PART III
หลักการพืนฐานทางนิเวศน์ วทิ ยา
ห่ วงโซ่ อาหาร นําเสี ย
การบําบัดนําเสี ย
Assist. Prof. Karnika Ratanapongleka, Ph.D.
Department of Chemical Engineering
Faculty of Engineering
Ubon Ratchathani University
1303 203 Biology for Environmental Engineering
4
หลักการพืนฐานทางนิเวศน์ วทิ ยา
นิ เวศวิทยา : Ecology มาจาก “oikology” (Oikos + Logos )
ECOLOGY – how organisms interact with one another and with their
environment
INDIVIDUAL – individual organisms
POPULATION – organisms of same species in same area (biotic factors)
COMMUNITY – several populations in same area (biotic factors)
ECOSYSTEM – community plus abiotic factors
BIOSPHERE – all ecosystems on earth
5
ประเภทของระบบนิเวศ แบ่งเป็ น 3 ประเภทจากลักษณะการถ่ายเทมวลสารและพลังงาน
1.ระบบนิเวศอิสระ (Isolated ecosystem) เป็ นระบบนิเวศตามทฤษฎีเท่านัน ไม่มีการถ่ายเท
พลังงานและมวลสารภายในระบบกับสิ งแวดล้อมภายนอก
2. ระบบนิเวศแบบปิ ด (Closed ecosystem) มีการถ่ายเทพลังงานจากสิ งแวดล้อม แต่ไม่มีการ
ถ่ายเทสารระหว่างระบบนิเวศกับสิ งแวดล้อม
3. ระบบนิเวศแบบเปิ ด (Opened ecosystem) มีการถ่ายเทพลังงานและมวลสารระหว่างระบบ
นิเวศกับสิ งแวดล้อม ซึ งเป็ นลักษณะของระบบนิเวศทีพบได้ทวไป
ั
ระบบนิเวศประกอบขึนจากโครงสร้ าง 2 ส่ วนหลัก คือ
1. องค์ประกอบทีมีชีวิต (Biotic Factor หรื อ Biotic Component)
2. องค์ประกอบทีไม่มีชีวิต (Abiotic Factor หรื อ Abiotic Component)
6
องค์ประกอบทีมีชีวิต (biotic component)
1.แบ่ งตามการสร้ างอาหาร
• สิ งมีชีวิตทีสร้างอาหารเองได้ (autotrophic component) พวกสามารถใช้
พลังงานจากแสงอาทิตย์โดยตรงมาทําการสังเคราะห์อาหารจากพวกสารอนิ
นทรี ยแ์ บบง่ายๆ และได้เป็ นสารอินทรี ยท์ ีมีโครงสร้างซับซ้อนขึนมา เช่น
คาร์โบไฮเดรต
• สิ งมีชีวิตทีสร้างอาหารเองไม่ได้ (heterotrophic component) พวกนี
สามารถใช้และย่อยสลายสารอินทรี ยท์ ีมีโครงสร้างซับซ้อนซึงสังเคราะห์
ขึนโดยพวกสิ งมีชีวิตทีสร้างอาหารเองได้
7
2.แบ่งตามลําดับการกินอาหาร
• ผู้ผลิต (primary producer) ได้แก่ พวกทีสร้างอาหารเองได้ เช่นในทะเล
ผูผ้ ลิตได้แก่ phytoplankton และพวกสาหร่ ายหลายเซลล์ ในนําจืดได้แก่ พวก
สาหร่ ายชนิดต่างๆ บนบกได้แก่ พวกพืชสีเขียว
• ผู้บริโภค (consumer) ได้แก่ พวกสร้างอาหารเองไม่ได้ แต่จะบริ โภคผูผ้ ลิต
เป็ นอาหาร
แบ่งผูบ้ ริ โภคออกหลายชนิด ตามอาหารทีมันกิน เช่น
 ผูบ้ ริ โภคพืช(Herbivore)
 ผูบ้ ริ โภคสัตว์(Carnivore)
 ผูบ้ ริ โภคทังพืชและสัตว์(Omnivore)
 ผูบ้ ริ โภคซาก (Detritivoreบริ โภคซากอินทรี ยท์ ีทับถมในดิน หรื อScavengerบริ โภค
8
ซากตาย)
หรื อแบ่งตามลําดับการบริ โภคเป็ น
ผูบ้ ริ โภคปฐมภูมิ (Primary consumer) โดยทัวไปจะเป็ นผูบ้ ริ โภคพืช ซึ งมีลกั ษณะ
สําคัญคือสามารถย่อยเซลลูโลส และเปลียนเนือเยือพืชให้กลายเป็ นเนือเยือสัตว์ได้
ผูบ้ ริ โภคทุติยภูมิ (Secondary consumer) โดยทัวไปเป็ นสัตว์ทีกินเนือของสัตว์ที
กินพืชเป็ นอาหาร โดยทัวไปมีขนาดใหญ่และแข็งแรง
ผูบ้ ริ โภคลําดับตติยภูมิ (Tertiary consumer) จตุรภูมิ (Quatiary consumer) และต่อ
ๆ ไป
ผูบ้ ริ โภคลําดับสู งสุ ด (Top Carnivore) เป็ นผูบ้ ริ โภคทีมักจะไม่ถูกกินโดยสัตว์อืน
ต่อไป
• ผู้ย่อยสลาย (decomposer) ได้แก่ พวกแบคทีเรี ย รา พวกนีสามารถย่อย
สลายซากพืชซากสัตว์และของเสียต่างๆทีมาจากผูผ้ ลิตและผูบ้ ริ โภค และ
ดูดซับเอามาใช้เป็ นอาหารได้ และปล่อยสารอนิ นทรี ยต์ ่างๆออกมาซึง
ผูผ้ ลิตสามารถเอาไปใช้ต่อไปได้
9
องค์ประกอบทีไม่ มีชีวิต (abiotic component)
1.สารอนินทรี ย ์ (inorganics) เช่น คาร์บอน ไนโตรเจน นํา
2.สารอินทรี ย์ (organics) เช่น โปรตีน คาร์ โบไฮเดรต ไขมัน สารอินทรี ยจ์ ะ
เป็ นตัวเชือมโยงระหว่างองค์ประกอบทีมีชีวิตและไม่มีชีวติ
3.ลักษณะทางกายภาพต่างๆ (climate regime) เช่น แสงสว่าง อุณหภูมิ
ความชืน
10
การถ่ายทอดพลังงานและมวลสาร โดยทัวไปจะถ่ายทอดผ่านการกินกันเป็ นทอด ๆ ห่วงโซ่
อาหารมีหลายลักษณะอาจแบ่งตามสิ งมีชีวิตเริ มต้นในห่วงโซ่ อาหารเป็ น
•ห่วงโซ่อาหารทีเริ มจากพืชหรื อสัตว์ทีมีชีวิตเรี ยกว่า grazing food chain หรื อ predator
food chain
•ห่วงโซ่อาหารทีมีลกั ษณะพิเศษทีสิ งมีชีวิตเริ มต้นจะไม่ถูกบริ โภคเสร็ จสิ นในคราวเดียวแต่
จะถูกบริ โภคไปเรื อย ๆ และอาจเป็ นทีอยูอ่ าศัยของผูบ้ ริ โภคไปพร้อม ๆ กันด้วย ห่วงโซ่
อาหารแบบนีเรี ยกว่า parasite food chain
•ห่วงโซ่อาหารทีเริ มจากซากอินทรี ยเ์ รี ยกว่า detritus food chain
•ห่วงโซ่อาหารทีมีหลาย ๆ แบบผสมกันอาจเรี ยกว่า ห่วงโซ่อาหารเบ็ดเตล็ด Miscellaneous
food chain
11
สายใยอาหาร (food web) ประกอบด้วยห่วงโซ่อาหารหลายสายเชือมกันแสดงให้เห็นถึง
ความสัมพันธ์ระหว่างสิ งมีชีวติ ในชุมชนทีมีต่อกันอย่างสลับซับซ้อน ระบบนิเวศใดทีมี
สายใยอาหารสลับซับซ้อนแสดงว่ามีเสถียรภาพสู ง เพราะมีโอกาสทีจะเสี ยสมดุลได้นอ้ ยถ้า
หากมีสิงมีชีวิตใดสู ญหายไปก็ยงั มีสิงมีชีวติ อืนทดแทนได้
12
ความสัมพันธ์ ของสิ งมีชีวิต
แบ่งระดับความสัมพันธ์ของสิ งมีชีวิตได้เป็ น
•ความสัมพันธ์ของสิ งมีชีวิตชนิดเดียวกัน (Intraspecific relationship)
การรวมกลุ่มของสิ งมีชีวิตชนิดเดียวกันทําให้เกิด การแข่งขัน (Competition) การ
ติดต่อสื อสาร (Communication) และความสัมพันธ์เชิงสังคม (Social interaction) ซึ ง
แตกต่างกันไปในแต่ละชนิด เกิดลักษณะการกระจายตัวทีแตกต่างกันในแต่ละกลุ่ม
ประชากรของสิ งมีชีวติ
•ความสัมพันธ์ของสิ งมีชีวิตต่างชนิ ดกัน (Interspecific relationship)
Neutral – two species do not interact
Mutualism – both benefit
Commensalism – one benefits, other neutral
Parasitism – one benefits, one harmed but not killed
Predation – one benefits, other killed
13
การแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระดับอาหารต่าง ๆ ในระบบนิ เวศสามารถเขียนได้ใน
ลักษณะฐานกว้าง ยอดแคบ เรี ยกว่า พีระมิดนิเวศ ซึ งโดยทัวไปแล้วจะแบ่งเป็ น 3 แบบ
คือ
1. พีระมิดจํานวน (Pyramid of Number) เป็ นพีระมิดทีเปรี ยบเทียบสัดส่ วนจํานวนหรื อ
ปริ มาณสิ งมีชีวิตในห่ วงโซ่อาหารหนึง ๆ
โดยทัวไปพบว่าฐานซึ งเป็ นสิ งมีชีวิตในกลุ่มผูผ้ ลิตจะมีขนาดกว้างมากเนืองจาก
มักจะมีปริ มาณมากทีสุ ด อย่างไรก็ตามพบว่าในบางห่วงโซ่อาหารทีผูบ้ ริ โภคลําดับที 1
มีขนาดเล็กมาก ๆ และไม่ได้บริ โภคผูผ้ ลิตครังละมาก ๆ ฐานของพีระมิดนิเวศในห่วง
โซ่อาหารแบบนีจะแคบกว่าจํานวนผูผ้ ลิต
14
2. พีระมิดนําหนัก (Pyramid of Biomass) เป็ นพีระมิดทีเปรี ยบเทียบสัดส่ วนโดยใช้วิธี
หาปริ มาณนําหนักแห้ง (มวลชีวภาพ) ของสิ งมีชีวิตในแต่ละระดับ มีหน่วยเป็ นนําหนัก
แห้งต่อพืนทีหรื อปริ มาตร
โดยทัวไปจะได้เป็ นพีรามิดฐานกว้างยอดเรี ยว แต่ระบบนิเวศบางแห่งพีระมิด
นําหนักอาจมีฐานแคบยอดกว้างก็ได้
15
3. พีระมิดพลังงาน (Pyramid of Energy) เป็ นพีระมิดทีเปรี ยบเทียบสัดส่ วนโดยใช้พลังงานที
เก็บสะสมไว้ในสิ งมีชีวิตแต่ละระดับ ซึงสิ งมีชีวิตส่วนใหญ่จะใช้พลังงานไม่ถึง 20% ของ
พลังงานทีมันได้รับยิงระดับการบริ โภคยิงมาก พลังงานทีถูกถ่ายทอดจะยิงน้อยลง
การเขียนพีระมิดชนิดนีจะมีหน่วยเป็ นแคลอรี ต่อพืนที โดยทัวไปพีระมิดพลังงานจะ
มีฐานใหญ่ ปลายเรี ยว
16
การถ่ายทอดสารอาหาร (Nutrient) จะเกิดขึนในลักษณะทีเป็ นวัฏจักร
(biogeochemical cycle) ทําให้พวกธาตุเคมีต่างๆผ่านกลับไปกลับมาระหว่าง
สิ งมีชีวิต กับสิ งแวดล้อม
Biogeochemical Cycles
 Hydrologic Cycle
 Phosphorus Cycle
 Nitrogen Cycle
 Carbon Cycle
17
Hydrologic (Water) Cycle
18
Phosphorus Cycle
19
Nitrogen Cycle
20
Carbon Cycle
21
คํานิยาม



นําเสี ย (Wastewater)
นําทิงหรื อนําทีเกิดจากการใช้กิจกรรมต่างๆ โดยนํานันได้ผ่านกระบวนการใช้
ประโยชน์ ทําให้นาสกปรกขึ
ํ
นและปล่อยออกมาเป็ นนําทิง
นําทีผ่านการใช้ประโยชน์ต่างๆ แล้วทําให้ลกั ษณะของนําเปลียนไปจากเดิม เนืองจาก
มีสิงสกปรกต่างๆทังสารอินทรี ยแ์ ละอนินทรี ย ์ ถ่ายเทลงมาเจือปนในนํา
เป็ นสิ งปฏิกลู ในรู ปของของเหลว ซึ งเกิดจากการใช้นาในกิ
ํ จกรรมต่างๆ รวมทังนําฝน
ทีไม่ได้รองรับไว้ใช้ประโยชน์
22
ประเภทของนําเสี ย
1. แบ่ งจากแหล่ งกําเนิด
 นําทิงจากแหล่งชุมชน (sewage)
 นําทิงจากโรงงานอุตสาหกรรม (industrial wastewater)
2. แบ่ งตามคุณลักษณะสิงสกปรก
 นําทิงอินทรี ย ์ (organic wastewater)
 นําทิงอนิ นทรี ย ์ (inorganic wastewater)
3. แบ่ งตามนําเสี ยในชุมชนเป็ นหลัก
 นําฝนทีไม่ได้รองรับไว้ใช้ประโยชน์ (storm water )
 นําโสโครกจากอาคารทีพักอาศัย (domestic sewage)
 นําโสโครกจากโรงงานอุตสาหกรรม (industrial sewage)
 นําทีซึ มมาจากดิ น (infiltration water)
23
4. แบ่ งโดยกรมโรงงานอุตสาหกรรม
 นําเสี ยจากชุ มชน (domestic wastewater)
 นําเสี ยจากอุตสาหกรรม (industrial wastewater)
 นําเสี ยจากเกษตรกรรม (agricultural wastewater)
ลักษณะสมบัติของนําเสี ย (Wastewater Characteristic) แบ่งเป็ น 3 ลักษณะคือ
1. ลักษณะสมบัตินาเสี
ํ ยทางกายภาพ (Physical Wastewater Characteristic)
2. ลักษณะสมบัตินาเสี
ํ ยทางเคมี (Chemical Wastewater Characteristic)
3. ลักษณะสมบัตินาเสี
ํ ยทางชีววิทยา (Biological Wastewater Characteristic)
24
1. ลักษณะสมบัตินําเสี ยทางกายภาพ(Physical Wastewater Characteristic)
1.1 ของแข็ง (Solids)
 สิ งเจื อปนในนําทีเหลืออยู่ เมือระเหยนําออกจนหมด แต่ไม่รวมถึงสารบางอย่างที
ระเหยไปกับนํา เช่นกรดอินทรี ยห์ รื อกรดต่างๆทีละลายนํา สิ งเจือปนทีเหลืออยู่
เรี ยกว่า Total Solid (TS)
 Total Solid แบ่งออกเป็ น 2 ประเภท ตามลักษณะของการละลายคือ
Dissolved Solid
หมายถึงส่ วนทีละลายได้ในนํา ได้แก่ สารอินทรี ยเ์ ช่นนําตาล เกลืออนินทรี ย ์ เช่น
NaCl
Insoluble Solid
หมายถึงส่ วนทีไม่ละลายในนํา แบ่งออกเป็ น 2 ประเภท ตามลักษณะของขนาด
ชินส่ วนทีไม่ละลายนํา คือ suspended solid (กําจัดได้ดว้ ยการกรองโดยใช้กระดาษ
กรอง นําไปอบทีอุณหภูมิ 103-105 0C ให้แห้ง แล้วชังนําหนักทีเพิมขึน) กับ
settleable solid (ตะกอนขนาดใหญ่และหนัก สามารถตกตะกอนได้ หาได้โดยใช้
Imholf conc ขนาด 1 ลิตร ตังทิงไว้ 45-60 นาที แล้วอ่านค่าสเกลบน Imholf conc)
25
Imhoff cone
(Metcalf & Eddy, 1991)
Apparatus used for the
determination of suspended
solids (Metcalf & Eddy, 1991)
26

ปกติของแข็งในนําทีเป็ นสปก อินทรี ย ์ จะประกอบด้วย Cเป็ นส่ วนใหญ่ เมือเผาใน
อากาศทีอุณหภูมิ 600 0C จะกลายเป็ น CO2 ดังปฏิกิริยานี
C6 H12O6  6O2  6CO2  6 H 2O

ส่ วนของแข็งในนําทีเป็ นพวกอนินทรี ย ์ ในสภาวะดังกล่าวจะสามารถคงตัวอยูไ่ ด้ ซึง
ได้แก่พวกเกลืออนินทรี ย ์ NaCl เรี ยกสารพวกนีว่า fixed solid ส่ วนบางสารทีสามารถ
ระเหยไปได้ เรี ยก volatile solid
1.2 กลิน (odour)
 กลินในนําเสี ย สาเหตุมาจากก๊าซทีเกิดจากการย่อยสลายสารอินทรี ย ์
anaerobic microorganism
sulphate 
 sulfile
reduction

การทดสอบกลินของนําเสี ย โดยเจือจางนําตัวอย่างจนกระทังได้กลินน้อยทีสุ ด โดย
จะต้องใช้ผสู ้ ู ดกลินอย่างน้อย 5 คน เนืองจากไม่สามารถวัดได้โดยหลักทาง
วิทยาศาสตร์
27
1.3 สี (colour)
 True colour เป็ นสี ทีไม่มีพิษ แต่จะทําให้นานั
ํ นไม่น่าบริ โภค มีสีนาตาลเหลื
ํ
อง
 Apparent colour เกิดจากสารแขวนลอยต่างๆ เช่ นสี สังเคราะห์ทีใช้ยอ
้ มผ้า ซึ งเมือนํา
นํานันมาผ่านการปั นเหวียง จะทําให้สีนนตกตะกอนลงมา
ั
1.4 อุณหภูมิ (temperature)
 T เป็ นพารามิเตอร์ ทีสําคัญ มีผลต่อสิ งมีชีวิตในนํา ปฏิกิริยาเคมี และอัตราการ
เกิดปฏิกิริยา
 ถ้าTสู งขึน O2 จะละลายในนําได้< ทีTตํา เนื องจากอัตราการเกิ ดปฏิกิริยาทางชี วเคมี
จะสูงขึน(O2 ลดลง)
 การเปลียนแปลง T ทันที จะทําลายสิ งมีชีวิตในนํา ทําให้การเจริ ญเติบโตของพืชนํา
และเชือราทีไม่ตอ้ งการขึนได้
28
2. ลักษณะสมบัตินําเสี ยทางเคมี (Chemical Wastewater Characteristic)
2.1 สารอินทรีย์ (Organic)
 สารอินทรี ยใ
์ นธรรมชาติเช่นจากสัตว์ พืช และกิจกรรมจากมนุษย์ ประกอบด้วย C,
H, O, N และอาจจะมี S, P, Pb
 ส่ วนมากสารทีพบในนําเสี ยจะเป็ นโปรตีน 40-60% คาร์ โบไฮเดรต 25-50% ไขมัน
และนํามัน10%
 surfactant (สารพวกนี มีโมเลกุลใหญ่ ละลายนําได้เล็กน้อย เป็ นสาเหตุให้เกิดฟอง
ในแหล่งนํา เช่นผงซักฟอก
ซึ งประกอบด้วยสาร ABS: Alkyl Benzene Sulfonate (อดีต),
LAS: Linear Alkyl Sulfonate (ปัจจุบนั )
2.2 สารอนินทรีย์ (Inorganic)
 มักจะพบพวกคลอไรด์ เพราะมนุ ษย์มีการขับถ่ายประมาณ 6 g Cl/ person/ day
นอกจากนียังพบ alkyline, phosphorus, nitrogen, heavy metals, toxic compounds
และก๊าซต่างๆ
29
ลักษณะทางเคมีของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ในนํา
1. ค่าพีเอช
+
 บ่งชี ถึ งความเป็ นกรด-ด่างของนํา บอกในรู ป [H ]
 พีเอชของนําเสี ยมีความสําคัญในการบําบัดนําทิง ซึ งควรจะควบคุมพีเอชของนําทิง
ให้คงทีหรื อให้อยูใ่ นช่วงทีจํากัด
2. ปริมาณของออกซิเจนละลายในนํา (Dissolved Oxygen: DO)
 เป็ นดัชนี ทีชี คุณภาพนําทีสําคัญ เพราะ O2มีความสําคัญต่อสมช.
 มีความสําคัญทางเคมีของนําโดยการบําบัดและป้ องกันนําเน่ าเหม็นโดยต้องมี
ปริ มาณ O2 เพียงพอ และในการวิเคราะห์หาปริ มาณสารอินทรี ยใ์ นนําทิงทีมี
จุลินทรี ยย์ อ่ ยสลายได้ จะหาเป็ นปริ มาณออกซิเจนทีจุลินทรี ยต์ อ้ งใช้ในการย่อย
สลายสารอินทรี ย ์
่ บั
 ปริ มาณ O2 ละลายนําขึนอยูก
P บรรยากาศ ที P บรรยากาศสู ง DO ในนําจะสู ง
T โดยที T สู ง ปริ มาณ O2 ละลายในนําตํา ดังนันค่า DO ในเมืองร้อนและ
หนาวจะต่างกัน
[ ]ของเกลือแร่ ในนํา ที[ ] สู ง DO ตํา
30
3. ความต้องการออกซิเจน (Oxygen Demand)
 ในนําทิงส่ วนใหญ่มีสิงสกปรกหลายชนิ ดทีสามารถทําปฏิกิริยากับ O2 ได้ ทําให้ปริ มาณ
DO ในนําลดลง
 ต้องมีการกําจัดสิ งสกปรกทีละลาย O2 ให้มีปริ มาณน้อยลงตามมาตรฐานกําหนด
สิ งสกปรกทีละลายใน O2 ได้มีทงสารอิ
ั
นทรี ยแ์ ละอนินทรี ย์ แบ่งเป็ น 3 กลุ่มใหญ่ คือ
์ ีไม่มี N ได้แก่สารทีมี C, O เป็ นอปก. เช่น แป้ง นําตาล HC ซึ งสารเหล่านี
• สารอินทรี ยท
จุลินทรี ยส์ ามารถใช้เป็ นอาหารได้โดยใช้ O2 ไปทําปฏิกิริยาทางชีวเคมี เพือให้ได้พลังงานใน
การดํารงชีวิต
• สารประกอบ N ได้แก่สารอินทรี ยท
์ ีมี N เป็ นอปก เช่นโปรตีน ไนเตรท แอมโมเนีย ซึงสาร
เหล่านี เป็ น สปก ของแบคทีเรี ยบางพวก ซึงจะใช้ O2 ไปทําปฏิกิริยาได้เป็ นสารประกอบไน
เตรทและพลังงาน
• สารประกอบอนิ นทรี ยบ
์ างชนิด เช่น ferrus, sulphide, sulphate สามารถทําปฏิกิริยากับ O2
ได้โดยตรง
เนืองจากนําเสี ยมีสิงสกปรกหลายชนิดปะปนกัน ดังนันการวิเคราะห์หาสิ งสกปรกแต่ละ
ชนิดจึงทําได้ยาก ในทางปฏิบตั ิจึงต้องหาปริ มาณ O2 ทีต้องใช้ในการทําปฏิกิริยากับสิ ง
สกปรก ปริ มาณ O2 ทีได้เรี ยกว่า ค่าความต้องการออกซิเจน (Oxygen Demand)
31
ค่าความต้องการออกซิเจนในนําเสี ยมีหลายชนิด ขึนกับวิธีการหา ซึงทีใช้ มากคือ
3.1 BOD (Biochemical Oxygen Demand)
 หมายถึงค่าความต้องการ O2 ของนําเสี ยที หาได้ดว
้ ยกระบวนการทางชีววิทยา โดยใช้
แบคทีเรี ยย่อยสลายสารอินทรี ยใ์ นนําเสี ย ปริ มาณ O2 ทีแบคทีเรี ยต้องใช้คือค่า BOD
0
ํ
ร้อนของ
 ตามมาตรฐานสากลจะวัดค่า BOD 5 วัน ทีอุณหภูมิ 20 C ซึ งเป็ นอุณหภูมินาในฤดู
ประเทศหนาว บางครังจึงเขียนเป็ น BOD5
 BOD ในระยะเวลา 5 วัน จะมีค่า 70-80% ของปริ มาณ BOD ทังหมด
 ค่า BOD จะเป็ นดัชนี ทีสําคัญทีสุ ดในการบําบัดนําเสี ยด้วยพวกจุ ลินทรี ย ์ เป็ นค่าทีใช้ในการ
ควบคุมระบบบําบัดนําเสี ยแบบชีววิทยา เพราะปริมาณ O2 ทีต้ องใช้ จะขึนอยู่กบั ปริมาณ
BOD ทังหมดทีเข้ าสู่ ระบบบําบัด หรื อทีเรียกว่ า BOD loading
3.2 COD (Chemical Oxygen Demand)
 หมายถึงค่าความต้องการ O2 ในนําเสี ย หาได้โดยวิธีการทางเคมี ค่า COD จะแสดงถึง
ปริ มาณสารอินทรี ยท์ งหมดในนํ
ั
าเสี ย ทังทีจุลินทรี ยย์ อ่ ยสลายได้และไม่ได้ โดยปกติค่า
COD จะ > ค่า BOD เสมอ
32


ข้อเสียของ COD คือ สารอินทรี ยท์ ุกอย่างในนําเสี ย ไม่วา่ แบคทีเรี ยจะย่อยได้หรื อไม่กต็ าม จะถูก
potassium dichromate digest จนหมด จึงทําให้โดยทัวไปค่า COD สู งกว่า BOD แต่ในกรณีที
สารอินทรี ยใ์ นนําเสี ยทีระเหยได้ง่ายเมือถูกความร้อนค่า COD อาจตํากว่า BOD
การทําลายสารอินทรี ยโ์ ดยใช้ K2Cr2O7 จะไม่เป็ นไปตามธรรมชาติ เหมือนการทําลายสารอินทรี ย ์
ในแบคทีเรี ย จึงทําให้ไม่ทราบได้วา่ สารอินทรี ยใ์ นนําทิงสลายตัวในธรรมชาติได้มากน้อยเพียงใด
3.3 TOD (Total Oxygen Demand)
 หมายถึงปริ มาณ O2 ทังหมดทีใช้ในการเผาผลาญสารอินทรี ยใ
์ นนําทิง ซึงจะถูกเปลียนเป็ น
สารประกอบทีคงตัว โดยทําปฏิกิริยากับ O2 ในห้องสันดาป ทีมี Pb เป็ นตัวเร่ งปฏิกิริยา
3.4 ThOD (Theorectical Oxygen Demand)
 หมายถึงปริ มาณ O2 ทีคํานวณจากสมการเคมีระหว่าง O2 กับนําทิง ทีรู ้สูตรแน่ นอน
3.5 TOC (Total Organic Carbon)
 เป็ นปริ มาณCของสารอินทรี ยท
์ ีมีอยูใ่ นนําทิง หาได้โดยการพ่นตัวอย่างนําทิงปริ มาณหนึงเข้าไป
ในเตาทีมี T สู ง ให้ทาํ ปฏิกิริยากับ O2 โดยมีตวั เร่ งปฏิกิริยา C จะกลายเป็ น CO2 ซึ งสามารถ
วิเคราะห์หาปริ มาณได้โดยใช้แสงอินฟาเรด และ C บางชนิดจะไม่สลายตัวทําปฏิกิริยากับ O2 33
4. ไนโตรเจน (Nitrogen)
เป็ นธาตุทีจําเป็ นต่อการเจริ ญเติบโตของพืช N จะอยูใ่ นรู ป organic-N, NO2-, NO3- และ NH4+

(ส่ วนใหญ่อยูใ่ นรู ป organic-N เช่น โปรตีน ยูเรี ย และ NH3- )

การบําบัดนําเสี ยทางชีววิทยา ซึ งใช้แบคทีเรี ยเป็ นตัวการย่อยสลาย จําเป็ นจะต้องมี Nมากพอ
สําหรับการเจริ ญเติบโตของแบคทีเรี ย โดยสัดส่ วนระหว่าง BOD:N ควรจะเป็ น 100:5

การเติม O2 ในสปก Nโดยจุลินทรี ย ์ เรี ยกว่าขบวนการ Nitrification ดังสมการ
Org  N  O2  NH 3  N  O2  NO2  N  O2  NO3  N




ถ้าปริ มาณ O2 น้อย O2 ใน NO3- จะถูกนํามาใช้เกิดปฏิกิริยาในทางตรงข้ามเรี ยก
Denitrification
ถ้ามี NO3- มากในนําจะเกิด algae boom เนืองจากสารดังกล่าวช่วยเร่ งการเจริ ญเติบโตของพืช
โดยเฉพาะอย่างยิงสาหร่ ายสี เขียว
แต่ขอ้ ดีของสารนีคือชะลอความเน่าเหม็นของนําได้ ถึงแม้ว่า O2 ในนําจะหมดไป anaerobic
bacteria จะดึงเอา O2 จาก NO3- มาใช้ก่อน ก่อนทีจะดึงเอา O2 จาก SO42- มาใช้ เพราะจะทําให้
เกิดกลินของ H2S
ปริ มาณ organic-N + ammonium nitrate เรี ยกว่า total kjeldahl nitrogen ยกเว้น NO2 -,NO334
5. ฟอสฟอรัส (Phosphorus)
 เป็ นธาตุทีมีความสําคัญต่อการเจริ ญเติบโตของพืชนําและจุลินทรี ยเ์ ช่นเดี ยวกับN และ
ทําให้เกิด algae boom เช่นกัน
 ในแหล่งนําธรรมชาติทีมี P สู ง ส่ วนใหญ่มีสาเหตุจากนําทิงทีมีผงซักฟอก ซึ ง P จะอยู่
ในรู ปของ polyphosphate
 ระบบบําบัดนําเสี ยสัดส่ วนทีเหมาะสมระหว่าง BOD:N :P ควรจะเป็ น 100:5:1
6. ซัลเฟอร์ (sulphur)
 เป็ นสารทีจําเป็ นต่อการสร้ างโปรตีน ถ้าในนําเสี ยทีมี O2 ตํา จะเกิดสภาวะ anaerobic
ซึงแบคทีเรี ยจะเปลียน
SO4 2   Sulphide  H 2 S

จากนันสามารถถูกออกซิไดส์ไปเป็ นกรดซัลฟูริก ซึงจะกัดกร่ อนท่อนําเสี ยได้
35
3. ลักษณะสมบัตินําเสี ยทางชีววิทยา(Biological Wastewater Characteristic)
กลุ่มจุลินทรี ยท์ ีสําคัญและนิ ยมตรวจสอบเพือควบคุมคุณภาพนํา แบ่งเป็ น 2 กลุ่มใหญ่ คือ
1. จุลนิ ทรีย์ทเป็ี นดรรชนีบ่งชีสุ ขลักษณะของนําหรือบ่ งชีสุ ขาภิบาลอาหาร (indicator
microorganisms) ได้แก่
1.1 จํานวนจุลนิ ทรีย์ทงหมด
ั
(aerobic plate count / total plate count /
standard plate count)
เป็ นการตรวจหาปริ มาณจุลินทรี ยท์ ีมีชีวิตในนํา ซึ งจะปรากฏเป็ นกลุ่มเซลล์ที
เรี ยกว่าโคโลนี (colony) บนอาหารเลียงเชือผสมวุน้ (Agar media) ทีใช้สาํ หรับการตรวจ
วิเคราะห์ โดยหน่วยของจุลินทรี ยเ์ รี ยกว่า Colony Forming Unit (CFU)
การตรวจหาจํานวนจุลินทรี ยท์ งหมดนี
ั
สามารถใช้บอกได้ถึงคุณภาพทางจุล
ชีววิทยาของแหล่งนํา การจัดการ รวมถึงสุ ขลักษณะของขันตอนต่าง ๆ ในกระบวนการ
ผลิต
36
1.2 โคลิฟอร์ มแบคทีเรีย (coliforms bacteria)
เป็ นกลุ่มแบคทีเรี ยทีจัดอยูใ่ นวงศ์เอนเทอโรแบคเทอริ เอซิอี (Enterobacteriaceae)
ลักษณะรู ปร่ างเป็ นท่อน ติดสี แกรมลบ ไม่สร้างสปอร์ สามารถเจริ ญได้ทงในที
ั
มีออกซิ เจน
และไม่มีออกซิ เจน มีคุณสมบัติเฉพาะทีสามารถใช้นาตาลแลคโตสแล้
ํ
วให้กรดและก๊าช
ภายในเวลา 24-48 ชัวโมง ทีอุณหภูมิ 35-37 0 C
โคลิฟอร์มแบ่งตามแหล่งทีมาได้เป็ น 2 กลุ่มคือ
 ฟี คัลโคลิฟอร์ ม (Fecal coliform) เป็ นแบคทีเรียในกลุ่มโคลิฟอร์ ม ทีสามารถใช้
นําตาลแลคโตสแล้วให้กรดและก๊าชทีอุณหภูมิประมาณ 44.5 – 45.5 0 C พวกนีอาศัยอยูใ่ น
ลําไส้ของคนและสัตว์เลือดอุ่น ถูกขับถ่ายออกมากับอุจจาระเมือเกิดการระบาดของโรค
ระบบทางเดินอาหาร ตัวอย่างได้แก่ E. coli
 นันฟี คัลโคลิฟอร์ ม (Non – fecal coliform) พวกนีอาศัยอยูใ่ นดินและพืชมี
อันตรายน้อยกว่าพวกแรก ใช้บ่งบอกถึงความไม่สะอาดของนําได้ ตัวอย่างได้แก่
Enterobacter aerogenes
37
2. จุลนิ ทรีย์ททํี าให้ เกิดโรค (pathogenic microorganisms)
กลุ่มจุลินทรี ยท์ ีใช้ตรวจสอบคือ กลุ่มแบคทีเรี ยทีเป็ นเชือโรคอาหารเป็ นพิษ
(Food poisoning bacteria) โดยแบคทีเรี ยกลุ่มนีทําให้เกิดโรคอาหารเป็ นพิษ ซึ งอาการของ
โรคทีรู ้จกั กันทัวไปคือ ปวดท้อง ท้องเสี ย และบางครังอาจมีอาการคลืนไส้ อาเจียน หรื อ
อาจมีไข้ร่วมด้วย
ซึ งชนิดของเชือโรคอาหารเป็ นพิษในตัวอย่างนําตามมาตรฐานประกาศกระทรวง
สาธารณสุ ข ฉบับที 61 (พ.ศ. 2524) และฉบับที 135 (พ.ศ.2534) เรื องนําบริ โภคในภาชนะ
บรรจุทีปิ ดสนิท ได้แก่ ซาลโมเนลลา (Salmonella spp.) สแตไฟโลคอกคัส ออเรี ยส
(Staphylococcus aureus) และ คลอสตริ เดียม เพอร์ ฟริ งเจนส์ (Clostridium perfringens)
38
การตรวจคุณภาพทางจุลชีววิทยาของนําดืม
ประกาศกระทรวงสาธารณสุขเกียวกับคุณภาพนําดืมฉบับที 61 (พ.ศ. 2524)
:จุลินทรี ย ์
1. Coliform bacteria < 2.2 MPN/100 ml.
2. ไม่พบ Escherichia coli
3. ไม่มีจุลินทรี ยท์ ีทําให้เกิดโรค
วิธีการตรวจคุณภาพนําด้วยระบบ MPN (Most Probable Number)
มีลาํ ดับขันในการตรวจ 3 ขันตอนต่อเนืองกัน
1. Presumptive test : จํานวน coliform bacteria MPN / 100 (fecal and non-fecal
coliform)
Medium : Lauryl tryptose broth มี lauryl sulfate เป็ น Gram + inhibitor
39
Mac Conkey broth มี bile salt เป็ น Gram + inhibitor
2. Confirmed test : E. coli หรื อ Ent. aerogenes
- Eosin Methylene Blue agar (EMB) :
- Selective medium และ Differential medium
- Streak plate 35-37 °C / 24 hrs.
E. coli สีนาเงิ
ํ น – ดํา มี metallic sheen (ประกายโลหะ)
Ent. aerogenes สี นาชมพู
ํ
- เมือก
3. Completed Test : เป็ น E. coli แน่?
1. Inoculate ใน LTB ที 35-37 °C 24 hrs. เกิด gas?
2. NA slant ที 35-37 °C 24 hrs แล้วนําไปทํา Gram stain ทดสอบทาง
ชีวเคมี
40
41
42
วิธีการตรวจคุณภาพนําด้วย Membrane Filtration (MF)
43
การบําบัดนําเสี ย (Wastewater Treatment)
การทําให้นาเสี
ํ ยมีคุณภาพดีขึน โดยลดมลสารทีมีอยูใ่ นนําเสี ยให้มีปริ มาณตําลง
สามารถปล่อยลงสู่ แหล่งนําธรรมชาติได้ไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อคุณภาพนําใน
แหล่งนําธรรมชาติ
 การบําบัดนําเสี ยสามารถแบ่งตามลําดับขันการบําบัด และแบ่งตามกระบวนการบําบัด

การแบ่ งตามลําดับขันการบําบัด (Step of Treatment) แบ่งออกเป็ น 4 ขัน คือ
1. Pretreatment or Preliminary Treatment
 เป็ นขันตอนการปรับสภาพนําเสี ยให้เหมาะสมก่อนทีจะผ่านเข้าสู่ ขนตอนต่
ั
อไป เพือ
ช่วยให้ประสิ ทธิ ภาพการทํางานของการบําบัดดีขึน
 การ pre-treatment ทําได้หลายวิธี ขึนกับลักษณะเบืองต้นของนําเสี ย เช่น การแยกสิ ง
สกปรกโดยการ screen การแยกตะกอนดิน ทราย ทีมีนาหนั
ํ กมากโดย grit chamber
การแยกไขมันและนํามันโดยใช้ grease trap
 การ pre-treatment จะลดค่า BOD ได้เพียงเล็กน้อย หรื อไม่ลดเลย
44
2. Primary Treatment
 เป็ นขันตอนลดปริ มาณมลสารให้ตาลงในขั
ํ
นแรก โดยใช้วิธีการง่ายๆและประหยัด
รวมทังเป็ นการปรับปรุ งคุณภาพนําเสี ยให้เหมาะสมและง่ายต่อการบําบัดในขันต่อไป
่ บั คุณลักษณะของนําเสี ยและประสิ ทธิภาพของ
 ขันนี ลดค่า BOD ได้ 25-40% ขึนอยูก
ถังตกตะกอน
 ได้แก่ neutralization, precipitation, filtration, coagulation, floatation
3. Secondary Treatment
 ถ้านําเสี ยยังมีปริ มาณสารอินทรี ยส
์ ูง จะถูกนํามาบําบัดในขันนี โดยในทัวไปจะเป็ น
biological treatment แบบใช้ O2 แต่ถา้ ปริ มาณสารอินทรี ยส์ ูงมากๆ อาจใช้แบบไม่
ใช้ O2 เพือลดปริ มาณสารอินทรี ยใ์ ห้เหลือน้อยทีสุ ด ก่อนเข้าสู่ การบําบัดขันต่อไป
 ขันนี ลดค่า BOD ได้ 75-95%
 นําทิงจากชุ มชนโดยมาก หลังผ่านขันนี ก็จะหยุด สามารถปล่อยสู่ แหล่งนําธรรมชาติ
ได้ แต่นาทิ
ํ งจากอุตสาหกรรมอาจจะต้องบําบัดขันต่อไป
45
4. Tertiary Treatment
่ ปริ มาณสารอินทรี ยใ์ นนําจะได้ตามเกณฑ์มาตรฐานแล้ว แต่นาเสี
 ถึ งแม้วา
ํ ยอาจยังมี
คุณสมบัติบางประการ เช่น ความขุ่น หรื อสี ทีสู ง ทําให้ไม่สามารถปล่อยลงสู่แหล่ง
นําได้
 เป็ นขันตอนทีใช้กระบวนการทางกายภาพและเคมีมาช่ วยบําบัดร่ วมกัน เช่น
coagulation, adsorption, ion exchange
การแบ่งตามกระบวนการบําบัด (Treatment Process) แบ่งเป็ น 3 ประเภท คือ
1. Physical Treatment
ํ จัดสิ งสกปรกทีไม่ละลายนําออกจากนําเสี ย ซึงจะช่วยลดค่าความสกปรกของนํา
 ใช้กา
เสี ย
 เป็ นการกําจัดขันเตรี ยมการ (preliminary treatment) หรื อ การกําจัดขันต้น (primary
treatment) ก่อนนําเสี ยจะเข้าระบบ
46
สิ งสกปรกทีไม่ละลายนํา แบ่งออกเป็ น 3 ประเภท คือ
 floating objects เช่น เศษกระดาษ เศษไม้ นํามัน แกลบ ขีเลือย


suspended matters เช่น สิ งสกปรกต่างๆทีเป็ นตะกอนแขวนลอยอยูใ่ นนําทิงและ
กรองออกได้ มีขนาดตังแต่ 10-3 mm ขึนไป
แบ่งออกเป็ น settleable solid (ขนาดตังแต่ 10-2 mm ขึนไป จมตัวด้วยนน.มันเอง
ทดสอบโดยนํานําเสี ยมาใส่ภาชนะตังทิงไว้ 1 ชม. ได้แก่ ตะกอนดิน ทราย)
non-settleable solid (สิ งสกปรกขนาดเล็ก นําหนักเบา และไม่เกาะกัน
เป็ นอนุภาคใหญ่ นอกจากจะเติมสารเคมีลงไป เช่นสารส้ม ปูนขาว)
colloidal particle ขนาด 10-6-10-3 mm สามารถลอดผ่านกระดาษกรองได้ เช่นพวก
สิ งสกปรกขนาดเล็กมากๆ
47
อุปกรณ์ทใช้
ี ใน Physical Treatment
1.
Screening เป็ นการกรองทีง่ายทีสุ ด ใช้กาํ จัดสิ งสกปรกขนาดใหญ่ ลักษณะของ
ตะแกรงทีใช้แบ่งตามขนาดของช่องตะแกรงได้ 3 ชนิดคือ
1.1 Bar screen เป็ นซีเหล็กวางขนานกันเป็ นมุมเอียง วางขนานแนวทางการไหลของ
นํา เว้นช่องห่างกันประมาณ 25 mm หรื อมากกว่า
1.2 Coarse screen ทําด้วยเหล็กไร้สนิ มหรื อวัสดุอืนๆ ขนาดตะแกรงประมาณ 6-20
mm มักอยูใ่ นรู ป


แบบจาน จะหมุนอยูบ่ นแกนในแนวระนาบเหนือผิวนํา
แบบทรงกระบอก จะหมุนอยูบ่ นแกนในแนวระนาบ โดยจมอยูใ่ นนําเกือบครึ ง นําจะเข้าทางปลาย
หนึงและผ่านตะแกรงออกไป
1.3 Fine screen เป็ นแผ่นตะแกรงทําด้วยโลหะหรื อวัสดุอืนทีมีรูพรุ น ทีนิยมใช้จะ
เป็ นแผ่นเอียงหรื อทรงกระบอก ใช้ดกั สิ งสกปรกขนาดเล็กทีลอยมากับนํา เช่นตะกอน
เศษเยือกระดาษ ตะกอนเศษมันสับปะหลัง
48
Bar screen
ตะแกรงล้างตัวเองแบบไหลต่ อเนื อง
49
2. Grit chamber
 ใช้กาํ จัดพวกทราย กรวด หิ น เปลือกไม้ ของแข็ง ติดตังเพือป้ องกันไม่ให้ของแข็ง
หลุดเข้าไปติดในระบบ
 ช่วยลดความถีในการทําความสะอาดระบบ มี 2 แบบคือ horizontal flow และ aerated
type
3. Comminution
 เป็ นการกําจัดสิ งสกปรกทีลอยมาตามนําทีเน่ าเปื อยได้ โดยการใช้เครื องตัด ให้มี
ขนาดเล็ก ละเอียด แยกออกด้วยการตกตะกอน
 มีชือเรี ยกต่างๆกัน เช่ น maserator, mutrator, comminutor และในปั มนําบางชนิ ด
ภายในจะมีเครื องตัดรวมอยูด่ ว้ ย เรี ยก grinder pump หรื อ shredder pump
4. Skimming
่ นผิวนํา เช่น นํามัน สบู่ นํามันหล่อลืน ชินไม้ เศษผัก โดยการใช้
 แยกวัสดุทีลอยอยูบ
skimmer หรื อ oil trap ทีภายในมี baffle ซึงจะทําหน้าทีเป็ นถังพัก
50
 ทําให้สิงสกปรกมีเวลาลอยขึนสู่ ผว
ิ นํา จากนันจึงกวาดหรื อตักออก
5. Flotation
 ใช้แยกอนุ ภาคทีเล็ก ตกตะกอนได้ยาก และเบาออกได้ดี เช่น ตะกอนไขมัน เยือไม้ เยือ
กระดาษ
 อาศัยการทําให้ตะกอนมีความถ่วงจําเพาะน้อยกว่านํา โดยใส่ ฟองอากาศเล็กๆ ให้เกาะกับ
ตะกอน ตะกอนจะลอยขึนผิวนํา และถูกกวาดทิงออกไป ใช้เวลาน้อยเมือเทียบกับการ
ตกตะกอน
เทคนิ คการทําให้ลอยมีดงั นี
5.1 Air Flotation เป็ นระบบทีง่ายทีสุ ด
• โดยเป่ าอากาศลงในนําโดยตรง อากาศจะพาสิ งสกปรกลอยขึนสู่ ผิวนํา
่ ล้ว
• เหมาะกับสิ งสกปรกที เบามาก มีความโน้มเอียงทีจะลอยขึนอยูแ
ิ ีนีมีประสิ ทธิภาพค่อนข้างตํา
• ฟองอากาศเพียงช่วยให้ลอยขึนสู่ ผิวหน้านําเร็ วขึน แต่วธ
5.2 Dissolved Air Flotation เป็ นระบบทีแพร่ หลายทีสุ ด
• โดยอัดอากาศเข้าไปในนําภายใต้ P ทีสู งกว่าบรรยากาศ เพือให้อากาศละลายนําได้มาก
ขึน จากนันจึงลด Pนําลง
• ทําให้อากาศละลายนําได้นอ
้ ยลง อากาศส่ วนเกินจะหนีออกจากนําเป็ นฟองเล็ก พาสิ ง
สกปรกลอยขึนสู่ ผวิ นํา
51
5.3 Vacuum Flotation
• อัดอากาศเข้าไปในนําที P บรรยากาศ แต่ทาํ ให้เกิ ดฟองอากาศโดยลด P ลง
จนถึงสู ญญากาศ เพือให้อากาศหนีออกจากนําในรู ปฟองเล็กๆ พาสิ งสกปรก
ลอยขึนสู่ ผวิ นํา
• ประสิ ทธิ ภาพของระบบจะดี ยงขึ
ิ น เมือมีการเติมสารบางชนิดลงไปเพือให้
อนุภาคสิ งสกปรกจับตัวกับฟองอากาศได้ดี เช่นใช้โพลิเมอร์
6. Sedimentation
 แยกตะกอนของแข็งทีมีนาหนั
ํ กมากพอ ออกจากนําเสี ย โดยกักนําไว้ระยะเวลาหนึง
ในถังหรื อบ่อตกตะกอน เพือลดปริ มาตรของนําเสี ย จนกระทังตะกอนต่างๆจมสู่ กน้
ถังโดยแรงโน้มถ่วงโลก
52
2. Chemical treatment
เป็ นการกําจัดสิ งสกปรกทีละลายนํา (soluble pollutants) ทังทีเป็ นสารอินทรี ยแ์ ละ
สารอนินทรี ย ์ สารประเภทใดมากขึนอยูก่ บั ประเภทอุตสาหกรรม
วัตถุประสงค์ ของการบําบัดนําเสี ยทางเคมีมีดงั นี

เป็ นการสร้างตะกอนขนาดเล็ก ให้ใหญ่ขึน เพือตกตะกอนเร็ ว ง่าย และช่วยกําจัด
ความขุ่น

ทําให้มลสารทีละลายอยูใ่ นนํา แยกตัวออกเป็ นของแข็ง (precipitation) หรื อทํา
ให้ไม่ละลาย (insolubilization)

ปรับสภาพนําให้เหมาะสม ทําให้เป็ นกลาง (neutralization)

ฆ่าเชือโรค (disinfection)

ปรับสภาพตะกอน (sludge conditioning) เพือแยกนําออกจากตะกอน หรื อเพือ
ย่อยตะกอน
53
ขบวนการทางเคมีทใช้
ี บําบัดนําเสี ยมีหลายประเภทดังนี
2.1 Neutralization
 นําเสี ยจากโรงงานอุตสาหกรรมมักจะไม่เป็ นกลาง อาจเป็ นกรดหรื อด่าง
 ดังนันจึ งต้องมีการปรับปรุ งสภาพพีเอชของนําเสี ยก่อน เพราะนําเสี ยทีจะบําบัด
ด้วยวิธีทางชีววิทยา ค่าพีเอชทีเหมาะสมอยูใ่ นช่วง 6-9
่ นช่วง 5-9
 นําเสี ยทีจะปล่อยสู่ แหล่งนําธรรมชาติควรอยูใ
 สารเคมีทีใช้ในการทําให้นามี
ํ พีเอชเป็ นกลางได้แก่การเติม NaOH, lime (CaO)
กรณีทีเป็ นกรด หรื อเติมกรดซัลฟูริก ไฮโดรคลอริ ก เมือต้องการลดค่าพีเอชลง
 ระบบการปรับพีเอชในระบบบําบัดนําเสี ย ประกอบด้วย การเติม reagent, mixing
tank or neutralizing tank, retention tank or settling tank, pH controller
54
2.2 Coagulation and Flocculation
 เป็ นการสร้างและรวมตะกอน อนุ ภาคของแข็งถูกแยกโดยการตกตะกอนด้วยแรงดึ งดูดของ
โลก สารทีเติมลงไปเพือให้เกิดการก่อตะกอนขึนเช่น สารส้ม ปูนขาว polyelectrolytes เกลือ
ของเหล็ก
 ขันตอนการทํางานประกอบด้วย การกวนเร็ ว การกวนช้า การตกตะกอน
 วัตถุประสงค์เพือกําจัดคอลลอยด์อนิ นทรี ย ์ (ตะกอนดิน) ใยหิ น สี ตะกอนสารอินทรี ย ์
สาหร่ ายและจุลินทรี ย ์
2.3 Precipitation
เปลียนสารในรู ปของส.ล.ลให้อยูใ่ นสภาพของแข็ง ทําให้แยกออกจากนําได้
ั นี
 ขันตอนการเกิ ดการตกตะกอนมี ดง
- ใส่ สารทีทําปฏิกิริยากับสารทีอยูใ่ นส.ล.ล
- ใส่ สารทีทําให้เกิดการเปลียนสภาวะสมดุลของการละลาย (ปรับพีเอช)
- เปลียน T ของสารละลายทีทําให้ค่าการละลาย (solubility) ลดลง
 เช่นการกําจัดสังกะสี โดยใช้ NaS การกําจัดตะกัวและสังกะสี ดว
้ ย lime

55
2.4 Oxidation-Reduction
 เป็ นการเติมสารเคมีลงไป เพือให้เกิดปฏิกิริยา oxidation หรื อ reduction กับส.ป.ก. ที
ต้องการกําจัด ทําให้สารนันเปลียนรู ปไปเป็ น ส.ป.ก. อืนทีไม่เป็ นพิษ หรื อตกตะกอนได้
Oxidizing agent เช่น air, Cl2, O2, NO3-, O3, chromate
Reducing agent เช่น FeSO4, SO2, sodium metasulfide
 วิธีการทาง oxidation เช่น การกําจัดไซยาไนด์จากโรงงานชุบโลหะ
 วิธีการทาง reduction เช่น การกําจัดสารประกอบโครเมทหรื อกรดโครมิ ก
2.5 Chlorination
 เป็ นการเติมคลอรี น โดยมีวต
ั ถุประสงค์เพือฆ่าเชือโรคทีเป็ นแบคทีเรี ย ไวรัส ควบคุมการ
เจริ ญเติบโตของจุลินทรี ย ์ นอกจากนี ผลพลอยได้จากการเติมยังช่วยกําจัด Fe, Mn,
สารอินทรี ยท์ ีให้กลิน รส, NH3-N
 โดยปริ มาณคลอรี นหาได้จ ากการทดลอง และพบว่าคลอรี น 1 ส่ วน สามารถทําลาย BOD
ได้ 2 ส่วน
56
ปัจจัยทีสําคัญในการบําบัดทางชีววิทยามีดังนี
เพือให้เกิดประสิ ทธิ ภาพสู งสุ ด ระบบบําบัดจะต้องประกอบด้วยปั จจัยสําคัญดังนี
 มีถง
ั ปฏิกรณ์ (reactor) ใช้เป็ นทีให้จุลินทรี ยท์ าํ ปฏิกิริยากับสารอินทรี ยใ์ นนําเสี ย
 มีการควบคุมสภาวะแวดล้อมในนําเสี ย ให้เหมาะสมต่อการเจริ ญเติบโตของ
จุลินทรี ย ์
 การกําจัดจุ ลินทรี ยใ
์ นระบบบําบัดนําเสี ยให้เป็ นไปตามกฎการคงตัวของสสาร
แบคทีเรี ย
่ วไปในนํ
 จุ ลินทรี ย ์ มีอยูท
ั
า อากาศ ดิน แต่ส่วนใหญ่อยูใ่ นนําและในทีมี
ความชืนสู ง มีขนาดตังแต่ 0.3-50  การเติบโตจะขึนกับสภาพแวดล้อม พีเอช
อุณหภูมิ ออกซิเจน
แบคทีเรีย แบ่งเป็ น 2 ประเภท ตามลักษณะของสารเคมีทีใช้เป็ นแหล่งของพลังงาน
Autotrophic Bacteria ใช้ free oxygen เผาผลาญสารอนินทรี ยใ์ ห้ได้พลังงาน และ
•
ใช้ C จาก CO2 เช่นพวก Nitrifying bacteria เปลียน NH3 เป็ น NO3
Heterotrophic Bacteria ได้พลังงานและ C จากสารอินทรี ย ์ เป็ นกลุ่มแบคทีเรี ยที
•
สําคัญทีสุ ดในการบําบัดนําเสี ยแบบชีววิทยา แบ่งได้ 3ชนิ ด คือ
57
aerobic bacteria เป็ นแบคทีเรี ยทีใช้ free oxygen ไปเผาผลาญสารอินทรี ย ์ เพือให้ได้
พลังงาน
anaerobic bacteria เป็ นแบคทีเรี ยทีใช้ออกซิเจทีอยูใ่ นรู ปสารประกอบอินทรี ย ์
และอนินทรี ย ์ เช่น NO3, SO4
facultative bacteria เป็ นแบคทีเรี ยทีอยูไ่ ด้ทงสภาวะที
ั
มีและไม่มีออกซิ เจน ขึนอยูก่ บั
ปริ มาณ O2ในสภาวะแวดล้อมทีแบคทีเรี ยนันอยู่
สาหร่ าย (Algae)
 สําคัญในการบําบัดนําเสี ยรองจากแบคทีเรี ย
่ ว้ ยกัน
 เป็ นพืชนําขนาดเล็ก เซลล์เดี ยวหรื อหลายเซลล์รวมอยูด
่ นนําจํานวนมาก จะทําให้นามี
 เมืออยูใ
ํ สีเขียวขุ่นเพราะ
sunlight
CO2  H 2O 
(CH 2O )  O2  2 H 2O
CH2O  new cell for algae
58
รา (Fungi)
 คล้ายแบคทีเรี ย แต่ต่างกันตรงทีราเป็ นสิ งมีชีวิตหลายเซลล์
 สารประกอบของเซลล์มีทงสารอิ
ั
นทรี ยแ์ ละอนินทรี ย ์ จึงต้องการN ในการสร้าง
เซลล์นอ้ ยกว่าแบคทีเรี ย ดังนันราจึงเติบโตได้ดีกว่าแบคทีเรี ยในสภาวะทีมี N ตํา
 ลักษณะเป็ นเส้นใยยาว ถ้าพบราในถังเติมอากาศ หรื อตะกอนจุลินทรี ยใ
์ นระบบ
activated sludge มาก จะทําให้ตะกอนรวมตัวกันเป็ นตะกอนใหญ่ได้ยาก
ประสิ ทธิภาพก็จะตําลง
โปรโตซัว (Protozoa)
 เป็ นสัตว์ชนตํ
ั า ต้องอาศัยในนําทีมี O2
 กิ นแบคทีเรี ยเป็ นอาหาร ทําให้นาในระบบบํ
ํ
าบัดใสขึน
59
3. Biological treatment
เป็ นวิธีการทีนิยมใช้กนั มากทีสุ ดในการกําจัดสารอินทรี ยใ์ นนําเสี ย ทังทีอยูใ่ นรู ปคอลลอยด์
และแขวนลอย โดยใช้จุลินทรี ยส์ ่วนใหญ่ทีเป็ นแบคทีเรี ยไปทําลายสารอินทรี ยใ์ นนําเสี ย
เพือเป็ นอาหารในการดํารงชีวิตเช่นเดียวกับสิ งมีชีวิตอืน ด้วยปฏิกิริยาชีวเคมีแบบใช้และไม่
ใช้ O2
 การบําบัดนําเสี ยทางชี ววิทยา แบ่งเป็ นแบบ aerobic process และ anaerobic process
3.1 Aerobic process
เป็ นกระบวนการบําบัดนําเสี ยทีใช้แบคทีเรี ยเป็ นตัวกําจัดสารอินทรี ยด์ ว้ ยปฏิกิริยาแบบใช้ O2
โดย 70% ของสารอินทรี ยถ์ ูกใช้เป็ นแหล่งพลังงาน และอีก 30% นําไปใช้สร้างเซลล์ใหม่
แบ่งตามลักษณะของแบคทีเรี ยทีอยูใ่ นระบบได้เป็ น 2 ลักษณะคือ
1. Suspension เช่น Oxidation Pond, Aerated Lagoon, Activated Sludge
2. Bacteria Bed แบคทีเรี ยจะถูกตรึ งกับ media โดยแบ่งเป็ น 2 ลักษณะ คือ
แบบ fixed bed เช่น Trickling Filter โดยจะ fix bacteria กับตัวกรองทีไม่เคลือนที
แบบ moving bed โดยตัวแบคทีเรี ยจะยึดกับสิ งทีเคลือนทีได้ เช่น Rotating Biological
60
Contractor or Bio-Disc

3.1.1 Oxidation Pond
 ระบบบ่อผึง อาศัยธรรมชาติ เป็ นระบบทีง่ายต่อการสร้ างและดําเนิ นระบบ
 ใช้เงินทุนสู งในการซื อที ดิน และต้องการพืนทีขนาดใหญ่ ประสิ ทธิ ภาพตํากว่าระบบ
อืนๆ บ่อดิน คอนกรี ต หรื อวัสดุอืนทีกันการรัวซึม มีความลึกประมาณ 1-2 เมตร
schematic diagram of a lagoon
่น
 การบําบัดเป็ นแบบต่อเนื อง มี การไหลเข้าออกจากบ่อตลอดเวลาในระหว่างที นําเสี ยอยูใ
บ่อบําบัด
 อาศัยความสัมพันธ์ของแบคทีเรี ยและสาหร่ ายแบบ symbiotic ในบ่อ โดยแบคที เรี ยจะ
ออกซิ ไดส์ ส.ป.ก อินทรี ยไ์ ด้ CO2 โดยจะใช้O2ทีผลิตจากสาหร่ าย เนืองจากสาหร่ ายจะ
เปลียน CO2 O2 โดยกระบวนการ photosynthesis
61




ประสิ ทธิภาพระบบขึนกับปริ มาณ O2 ทีได้จากการสังเคราะห์ของพวกสาหร่ าย (algal
photosynthesis) และ จากบริ เวณผิวหน้าของบ่อ
ระบบนี อาจก่อให้เกิดผลกระทบด้านสิ งแวดล้อม เนืองจากสารพิษหรื อวัสดุอนั ตรายถูก
สะสมและตกตะกอนอยูท่ ีก้นบ่อ ไม่เกิดการย่อยสลายหรื อกําจัดออก จะส่งผลกระทบใน
ระยะยาวต่อไป
สามารถออกแบบให้เป็ นระบบแบบ aerobic condition ทังระบบ แต่โดยทัวไปพบว่าจะเกิด
การย่อยสลายแบบใช้ O2 บริ เวณผิวหน้า ส่ วนบริ เวณก้นบ่อมักมีลกั ษณะเป็ น anaerobic
condition
นิยมใช้เป็ น polishing pond เพือปรับคุณภาพนําทิงทีผ่านการบําบัดจากระบบอืนแล้วก่อน
ทิงสู่ แหล่งนํา
62
3.1.2 Aerated Lagoons
 ระบบบ่อเติมอากาศ ลึกประมาณ 2-4 เมตร ใช้พืนทีน้อยกว่าระบบ oxidation pond ประมาณ
8-10 เท่า ลดค่า BOD และให้ประสิ ทธิ ภาพดีกว่า เพราะอาศัยเครื องมือช่วยในการเติมอากาศ
่ นผิวนํา
 aerator นิ ยมใช้แบบ floating aerator ลอยอยูบ
รู ประบบบ่อเติมอากาศ (Aerated Lagoons)
แบ่งเป็ น 2 ประเภท คือ
1.aerobic lagoons เป็ น complete mix, O2 กระจายตัว ทัวถึงทังบ่อ ไม่มีการ settle ในบ่อ
2.facultative lagoons เป็ นแบบ incomplete mix ทําให้บางส่ วนเกิดแบบไม่ใช้ O2
อาจมีบ่อตกตะกอนเพิมเข้ามาได้เหมือนระบบตะกอนเร่ ง แต่จะไม่มีการ return sludge
63
3.1.3 Activated Sludge (AS)

ระบบตะกอนเร่ ง ใช้พนที
ื น้อย ให้ประสิ ทธิ ภาพสู ง

แต่ค่าใช้จ่ายด้านเครื องมือ ค่าก่อสร้าง และการดําเนินระบบสูงกว่าระบบอืนๆ

แบคทีเรี ยเป็ นตะกอน (sludge) ลอยในถังปฏิกิริยา (reactor or aeration tank) และได้ O2
จากการเติมอากาศเข้าไป
sludge ทีเกิดขึนเป็ นจํานวนมากจะถูกตกตะกอนในถังตกตะกอน แล้วนํากลับเข้าถัง

ปฏิกิริยาใหม่ เพือเพิมปริ มาณแบคทีเรี ย
64
3.1.4 Trickling Filter (TF) ระบบโปรยกอง
 media ทีใช้ เช่ นก้อนหิ นขนาด 2-3.5 , พลาสติก หรื อวัสดุตว
ั กลางทีมีพืนทีผิวหน้า
มาก และความสามารถในการซึมผ่านสูง
่ อบ โดยความหนาของเมือกแบคทีเรี ยประมาณ 2-3
 แบคทีเรี ยจะถูกเลียงให้ติดอยูร
mm
Filter media.
Trickling filter.
65

องค์ประกอบในการออกแบบระบบ TF คือ ขนาดตัวถัง ระบบโปรยกรอง ชนิ ด
ของตัวกลางทีใช้ ระบบระบายนําทิงจากก้นถัง การระบายอากาศ และถัง
ตกตะกอน
66
•
•
•
•
•
นําเสี ยจะถูกนํามาโปรยลงสู่ ผวิ หน้าด้านบนของถังปฏิกรณ์ และจะค่อยๆไหลผ่าน
media ตกลงสู่ กน้ ถัง และไหลออกจากระบบ
เมือกแบคทีเรี ยรอบๆ media จะทําลายสารอินทรี ยด์ ว้ ยปฏิกิริยาแบบใช้ O2 เมือเมือก
หนาขึนแบคทีเรี ยชันในจะตาย
ข้อดีคือค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างตํากว่าระบบ AS และควบคุมได้ง่าย
ข้อเสี ยคือมีกลินเหม็น เลียงให้แบคทีเรี ยเกาะกับ media ได้ยาก
ชนิดของ TF มี 4 แบบคือ
Type
Hydraulic loading
BOD loading
Media
Recycle
1.Low rate TF
2.High rate TF
m3/m2 day
0.94-3.74
9.34-28.05
kg/m3 day
0.08-0.32
0.48-0.96
rock
rock
No
Yes
3. Intermediate rate TF
4. Super rate TF
3.75-9.35
140
0.24-0.48
1.6
rock
plastic
No
yes/no
67
3.1.5 Rotating Biological Contractor or Bio-Disc ระบบจานหมุนชีวภาพ
่ ลอดเวลา โดยครึ งหนึ ง
 หลักการคล้าย TF ต่างกันทีเมือกแบคที เรี ยจะไม่ fix แต่จะหมุนอยูต
จมนํา อีกครึ งสัมผัสกับอากาศ และได้ O2 จากการเติมอากาศ
 media เป็ นพวกพลาสติกมี เส้นผ่าศ.ก. 0.5 m ระยะห่ างระหว่าง media ประมาณ ½-1
จํานวน media ขึนกับปริ มาณ BOD ทีจะกําจัด
 ข้อดี คือง่ายต่อการควบคุม เงินในการดําเนิ นระบบตํา ประสิ ทธิ ภาพจะเพิมขึน เมือ media
เพิม เพราะนําเสี ยเข้าระบบได้เพิมขึน
 ข้อเสี ยคือค่าก่อสร้างสู ง และต้องสร้างหลังคากันฝนเพือป้ องกันการชะล้างพวกจุลินทรี ย ์
68
RBC treatment process
69
3.2 Anaerobic process
 นิ ยมกับพวกทีมีค่า BOD สู งๆ เหมาะกับเขตร้ อน เนื องจากทําปฏิกิริยาทางชี วเคมี
แบบไม่ใช้ O2 ทีต้องการ T สูง
 ปฏิกิริยาทางชี วเคมีแบบไม่ใช้ O2 เกิดขึนเป็ น 2 ขันตอนดังนี
acid forming
methane forming
complex organic 

organic
acid

CH4  CO2  H2 S  new bact
bacteria
bacteria
ข้อดีของ anaerobic process คือ
 สารอินทรี ยท
์ ีแบคทีเรี ยย่อยสลายได้ประมาณ 80-90% จะเปลียนไปเป็ น CH4, CO2
ส่ วนทีเหลือซึงน้อยมากจะถูกนําไปสร้างเซลล์ใหม่ จึงทําให้ปัญหาการกําจัดตะกอน
มีนอ้ ย
 ปริ มาณสารอาหารทีใช้ น้อยกว่าแบบใช้ O2 เพราะอัตราการเจริ ญเติบโตตํา
 ค่าใช้จ่ายในการดําเนิ นการตํา
 ถ้าการย่อยสลายสมบูรณ์จะได้ CH4 ถึ ง 70% นําไปใช้ประโยชน์เป็ นเชื อเพลิ ง
70
ข้อเสี ยของระบบนีคือ
 อัตราการเจริ ญเติบโตตํา จึงใช้เวลาในการ start up นาน และระบบจะปรับตัวได้ไม่
ดีนกั เมือมีการเปลียนแปลงเกิดขึน เช่น ค่าอัตราการไหล, BOD, T
 ถ้าการย่อยสลายไม่สมบูรณ์จะเกิ ด H2S ก่อให้เกิ ดกลินเหม็น และนําทิงอาจมีสีดาํ
เนืองจากก๊าซดังกล่าวไปทําปฏิกิริยากับส.ป.ก โลหะในนํา เกิดเป็ นส.ป.ก ซัลไฟด์
ซึ งมีสีดาํ
3.2.1 Anaerobic lagoon
 ระบบบ่อหมัก คล้ายระบบ OP แต่พนที
ื น้อยกว่า 10-30 เท่า
 เป็ นบ่อดิ น มีความลึ กประมาณ 4-6 เมตร เกิ ดการย่อยสลายแบบไม่ใช้ O2
 ข้อเสี ยคือปั ญหาจากกลินและสี
 เหมาะกับนําเสี ยทีมีค่า BOD สู งๆ เช่น จากโรงงานแป้ งมัน
71
3.2.2 Conventional Anaerobic Digestion
 นิ ยมกรณี ทีมีค่า BOD สู ง เช่น จากโรงเหล้า โรงนําตาล และ sludge ทีออกจากระบบ
aerobic sludge ทีออกจากระบบนีจะเสถียร สามารถนําไปกําจัดหรื อใช้ประโยชน์เป็ นปุ๋ ยได้
 reactor เป็ นถังปิ ดมิ ดชิ ด มีช่องระบายก๊าซทีเกิ ดขึน
 แบ่งเป็ น 2 แบบ คือ low rate และ high rate ซึ งจะมี การกวนนําเพือให้แบคทีเรี ยผสมกับนํา
ทิงเป็ นการเพิมประสิ ทธิภาพในการบําบัด นําทีออกจากถังต้องนําไปตกตะกอนต่อไป
3.2.3 Anaerobic Contact
 หลักการคล้าย AS แต่เป็ นแบบ anaerobic
 เป็ นระบบถังหมักทีเพิมประสิ ทธิ ภาพในการบําบัด โดยเพิมจํานวนแบคทีเรี ยซึ งเกิดใหม่
น้อย ด้วยการนํา sludge กลับมาในระบบใหม่ เหมาะกับนําเสี ยทีมีค่า BOD ปานกลาง ไม่
ควรใช้กบั นําเสี ยทีมี BOD ตํา อัตราการไหลสู ง
72
3.2.4 Anaerobic Filter
 แบคทีเรี ยเกาะบน media คล้ายระบบ thickling filter
 นําขังท่วม media ตลอด เพือรักษาสภาพไร้อากาศ
 ถังปฏิกรณ์มีเส้นผ่าศก. ความสู งประมาณ 2-3 เมตร ภายในบรรจุ media
 นําเสี ยจะเข้ามาในถังปฏิกรณ์จากทางด้านล่าง ถูกบําบัดแล้วไหลออกด้านบน เรี ยก
upward flow หรื อ up flow
 เหมาะกับนําเสี ยทีมีค่า BOD ปานกลาง ง่ายกว่าระบบ anaerobic contact process
เพราะไม่ตอ้ งมีการตกตะกอนและ return sludge
73