การนำน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดจากหอพักนักศึกษากลับมาใช้ประโยชน์ใหม่โดยใช้ระบบเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นชนิดแผ่นร่วมกับถ่านกัมมันต์

Abstract

งานวิจัยครั้งนี้ศึกษาถึงประสิทธิภาพการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งของอาคารหอพักนักศึกษา เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ โดยใช้ชุดทดลองระดับห้องปฏิบัติการ (Lab-scale) ชนิดระบบเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นร่วมกับถ่านกัมมันต์ (Activated Carbon – Micro Filtration, AC-MF) โดยใช้เยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นชนิดแผ่นมีรูพรุนเฉลี่ย 0.08 ไมโครเมตร มีพื้นที่เฉลี่ยเท่ากับ 0.114 ตารางเมตร ใช้ Peristaltic pump ดูดน้ำใสออกจากถังปฏิกรณ์ ใช้ Mixer จำนวน 2 ตัว เป่ากวนผสมถ่านกัมมันต์เพื่อไม่ให้ถ่านกัมมันต์จมอยู่ก้นถังปฏิกรณ์ และใช้เครื่องเป่าอากาศ Air blower ติดตั้งใต้เยื่อกรองเพื่อลดการอุดตันของเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่น กำหนดให้เดินระบบแบบต่อเนื่อง มีการควบคุมอัตราการกรองคงที่ 1 ลิตรต่อชั่วโมง และความเข้มข้นของถ่านกัมมันต์ 0 และ 5 กรัมต่อลิตร จากการศึกษาลักษณะสมบัติของน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดของอาคารหอพักนักศึกษา พบว่า มีค่า pH เท่ากับ 7.39 ค่าความขุ่น เท่ากับ 30.7 NTU ค่า COD เท่ากับ 100.2 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่า BOD เท่ากับ 61.61 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่า SS เท่ากับ 25.50 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าความเข้มสีเท่ากับ 32.60 SU และค่าการนำไฟฟ้า (Electric conductivity: EC) เท่ากับ 583 ไมโครซีเมนซ์ต่อเซนติเมตร ซึ่งสามารถนำไปใช้รดพื้นที่สีเขียวนอกเมืองได้ ผลการศึกษาประสิทธิภาพของเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นร่วมกับถ่านกัมมันต์ กรณีที่ไม่ใส่ถ่านกัมมันต์ พบว่า มีค่า pH เท่ากับ 8.12 ค่าความขุ่น เท่ากับ 3.52 NTU ค่า BOD เท่ากับ 24.35 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่า SS เท่ากับ 3.5 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าความเข้มสีเท่ากับ 19.60 SU และค่าการนำไฟฟ้า (Electric conductivity: EC) เท่ากับ 564 ไมโครซีเมนซ์ต่อเซนติเมตร มีประสิทธิภาพในการกำจัดความขุ่น, BOD, SS, Color และ EC คิดเป็นร้อยละ 94.2, 66.3, 85.9, 42.3, และ 3.6 ตามลำดับ น้ำที่ผ่านการบำบัดด้วยเยื่อกรองไมโครฟิลเตรชั่นเพียงอย่างเดียวสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ได้ในพื้นที่สีเขียวที่อยู่ในตัวเมือง เช่น สวนสาธารณะ สนามเด็กเล่น รดน้ำต้นไม้ และพื้นที่สีเขียวที่อยู่นอกเมือง เช่น รดน้ำต้นไม้ตามริมถนนทางหลวง ได้ ส่วนกรณีที่ใส่ถ่านกัมมันต์ 5 กรัมต่อลิตร พบว่า น้ำที่ผ่านการบำบัดมีค่า pH เท่ากับ 7.71 ค่าความขุ่น เท่ากับ 1.16 NTU ค่า COD เท่ากับ 27.18 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่า BOD เท่ากับ 5.84 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่า SS เท่ากับ 1.6 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าความเข้มสีเท่ากับ 18.43 SU และค่าการนำไฟฟ้า (Electric conductivity: EC) เท่ากับ 523 ไมโครซีเมนซ์ต่อเซนติเมตร และมีประสิทธิภาพในการกำจัดความขุ่น, COD, BOD, SS, Color และ EC คิดเป็นร้อยละ 95.8, 66.2, 88.7, 93.5, 46.9, และ 11.2 ตามลำดับ ซึ่งเมื่อเติมถ่านกัมมันต์ในปริมาณที่มากขึ้นพบว่ามีประสิทธิภาพในการลดค่าความสกปรกในรูปของความขุ่น, COD, BOD, SS, Color และ EC 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). Flat-sheet membrane with nominal pore size of 0.08 micron and filtration area of 0.114 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 prevent membrane fouling. The concentration of GAC was varied in 2 cases; 1) without GAC addition and 2) addition GAC 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 100.2 and 61.2 mg/L, respectively. The particles in term of turbidity suspended solids and color were 30.7 NTU, 25.5 mg/L and 32.6 SU. The inorganic matters in term of electro-conductivity (EC) and pH were 583 μs/cm and 7.39. The analytical results showed that the secondary effluent could be used for irrigation in urban area. In the case of without GAC addition, it was found that the tertiary effluent composed pH of 8.12, turbidity of 3.52 NTU, BOD of 24.35 mg/L, SS of 3.5 mg/L, color of 19.6 SU and EC of 564 μs/cm. The removal efficiency of Turbidity, BOD, SS, Color and EC were 94.2%, 66.3%, 85.9 %, 42.3% and 3.6%, 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 area and in the cities. In addition, in the case of addition GAC 5 g/L, it was found that the tertiary effluent composed pH of 7.71, turbidity of 1.16 NTU, COD of 27.18 mg/L, BOD of 5.84 mg/L, SS of 1.6 mg/L, color of 18.4 SU and EC of 523 μs/cm. The removal efficiency of Turbidity, COD, BOD, SS, Color and EC were 95.8%, 66.2, 88.7%, 88.7 %, 93.5%, 46.9 and 11.2%, 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 area, irrigation in the cities and toilet flushing.