การนำน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดจากหอพักนักศึกษากลับไปใช้ประโยชน์ใหม่โดยใช้ระบบเยื่อกรอง ไมโครฟิลเตรชั่นชนิดใยกลวงร่วมกับถ่านกัมมันต์

Abstract

งานวิจัยครั้งนี้ศึกษาถึงประสิทธิภาพการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งของอาคารหอพักนักศึกษา เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ โดยใช้ชุดทดลองระดับห้องปฏิบัติการ (Lab-scale) ชนิดระบบเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นร่วมกับถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon – Micro Filtration, AC-MF) โดยใช้เยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นชนิดใยกลวงมีรูพรุนเฉลี่ย 0.4 μm มีพื้นที่เฉลี่ยเท่ากับ 0.07 m2 ใช้ Peristaltic pump ดูดน้ำใสออกจากถังปฏิกรณ์ ใช้ Mixer จำนวน 2 ตัว เป่ากวนผสมถ่านกัมมันต์เพื่อไม่ให้ถ่านกัมมันต์จมอยู่ก้นถังปฏิกรณ์ และใช้เครื่องเป่าอากาศ Air blower ติดตั้งใต้เยื่อกรองเพื่อลดการอุดตันของเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่น กำหนดให้เดินระบบแบบต่อเนื่อง มีการควบคุมอัตราการกรองคงที่ 1 L/hr และความเข้มข้นของถ่านกัมมันต์ 0 และ 5 g/L จากการศึกษาลักษณะสมบัติของน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดของอาคารหอพักนักศึกษา พบว่า มีค่า pH เท่ากับ 7.4 ค่า Turbidity เท่ากับ 29.6 NTU ค่า COD เท่ากับ 102.3 mg/L ค่า BOD เท่ากับ 56.3 mg/L ค่า SS เท่ากับ 19.1 mg/L ค่าความเข้มสีเท่ากับ 30.3 SU และค่าการนำไฟฟ้า (Electric conductivity: EC) เท่ากับ 577.2 ซึ่งสามารถนำไปใช้รดพื้นที่สีเขียวนอกเมืองได้ ผลการศึกษาประสิทธิภาพของเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นร่วมกับถ่านกัมมันต์ กรณีที่ไม่ใส่ถ่านกัมมันต์ พบว่า มีค่า pH เท่ากับ 8.2 ค่า Turbidity เท่ากับ 1.6 NTU ค่า BOD เท่ากับ 25 mg/L ค่า SS เท่ากับ 2 mg/L ค่าความเข้มสีเท่ากับ 9 SU และค่าการนำไฟฟ้า (Electric conductivity: EC) เท่ากับ 561.5 μs/cm มีประสิทธิภาพในการกำจัด Turbidity, BOD, SS, Color และEC เท่ากับ 97.1%, 56.5%, 88.2%, 73%, และ 4.5% ตามลำดับ น้ำที่ผ่านการบำบัดด้วยเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นเพียงอย่างเดียวสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ได้ในพื้นที่สีเขียวที่อยู่ในตัวเมือง เช่น สวนสาธารณะ สนามเด็กเล่น รดน้ำต้นไม้ และพื้นที่สีเขียวที่อยู่นอกเมือง เช่น รดน้ำต้นไม้ตามริมถนนทางหลวงได้ ส่วนกรณีที่ใส่ถ่านกัมมันต์ 5 g/L พบว่า น้ำที่ผ่านการบำบัดมีค่า pH เท่ากับ 8.2 ค่า Turbidity เท่ากับ 0.9 NTU ค่า COD เท่ากับ 34.7 mg/L ค่า BOD เท่ากับ 5.9 mg/L ค่า SS เท่ากับ 3 mg/L ค่าความเข้มสีเท่ากับ 16.4 SU และค่าการนำไฟฟ้า (Electric conductivity: EC) เท่ากับ 523.4 μs/cm และมีประสิทธิภาพในการกำจัด Turbidity, COD, BOD, SS, Color และEC เท่ากับ 96.4%, 65.4%, 88.3%, 88.1%, 48.5%, และ 10.2% ตามลำดับ ซึ่งเมื่อเติมถ่านกัมมันต์ในปริมาณที่มากขึ้นพบว่ามีประสิทธิภาพในการลดค่าควมสกปรกในรูปของ Turbidity, COD, BOD, SS, Color และEC เพิ่มสูงขึ้น และสามารถนำกลับไปใช้ประโยชน์ใหม่ได้ในทุกกิจกรรม เช่น พื้นที่สีเขียวที่อยู่ในตัวเมือง พื้นที่สีเขียวที่อยู่นอกเมือง สวนผัก และห้องน้ำ (ชักโครก)

This research studied the reuse potential of secondary effluent from dormitory by using microfiltration (MF) membrane via granular activated carbon (GAC). Hollow fiber membrane with nominal pore size of 0.4 micron and filtration area of 0.07 m2 was applied in the lab-scale experimental system. The filtration system was operated with constant filtration rate at 1 L/h. Submerge mixers and air diffusers were applied to suspend GAC and to prevent membrane fouling. The concentration of GAC was varied in 2 cases; 1) without GAC addition and 2) addition with GAC of 5 g/L. The compositions of secondary effluent were analyzed as organic matters, particles and inorganic matters. It was found that the organic matters in term of COD and BOD were 102.3 and 56.3 mg/L, respectively. The particles in term of turbidity, suspended solids and color were 29.6 NTU, 19.1 mg/L and 30.3 SU. The inorganic matters in term of electro-conductivity (EC) and pH were 577.2 μs/cm and 7.4. The analytical results showed that the secondary effluent could be used for irrigation in urban regions. In the case of without GAC addition, it was found that the tertiary effluent composed pH of 8.2, turbidity of 1.6 NTU, BOD of 25 mg/L, SS of 2 mg/L, color of 9 SU and EC of 561.5 μs/cm. The removal efficiency of Turbidity, BOD, SS, Color and EC were 97.1%, 56.5%, 88.2%, 73% and 4.5%, respectively. It could be concluded that the MF filtration was achieved good removal efficiency of particle and organic matter and the tertiary effluent could be used for irrigation in the urban regions and in the cities. In addition, in the case of addition with GAC 5 g/L, it was found that the tertiary effluent composed pH of 8.2, turbidity of 0.9 NTU, COD of 34.7 mg/L, BOD of 5.9 mg/L, SS of 3 mg/L, color of 16.4 SU and EC of 523.4 μs/cm. The removal efficiency of Turbidity, COD, BOD, SS, Color and EC were 96.4%, 65.4, 88.3%, 88.1%, 48.5%, and 10.2%, respectively. It could be concluded that the addition of GAC improved removal efficiency of particle and organic matter and the tertiary effluent could be used for irrigation in the urban regions, irrigation in the cities and toilet flushing.