบ.ม.I วัน) x บีโอดี(มก.I ล.) x 1000 ปริมาตรถังเติมอากาศ(ลบ.ม.) x MLSS(มก.I ล.) x 1000 0.140(ลบ.ม.I วัน) x 720(มก.I ล.) x 1000 0.128(ลบ.ม.) x 4113(มก.I ล.) x 1000 0.19

วิเคราะห์ผลการทดลอง จากการทดลองสังเกตพบว่าเมื่อสูบตะกอนส่วนเกินกลับไปได้เป็นเวลา 22 วันปริมาณจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศ (Aeration) จะลดลงซึ่งวัดค่า MLSS ได้เฉลี่ยประมาณ 4,000 มก./ลิตรและลดลงเรื่อยๆจนกระทั่งลดลงเหลือ 3,900 มก./ ลิตรอาจเนื่องมาจากการสูบตะกอนส่วนเกินกลับเข้าไปในถัง Septic และ Anoxic ทำให้ค่าความสกปรกของน้ำเสียมีค่าเพิ่มมากขึ้นจนทำให้เชื้อจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศ (Aeration) เกิดอาการชะงักไม่สามารถย่อยสลายสารอาหารได้และบางส่วนจะตายไปในที่สุด ไม่ยอมกินอาหารสังเกตได้จากในถัง เติมอากาศ (Aeration) มีกลิ่นเหม็นมากซึ่งมีผลทำให้ประสิทธิภาพการบำบัดลดน้อยลง เมื่อได้มีการตรวจสอบค่า BOD5ของน้ำเสียก่อนเข้าสู่ถังเติมอากาศ เหลือค่า BOD5เพียง28.6%

ประสิทธิภาพการบำบัด • ค่า BOD ของน้ำเสียก่อนบำบัด = 2,520 มก.I ล. • ค่า BOD ของน้ำเสียหลังบำบัด = 37.5 มก.I ล. ประสิทธิภาพการบำบัด =(BOD ก่อน –BOD หลัง) x 100% BOD ก่อน = (2,520– 37.5) x 100% 2,520 = 98.5 %

สรุปผลการวิจัย วิธีการกำจัดกากตะกอนส่วนเกิน โดยการนำกลับเข้าไปให้ถูกย่อยสลายในถังกึ่งไร้อากาศและถังSepticนั้นถึงแม้ว่าประสิทธิภาพโดยรวมยังอยู่ในเกณฑ์ที่ดีแต่การที่นำตะกอนกลับเข้าไปในระบบทำให้ค่าความสกปรกของน้ำเสียมีค่าสูงขึ้น จนทำให้เชื้อแบคทีเรียชนิดใช้อากาศย่อยสลายสารอินทรีย์ที่เพิ่มขึ้นนี้ไม่ทันดังนั้นต้องปรับปรุงวิธีขั้นตอนในการนำตะกอนกลับสู่ระบบหรือขั้นตอนในการบำบัดให้มีความเหมาะสมมากกว่านี้ จึงจะย่อยสลายกากตะกอนส่วนเกินได้โดยเชื้อแบคทีเรียไม่อ่อนแรงลง

ข้อจำกัด ปัญหาและแนวทางแก้ไข • ในการสร้างแบบจำลองเกี่ยวข้องกับความดันมักจะเกิดการรั่วซึมของถัง ต้องระมัดระวังและทำการประกอบแบจำลองที่ป้องกันการรั่วซึมได้ดี • เกิดการอุดตันในท่อต่าง ๆ และแรงดันต่ำ ควรใช้ข้อต่อสามทางป้องกันไขมันที่มาอุดตันบริเวณปากท่อทางออก หรือใช้ท่อขนาดใหญ่ขึ้น • การเติมอากาศไม่สม่ำเสมอ ควรมีเครื่องเติมอากาศอย่างน้อย 2 ชุด เพื่อสับเปลี่ยนการใช้งานป้องกันการชำรุด

การเตรียมสารเคมีต้องเตรียมให้พร้อม และตรวจสอบสารเคมีที่ใช้ให้ถูกต้องตามคู่มือวิเคราะห์ เพื่อป้องกันการล่าช้าและไม่มีการผิดพลาด • การเติมอากาศในถัง Aeration จะเกิดฟองอากาศจำนวนมาก ควรจะใช้ละอองน้ำฉีดพ่นเพื่อลดฟองอากาศ • การสูบตะกอนกลับทำได้ยาก ควรแบ่งพื้นที่ควบคุมการตกตะกอนหรือออกแบบใหม่ให้สามารถสูบตะกอนกลับได้ดี และสามารถวัดปริมาณการสูบตะกอนได้แบบสม่ำเสมอ

Future Research จะเห็นได้ว่าปัญหาหลัก ๆ คือ เมื่อทำการสูบตะกอน-กลับแล้วเชื้อแบคทีเรียแบบใช้อากาศเกิดอาการชะงักดังนั้น ในงานวิจัยต่อไปควรจะเพิ่มประสิทธิภาพของถังเติมอากาศ เช่น ควรเลื้ยงเชื้อแบคทีเรียในระหว่างการสูบตะกอนกลับให้ค่า MLSS อยู่ในช่วง 8,000 – 10,000 มิลลิกรัมต่อลิตร หรือ ควรเติม มีเดีย เข้าไปในถังเติมอากาศ

ตอบข้อซักถาม ?ๆๆๆๆ

ลักษณะของถังต่าง ๆ • Septic มีเชื้อ Anaerobic ย่อยน้ำเสีย ลักษณะคล้ายถังเกรอะ • UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)เป็นถังที่มีเชื้อ Anaerobic ที่มีลักษณะเป็นชั้นของตะกอน โดยให้น้ำเสียไหลผ่านชั้นตะกอนนี้ • Anoxicจะมีเชื้อทั้ง Anaerobic และ Aerobic ใช้สำหรับกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัส • Anaerobicมีเชื้อ Anaerobic ย่อยน้ำเสีย ตามปกติจะมีมีเดียเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกำจัด • Aeration จะมีเชื้อ Aerobic ที่มีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดทั้งกลิ่นและน้ำเสีย • ถังตกตะกอน เป็นถังที่ใช้สำหรับรองรับตะกอนที่เกิดจากการย่อยน้ำเสียจากถัง Aeration

ขนาดถัง • V น้ำเสีย = 2()(45)2x50/ (4x1000) = 160 ลิตร • VUASB= 31 x 40 x (40-8) / 1000 = 39.68 ลิตร • VAnoxic= 31 x 60 x (40-12) / 1000 = 52.08 ลิตร • VAnaerobic= 31 x 58 x (40-13) / 1000 = 48.55 ลิตร • VAeration= 40 x 80 x (55-15) / 1000= 128 ลิตร • V ตะกอน = 90 x 26 x (30-7) / 1000 = 53.82 ลิตร • VSeptic = 365.79 ลิตร

โครงงานวิจัย

โครงงานวิจัย

Presentation Transcript