เทคโนโลยีน้ำเสีย

ประสิทธิภาพของบอ่ ตกตะกอนจะลดลง เป็นตน้ โดยในตาราง – จะแสดงปัจจยั หลกั ในการออกแบบและ
ผลกระทบของปัจจยั หลกั ทีมตี ่อขดี ความสามารถของหน่วยบาํ บดั ต่างๆ ดงั ต่อไปนี

ตาราง - ปัจจยั หลกั ในการออกแบบและผลกระทบของปัจจยั หลกั ทีมีตอ่ ขีดความสามารถของหนว่ ย
บาํ บดั ตา่ งๆ

หน่วยบาํ บัด ปัจจยั หลักทใี ช้ใน เกณฑท์ ใี ชใ้ นการ ผลกระทบ
เครอื งสบู นาํ การออกแบบ กาํ หนดขนาด
และท่อนาํ ถา้ มอี ตั ราการไหลเกินคา่ สงู สดุ ทีระบบรบั ได้ อาจเกิดการ
ตะแกรง อตั ราการไหลสงู สดุ ใน อตั ราการไหล เออ่ ลน้ และทว่ มใน บ่อสบู นาํ ระบบรวบรวมนาํ เสยี และ
หนึงชวั โมง ในหน่วยบาํ บดั ตา่ งๆ
บอ่ ดกั กรวด อตั ราการไหล เมอื นาํ เสยี ไหลผ่านตะแกรงเรว็ ขึน ทาํ ใหม้ กี ารสูญเสีย
ทราย อตั ราการไหลสงู สดุ ใน พลงั งาน (Head Loss) มากขึน
หนึงชวั โมง ความเรว็ ของนาํ ทีเขา้ สู่
การตกตะกอน อตั ราการไหลตาํ สดุ ทางระบายนาํ ของแข็งอาจจะสะสมอยใู่ นทางระบายนาํ ทีอตั ราการไหล
ขนั ตน้ อตั ราการไหลลน้ ตาํ ๆ
อตั ราการไหลสงู สดุ ใน (Overflow Rate) ในบอ่ ดกั กรวดทรายแบบนาํ ไหลผ่านแลว้ ตกตะกอน
ระบบตะกอน หนึงชวั โมง (Flow Through) เมือนาํ ไหลผา่ นเรว็ ขนึ ระบบจะมี
เรง่ อตั ราการไหลลน้ ประสิทธิภาพตาํ ลง อาจทาํ ใหม้ กี รวดทรายไปรบกวนการ
อตั ราการไหลสงู สดุ ใน (Overflow Rate) ทาํ งานของอปุ กรณใ์ นหน่วยบาํ บดั ถดั ไป
ระบบโปรย หนึงชวั โมง ประสทิ ธิภาพในการกาํ จดั ตะกอนลดลงเมืออตั ราการไหล
กรอง ระยะเวลากกั เกบ็ เพมิ ขึน ทาํ ใหเ้ พมิ ภาระในการบาํ บดั ของเสยี ของหน่วย
อตั ราการไหลตาํ สดุ ใน บาํ บดั ถดั ไป
หนึงชวั โมง ระยะเวลากกั พกั ของ
อตั ราการไหลสงู สดุ ใน นาํ (Hydraulic ทอี ตั ราการไหลตาํ ๆ ทาํ ใหม้ ีระยะกกั เกบ็ เพิมขน้ จนทาํ ให้
หนึงชวั โมง Residence Time) นาํ เสียมกี ลิน
อตั ราส่วนของ มกี ารสญู เสียตะกอนทีอตั ราการไหลสงู หรือทีอตั ราการ
ภาระบรรทกุ สารอนิ ทรีย์ สารอนิ ทรียต์ อ่ จลุ ชีพ ไหลตาํ ๆ อาจจะตอ้ งมีการนาํ นาํ ทีบาํ บดั แลว้ กลบั มาใน
สงู สดุ ตอ่ วนั (Food to ระบบ (Effluent Recycling)
Microorganism
อตั ราการไหลสงู สดุ ใน Ratio, F/M) ความตอ้ งการออกซิเจนอาจจะสงู เกนิ ความสามารถของ
หนึงชวั โมง ภาระบรรทกุ ของนาํ ระบบเตมิ อากาศ ทาํ ใหป้ ระสทิ ธิภาพลดลง
อตั ราการไหลตาํ สดุ ใน (Hydraulic Loading)
หนึงชวั โมง ภาระบรรทกุ ของนาํ ทอี ตั ราการไหลสงู ๆ ตะกอน (จลุ ชพี ) อาจถกู ชะออกจาก
และของ ระบบ ทาํ ใหม้ ปี ระสทิ ธิภาพลลดลง
สารอินทรยี (์ Hydraulic
and Organic เพอื ใหร้ ะบบดาํ เนินไปได้ อาจจะตอ้ งเพิมปริมาณการนาํ
Loading) นาํ กลบั มาใชใ้ นระบบใหม่ (Recycling)

127

ตาราง - ปัจจยั หลกั ในการออกแบบและผลกระทบของปัจจยั หลกั ทีมีต่อขีดความสามารถของหน่วย

บาํ บดั ตา่ งๆ (ตอ่ )

หน่วยบาํ บัด ปัจจัยหลกั ทใี ช้ใน เกณฑท์ ใี ชใ้ นการ ผลกระทบ
ระบบโปรย การออกแบบ กาํ หนดขนาด ในช่วงทีระบบมภี าระสงู สดุ อาจจะมอี อกซิเจนไม่
กรอง เพยี งพอ ทาํ ใหป้ ระสทิ ธิภาพของระบบลดลงและเกดิ กลิน
อตั ราภาระบรรทกุ สดั สว่ นของมวลภาระ
การตกตะกอน สารอินทรยี ส์ งู สดุ ในหนึง บรรทกุ ตอ่ ปริมาตรของ ประสทิ ธิภาพลดลงทีอตั ราการไหลสงู ๆ หรือระยะเวลากกั
ขนั ทีสอง วนั ตวั กลาง (Mass เก็บตาํ ๆ
(สาํ หรบั ระบบ Loading / Media สลดั จอ์ าจจะลอยทีระยะกกั เก็บนานขึน
ตะกอนเรง่ ) อตั ราการไหลสงู สดุ ใน Volume)
หนึงชวั โมง อตั ราการไหลลน้ หรอื อตั ราภาระบรรทกุ ของแข็งทีไปยงั ถงั ตกตะกอนเป็น
ถงั เตมิ คลอรนี ระยะเวลากกั เกบ็ ขอ้ จาํ กดั
(Chlorine - อตั ราการไหลตาํ สดุ ใน ประสิทธิภาพการฆ่าเชือลดลงเมือระยะเวลากกั เก็บลดลง
Contact Tank) หนึงชวั โมง ระยะเวลากกั เกบ็

อตั ราภาระบรรทกุ อตั ราภาระบรรทกุ
สารอินทรยี ส์ งู สดุ ต่อวนั ของแข็ง
อตั ราการไหลสงู สดุ ใน ระยะเวลากกั เก็บ
หนึงชวั โมง

ปัจจยั ทตี อ้ งคาํ นงึ ถงึ อกี อย่างคือดา้ นชลศาสตร์ (Hydraulics) ของระบบบาํ บดั นาํ เสยี หลงั จากที
รูปแบบและขนาด และตาํ แหนง่ ของหนว่ ยบาํ บดั ตา่ งๆ ไดถ้ กู เลือกแลว้ จะตอ้ งมกี ารคาํ นวณดา้ นชลศาสตร์
เพอื ใหไ้ ดเ้ สน้ ระดบั (Profile) ทางชลศาสตรส์ าํ หรบั ทงั กรณีของอตั ราการไหลเฉลียและอตั ราการอตั ราการไหล
สงู สดุ ค่าการสญู เสียพลงั งานผา่ นหนว่ ยบาํ บดั ตา่ งๆ ไดแ้ สดงในตาราง –2

ตาราง - ค่าการสญู เสยี พลงั งานผ่านหนว่ ยบาํ บดั ตา่ งๆ

หน่วยบาํ บัด พลังงานทสี ญู เสีย หนว่ ยบาํ บัด พลงั งานทสี ูญเสีย
(ซม.) (ซม.)
ตะแกรง 15 – 30 ระบบโปรยกรอง
บ่อดกั กรวดทราย - อตั ราการไหลตาํ 300 – 600
- แบบเติมอากาศ 45 – 120 - อตั ราการไหลสูง, หินเป็นตวั กลาง 180 – 480
- ควบคมุ ความเรว็ ธรรมดา 45 – 90 - อตั ราการไหลสงู , ตวั กลางพลาสติก 480 – 1200
บอ่ ตกตะกอนขนั ตน้ 45 – 90 บ่อตกตะกอนขนั ทีสอง 45 – 90
บ่อเติมอากาศ 20 – 60 ถงั กรอง 300 – 480
การดดู ตดิ ผิวดว้ ยถา่ น 300 – 600 ถงั เติมคลอรีน 21 – 180

128

การคาํ นวณทางชลศาสตรใ์ ชเ้ พอื กาํ หนดขนาดของทางระบายและทอ่ ทีเชือมระหวา่ งหนว่ ยบาํ บดั และ
เป็นการคาํ นวณการสญู เสียพลงั งาน (Head Loss) ตลอดระบบบาํ บดั

เสน้ ระดบั (Profile) ทางชลศาสตร์ มคี วามจาํ เป็นเพราะ
- ทาํ ใหแ้ นใ่ จไดว้ า่ นาํ จะไหลผา่ นระบบไปไดต้ ลอดโดยแรงโนม้ ถว่ ง ทาํ ใหไ้ ม่ตอ้ งใชเ้ ครืองสบู นาํ
- ทาํ ใหท้ ราบวา่ จะตอ้ งใชเ้ ครืองสบู นาํ ขนาดเทา่ ใดในจดุ ทตี อ้ งตดิ ตงั เครืองสบู นาํ
- เพอื ใหแ้ น่ใจไดว้ ่าระบบจะไมท่ ว่ ม หรือมกี ารไหลยอ้ น ในชว่ งทีมีอตั ราการไหลสงู

การออกแบบระบบบาํ บดั นาํ เสยี ยงั มีรายละเอยี ดการคาํ นวณสาํ หรบั หน่วยบาํ บดั ต่างๆ อีกมาก ผทู้ ี
ออกแบบตอ้ งมคี วามรูพ้ ืนฐานดา้ นการวิเคราะหก์ ารไหลและปฏิกริ ิยาในแตล่ ะหน่วยบาํ บดั ซงึ ทาํ ไดโ้ ดยการ
วเิ คราะหส์ มดลุ มวลสาร (Mass Balance) ตามลกั ษณะของถงั ปฏิกริ ยิ า (Reactor) ทเี ลือกมาใชเ้ ป็นหน่วยบาํ บดั
นนั ๆ

6.6 การนาํ นาํ เสียทบี าํ บัดแลว้ มาใช้ประโยชน์ (Wastewater Reclamation and Reuse)

โดยปกตนิ าํ เสยี ทผี ่านการบาํ บดั แลว้ มกั จะปลอ่ ยทิงลงสแู่ หล่งนาํ ผวิ ดนิ แตใ่ นปัจจบุ นั ไดม้ กี ารนาํ นาํ
เสียทีบาํ บดั แลว้ มาใชป้ ระโยชน์ ซงึ เป็นสิงทคี วรไดร้ บั การพจิ ารณาโดยเฉพาะอยา่ งยิงในเขตทมี นี าํ ขาดแคลน
สาํ หรบั การเกษตร นาํ เสยี ทถี กู บาํ บดั แลว้ (ในบางกรณีอาจจะไมต่ อ้ งมกี ารฆา่ เชือโรค) ทีมคี ณุ ภาพเหมาะสม
อาจนาํ มาใชใ้ หม่ (Reclaimed Water) ในกจิ กรรม เชน่

- การเกษตรในการเพาะปลกู พชื ผลในสวนและไรน่ า
- การชลประทานในการปอ้ งกนั นาํ เคม็ จากทะเล และเสรมิ ปรมิ าณนาํ ใตด้ ิน
- การพาณิชยใ์ นการรดนาํ สนามกอลฟ์ สนามหญา้ สวนดอกไม้ สวนสาธารณะ
- การอตุ สาหกรรม เชน่ การลดความเยน็ (Cooling) การกอ่ สรา้ ง กระบวนการผลติ
- อนื ๆ เชน่ ใชเ้ ป็นนาํ สาํ หรบั ชกั โครก ลา้ งถนน รดนาํ ตน้ ไม้ ดบั เพลงิ

อย่างไรกต็ าม ไมน่ ยิ มใชน้ าํ เสยี ทีถกู บาํ บดั แลว้ เพือการอาบและดืมกิน (Potable Water) ในการ
ออกแบบเพือใหม้ กี ารนาํ นาํ กลบั มาใชใ้ หม่ จะมีการแยกระบบเก็บนาํ และเสน้ ท่อจา่ ยนาํ ระหวา่ งนาํ ประปาและ
นาํ ทีนาํ กลบั มาใชใ้ หม่ (Reclaimed Water) อยา่ งชดั เจน

คาํ ถามท้ายบท

1. ถา้ จะมีการสรา้ งระบบบาํ บดั นาํ เสียสาํ หรบั ชมุ ชนขนาดใหญ่ ทีมพี นื ทจี าํ กดั ระบุเกณฑ์ หรอื ปัจจยั
สาํ หรบั การพิจารณาเลอื กกระบวนการและหนว่ ยบาํ บดั ทเี หมาะสม

2. จงอธิบายการลดออกซิเจนในแหล่งรบั นาํ ทงิ จากชมุ ชนทาํ ใหเ้ กิดการเนา่ เสียของแหล่งรบั นาํ ทิง
3. ถงั รบั นาํ เสยี ใบหนงึ ซงึ ปิดสนิทและปราศจากอากาศบรรจนุ าํ ทมี ีองคป์ ระกอบของ nitrate ions, sulfate

ions และ dissolved oxygen จงอธิบายปฏกิ ิรยิ าตามลาํ ดบั ทยี อ่ ยสลายโดย bacteria และเกิดกลิน
เหมน็ หรือไม่

129

4. ในแตล่ ะขนั ตอนการบาํ บดั นาํ เสยี จาก ระบบบาํ บดั ขนั ตน้ ระบบบาํ บัดขนั ทสี อง จนกระทงั ระบบบาํ บดั
ขนั ทสี าม ระบุวา่ แตล่ ะขนั ตอนมวี ตั ถปุ ระสงคเ์ พือกาํ จดั มลสารประเภทใดเป็นหลกั พรอ้ มทงั หลกั การ
และยกตวั อยา่ งกระบวนการทีใช้

5. ยกตวั อยา่ งวธิ ีการกาํ จดั ตะกอนจากระบบบาํ บดั นาํ เสยี ชมุ ชนทีใชใ้ นประเทศไทย
6. ระบปุ ัจจยั หลกั ทใี ชใ้ นการออกแบบและเกณฑท์ ีใชใ้ นการกาํ หนดขนาดสาํ หรบั หน่วยบาํ บดั ตอ่ ไปนี

6.1) เครืองสบู นาํ และทอ่ นาํ
6.2) ตะแกรง
6.3) บอ่ ดกั กรวดทราย
6.4) การตกตะกอนขนั ตน้
6.5) ระบบตะกอนเรง่
6.6) การตกตะกอนขนั ทสี อง
7. วาดเสน้ การเปลียนแปลงระดบั ทางชลศาสตรส์ าํ หรบั ระบบบาํ บดั นาํ เสยี ในรูปทีกาํ หนดใหต้ อ่ ไปนี เรมิ
จากนาํ ออกจากตะแกรงทีระดบั อา้ งองิ ที เมตร จนถึง ถงั ตกตะกอนขนั สอง

130

บทที
การบาํ บัดนําเสยี ด้วยกระบวนการทางกายภาพ

ปฏบิ ตั ิการหน่วย (Unit Operations) เป็นหนว่ ยบาํ บดั นาํ เสยี ทมี ีใชม้ าตงั แต่เรมิ แรกของการมรี ะบบ
บาํ บดั นาํ เสยี เพราะเป็นกระบวนการทางกายภาพทีสงั เกตเุ หน็ ไดโ้ ดยตรง ปฏิบตั กิ ารหนว่ ยทีมกั จะพบในระบบ
บาํ บดั นาํ เสีย และหนา้ ทีหลกั ของหนว่ ยนนั ๆ ไดส้ รุปไวด้ งั แสดงในตาราง –1

ตาราง - ปฏิบตั กิ ารหนว่ ยทีพบไดท้ วั ไปในระบบบาํ บดั นาํ เสยี และหนา้ ทีหลกั

ปฏบิ ัตกิ ารหน่วย หน้าทหี ลกั
ตะแกรงหยาบ (Screening)
กวนผสม (Mixing) กาํ จดั ของแขง็ ขนาดใหญ่กวา่ ขนาดตาของตะแกรง โดยการดกั ของแข็งไว้
การทาํ ใหเ้ กิดฟล็อก ผสมสารเคมีตา่ งๆ หรืออากาศกบั นาํ เสยี หรือทาํ ใหข้ องแข็งแขวนลอยอยใู่ นระบบ
(Flocculation) ทาํ ใหอ้ นภุ าคขนาดเลก็ ทีแขวนลอยอย่ใู นนาํ รวมตวั กนั ใหม้ ีขนาดใหญ่ขึน เพอื ใหม้ กี าร
การตกตะกอน ตกตะกอนและจมตวั ไดด้ ีขึน
(Sedimentation) กาํ จดั ของแขง็ ทีจมตวั ได้ (Settleable Solid) หรอื ทาํ ใหส้ ลดั จข์ น้ มากขึน (Sludge
การทาํ ใหล้ อย (Flotation) Thickening)
การตดั ย่อย (Comminuting)
การกรอง (Filtration) กาํ จดั สารแขวนลอย และของแขง็ ทีมีความหนาแน่นใกลเ้ คียงกบั นาํ หรือทาํ ใหส้ ลดั จข์ น้ ขึน
การบด ตดั เพือยอ่ ยของแข็งชนิ ใหญ่ทีกรองออกจากนาํ เสียใหม้ ีขนาดเลก็ ลงใกลเ้ คียงกนั
การถา่ ยเทก๊าซ (Gas กาํ จดั ของแขง็ ทีหลงเหลือจากหน่วยบาํ บดั ทางเคมีหรือชีวภาพ หรอื กาํ จดั สาหรา่ ย
Transfer) (Algae) ทีอย่ใู นนาํ ทิงของระบบบ่อผึงแดด (Oxidation Ponds)
การระเหย (Volatilization) กาํ จดั ก๊าซจากนาํ เสีย (Gas Stripping) หรอื เตมิ อากาศลงในนาํ เสยี (Aeration) หรอื การ
เตมิ ก๊าซโอโซนลงในนาํ (Ozonation)
การดูดตดิ (Adsorption) กาํ จดั สารอนิ ทรยี ร์ ะเหยและสารอนิ ทรยี ก์ ึงระเหย (Volatile and Semi-volatile Organic

Compounds) จากนาํ เสยี
กาํ จดั สารอินทรยี ร์ ะเหยและสารอนิ ทรยี ก์ ึงระเหยจากนาํ เสีย

7.1 ตะแกรงหยาบ

ตะแกรงหยาบมกั จะเป็นหนว่ ยบาํ บดั ทีพบในระบบบาํ บดั นาํ เสีย โดยอาจจะเป็นตะแกรงหยาบ ลกู กรง
หรือแผน่ วสั ดุทีมีรูพรุน ทีมกั จะมขี นาดตาหรอื ช่องเปิดขนาดเดยี วกนั อตั ราการไหลผา่ นหน่วยตะแกรงหยาบ
โดยทวั ไปจะอยใู่ นชว่ ง – เซนตเิ มตรต่อวินาที การคาํ นวณสาํ หรบั หนว่ ยบาํ บดั แบบนจี ะเป็นการคดิ คา่
การสญู เสยี พลงั งาน (Head Loss, HL ) ของนาํ เมอื ไหลผา่ นหนว่ ยบาํ บดั โดยทคี า่ การสญู เสยี พลงั งานของนาํ ที
ไหลผ่านลกู กรงหรือตะแกรงสะอาดอาจสอบถามไดจ้ ากผูผ้ ลติ หรอื ผจู้ าํ หนา่ ย หรอื ในเบืองตน้ อาจจะประมาณได้
จากสตู รดงั ตอ่ ไปนี

7.1.1 ค่าการสญู เสียพลงั งานของนาํ ทไี หลผา่ นลกู กรงทีสะอาด ประมาณไดจ้ ากสมการต่อไปนี

HL  1.43V 2  v2  (7-1)
2g

131

โดย HL = ค่าการสญู เสียพลงั งาน (เมตร)
1.43 = คา่ สมั ประสทิ ธิประมาณการสญู เสียพลงั งานจากการเกดิ ความปันป่วน
V= ความเรว็ ของนาํ ทไี หลผา่ นช่องเปิดของลกู กรง (เมตรต่อวินาท)ี
v= ความเรว็ ของนาํ ทไี หลตน้ ทางทีไหลมายงั ชอ่ งเปิดของลกู กรง (เมตรต่อวินาท)ี
g= ความเรง่ เนืองจากแรงโนม้ ถว่ ง (เมตรต่อวนิ าที )

7.1.2 ค่าการสญู เสยี พลงั งานของนาํ ทไี หลผ่านตะแกรงถีทสี ะอาด ประมาณไดจ้ ากสมการต่อไปนี

HL  Z 1 g )  Q  2 (7-2)
(2  A 
e

โดย Z = คา่ สมั ประสิทธิของการไหลสาํ หรบั ตะแกรง

Q = คา่ อตั ราการไหลผ่านสาํ หรบั ตะแกรง (ลกู บาศกเ์ มตรตอ่ วนิ าท)ี
Ae = พืนทขี องตะแกรงทีมีผลตอ่ การกรอง (พืนทชี อ่ งเปิดทงั หมด) ซงึ จมอยใู่ ตน้ าํ
(ตารางเมตร)

คา่ ของ Z และ Ae ขึนกบั การออกแบบ เชน่ ขนาดของช่อง การแบ่งช่อง ขนาดของเสน้ ลวดและรูปแบบ
การสาน เป็นตน้ ซงึ จะตอ้ งมีการคาํ นวณจากการทดลอง อยา่ งไรกต็ าม คา่ ของ Z ทใี ชท้ วั ไปคอื .

อยา่ งไรกต็ าม คา่ การสญู เสยี พลงั งานผา่ นลกู กรงหรอื ตะแกรงทีสะอาดมกั จะมคี ่าไมม่ ากนกั แต่ค่าการ
สญู เสยี พลงั งานจะมากขนึ เมือมขี ยะมาอดุ ตนั สะสมทีลกู กรงหรือตะแกรงเพิมขึนเรอื ยๆ ซงึ การสญู เสียพลงั งาน
จะขึนกบั ปัจจยั หลายอยา่ ง เช่น ชนดิ ของของแข็งทีติดอยู่ ลกั ษณะของตะแกรง เป็นตน้ ดงั นนั จะตอ้ งมกี ารทาํ
ความสะอาดตะแกรง และลกู กรงอย่างสมาํ เสมอเพอื ไมใ่ หน้ าํ มีความเรว็ ลดลงกวา่ คา่ อตั ราเรว็ ตาํ สดุ ทีกาํ หนดไว้
คือ ประมาณ เซนตเิ มตรต่อวนิ าที

7.2 การตกตะกอน

การตกตะกอน (Sedimentation) คือการแยกของแขง็ ทีมคี วามหนาแน่นมากกวา่ นาํ ออกจากนาํ ดว้ ย
แรงโนม้ ถว่ ง การตกตะกอนและการจมตวั (Settling) โดยทวั ไปเป็นศพั ทท์ ีใชแ้ ทนกนั ได้ การตกตะกอนเกดิ ขึนได้

ลกั ษณะขึนกบั ความเขม้ ขน้ และปฏิสมั พนั ธร์ ะหว่างอนภุ าค ดงั นี
1) การตกตะกอนแบบอนุภาคเดยี ว หรอื แบบที (Discrete Particle Settling or Type I)

เป็นการตกตะกอนของอนภุ าคในนาํ ซึงมีความเขม้ ขน้ ของตะกอนนอ้ ย อนภุ าคจะจมลงโดยไมก่ ารปฏิสมั พนั ธ์
ระหวา่ งอนภุ าคมากนกั เช่น การตกตะกอนกรวดทรายออกจากนาํ เสีย

2) การตกตะกอนแบบฟลอ็ ก หรอื แบบที (Flocculation Settling or Type II) เป็นการ
ตกตะกอนของอนภุ าคแขวนลอยเจือจางทจี บั ตวั กนั (Coalesce) หรือเป็นฟล็อก ซงึ อนภุ าคจะจมตวั เรว็ ขึน
เนอื งจากการรวมตวั กนั เชน่ การตกตะกอนของตะกอนบางสว่ น หรอื สลดั จท์ ีจบั ตวั เป็นฟลอ็ ก หรอื ฟลอ็ กทีเกิด
จากการเติมสารเคมอี อกจากนาํ

3) การตกตะกอบแบบมีอปุ สรรคหรอื แบบเป็ นชนั หรอื แบบที 3 (Hindered or Zone
Settling or Type III) เป็นการตกตะกอนในกรณีทีสารแขวนลอยมีความเขม้ ขน้ มากพอ จนกระทงั แรงกระทาํ
ระหวา่ งอนภุ าคมผี ลทาํ ใหอ้ นภุ าคไมเ่ ขา้ ใกลก้ นั ขณะทีอนภุ าคเหล่านนั จมตวั ลง ทาํ ใหใ้ นระหว่างการจมตวั

132

อนภุ าคจะอยใู่ นตาํ แหน่งคอ่ นขา้ งคงทีเมอื เทยี บกบั อนภุ าครอบๆ ในกรณีนีจะเห็นชนั ของตะกอนแยกตวั ออกจาก
นาํ อย่างชดั เจน เชน่ การจมตวั ของตะกอนสลดั จใ์ นถงั ตกตะกอนขันทสี องของระบบชวี ภาพ
4) การตกตะกอนแบบอัด หรอื แบบที 4 (Compression Settling or Type IV) เป็นการ

ตกตะกอนในกรณที ีสารแขวนลอยมคี วามเขม้ ขน้ มากจนกระทงั สารแขวนลอยรวมตัวกันเป็นโครงสรา้ ง และการ
จะตกตะกอนต่อไปจะเกดิ ไดก้ ต็ ่อเมือโครงสรา้ งนนั ยบุ ตวั ลง ซงึ การยบุ ตวั ลงเกดิ จากนาํ หนกั ของตะกอนทีตกเพมิ
ลงมาสะสมอยบู่ นโครงสรา้ งของตะกอนเดิม เชน่ การการตกตะกอนของสลดั จท์ ีอยกู่ น้ ถงั ตกตะกอนและในระบบ

ทที าํ ใหส้ ลดั จข์ น้ ขึน
โดยในถงั ตกตะกอนอาจจะมมี ากกว่าหนึงกระบวนการและอาจเป็นไปไดท้ มี ที งั กระบวนการเกดิ
ต่อเนืองไปดว้ ยกนั
7.2.1 การตกตะกอนแบบอนุภาคเดียว (Discrete Particle Settling or Type I) จากหลกั การ

ของแรงฉดุ (Drag Force) ทเี ป็นผลมาจากแรงเสียดทานระหวา่ งอนภุ าคและนาํ ระหวา่ งการจมตวั ลงโดยแรงโนม้
ถว่ งทกี ระทาํ บนอนภุ าคตามหลกั กลศาสตรข์ องนวิ ตนั ความเรว็ ของการจมของอนภุ าคคงทีสดุ ทา้ ยหรอื ความเรว็
ปลาย (Terminal Velocity, Vc) ของอนภุ าค สามารถคาํ นวณไดจ้ าก

4 g ( s  )d  1 / 2
C D 
Vc   3  (7-3)


โดย Vc = ความเรว็ ปลายของอนภุ าค (เมตรต่อวินาที)
s = ความหนาแน่นของอนภุ าค (กิโลกรมั ต่อลกู บาศกเ์ มตร)
 = ความหนาแน่นของของเหลว (นาํ ) (กิโลกรมั ต่อลกู บาศกเ์ มตร)
d = เสน้ ผ่านศนู ยก์ ลางของอนภุ าค (เมตร)
CD = ค่าสมั ประสทิ ธิของการฉดุ

ค่าสมั ประสิทธิของการฉดุ จะมีคา่ แตกตา่ งกนั ตามลกั ษณะการไหลของของไหลรอบๆ อนภุ าควา่ เป็น
แบบลามินาร์ (Laminar) หรอื แบบปันป่วน (Turbulent) ซงึ ค่าสมั ประสทิ ธิของการฉดุ ของอนุภาคทรงกลม
อาจจะประมาณไดจ้ ากสมการตอ่ ไปนี ในกรณีทีคา่ ตวั เลขเรยโ์ นลดส์ (Reynolds Number, NR) อยใู่ นชว่ งของ
0.2 < NR < ซึงเป็นชว่ งระหวา่ งการไหลแบบลามินารแ์ ละแบบปันป่วน (Transitional Flow)

CD  24  3  0.34 (7-4)
NR N 1/2 (7-5)

R

และ NR  VC d 


โดย  = ความหนืดไดนามขิ องของเหลว (นาํ ) (Dynamic Viscosity)
(กิโลกรมั ตอ่ เมตรต่อวินาที หรือ นิวตนั -วินาทตี อ่ ตารางเมตร)

สาํ หรบั ช่วงของ - < NR < 0.2 ซงึ เป็นช่วงการไหลแบบลามินาร์ สมการ ( -4) จะลดรูปลงเป็น

CD  24 (7-6)
NR

เมอื แทนคา่ CD จากสมการ ( - ) ลงในสมการ ( - ) จะไดค้ ่าความเรว็ ปลายของอนุภาคคือ

133

Vc  g(s  )d 2 (7-7)
18

สาํ หรบั ชว่ งของ < NR < , ซงึ เป็นชว่ งระหว่างการไหลแบบปันป่วน คา่ CD จะคงทอี ยทู่ ี

ประมาณ . ดงั นนั คา่ ความเรว็ ปลายของอนภุ าคคือ

1.74 g (    )d 1 / 2
  
Vc  s  (7-8)

ส่วนชว่ ง NR > 10,000 นนั คา่ CD จะลดลงจนมคี ่าประมาณ . อย่างไรก็ตาม การไหลทีมคี า่
ตวั เลขเรยโ์ นลดสส์ งู ขนาดนมี กั จะไมพ่ บในหนว่ ยตกตะกอน
ในการออกแบบถงั ตกตะกอน โดยทวั ไปจะมกี ารเลือกอนภุ าคทีมคี ่าความเรว็ ปลาย (Vc) ขึนมากอ่ น

เพอื ทีจะออกแบบใหถ้ งั ตกตะกอนสามารถกาํ จดั หรือตกตะกอนอนภุ าคทีมคี า่ Vc สงู กวา่ หรอื เทา่ กบั ค่า Vc ที
เลอื กไว้ ซงึ จะไดค้ วามสมั พนั ธร์ ะหว่าง Vc และอตั ราการไหลของนาํ ทีผา่ นออกจากถงั ตกตะกอน (Q) ดงั นคี อื

VC  Q (7-9)
A

โดย Q = อตั ราการไหลของนาํ ทีผา่ นออกจากถงั ตกตะกอน (ลกู บาศกเ์ มตรต่อวินาท)ี
 = พืนทหี นา้ ตดั ของถงั ตกตะกอน (ตารางเมตร)
Vc = ความเรว็ ปลายของอนภุ าค (เมตรตอ่ วนิ าที) หรอื กค็ ืออตั รานาํ ลน้ (Overflow Rate)
(ลกู บาศกเ์ มตรต่อตารางเมตรต่อวนั )
จะเห็นวา่ อตั รานาํ ลน้ (Overflow Rate) หรือเรียกวา่ อตั ราแบกรบั ของพืนทผี ิว (Surface-Loading
Rate) ซงึ กค็ ือ Vcทเี ลอื กไวน้ นั เองเป็นคา่ พนื ฐานของการออกแบบ
ในถงั ตกตะกอนรูปสีเหลยี มทมี กี ารไหลผา่ นในแนวราบ การจมตวั ของอนภุ าคจะมีทงั องคป์ ระกอบของ
ความเรว็ ในแนวราบและแนวดิงดงั แสดงในรูปที -

นาํ ไหลเข้า นําไหลออก
(Q) พืนทผี วิ , A (Q)

Vd h
Vp
บ ิรเวณ ํนาเ ้ขา (Inlet Zone)
บ ิรเวณ ํนาออก (Outlet Zone)HVd
h VC=Vp

Vd
Vp

ชันของสลดั จ์

l
L

รูปที -1 องคป์ ระกอบของความเรว็ ในแนวราบและแนวดิงในการจมตวั ของอนภุ าคในถงั

ตกตะกอนสีเหลยี มสมมตุ ิ

134

ระยะทางทีอนภุ าคเดินทางไปได้ (l) คาํ นวณจาก

l  tVd  tQ (7-10)
HW

โดย l = ระยะทางทีอนภุ าคเดนิ ทางไปได้ (เมตร)

t = เวลาทเี ดนิ ทาง (วินาท)ี
H = ความลึกของนาํ (เมตร)
W = ความกวา้ งของถงั ตกตะกอน (เมตร)
Vd = อตั ราเรว็ ของอนภุ าคในแนวราบ (เมตร)

ระยะทางทีอนภุ าคเดนิ ทางไปไดใ้ นแนวดิง (h) คาํ นวณจาก (7-11)

h  tVp

โดย h = ระยะทางทีอนภุ าคเดินทางไปไดใ้ นแนวดิง (เมตร)
Vp = อตั ราเรว็ ของอนภุ าคในแนวดิง (เมตร)

ดงั นนั เวลาในการจมตวั ลกึ ลงไปเป็นระยะทาง h คือ

t  h (7-12)
Vp

แทนค่าสมการ ( - ) ลงในสมการ ( - )

l  hQ (7-13)
Vp HW

ดงั นนั ถา้ อนภุ าคทมี ีความเรว็ ปลาย (Vc) ทกุ อนภุ าคจะตกตะกอนภายในถงั ตกตะกอนทงั หมด จะไดว้ ่า
อตั ราเรว็ ของอนภุ าคในแนวดิง (Vp) มีคา่ เทา่ กบั ความเรว็ ปลาย (Vc) ระยะทางทีอนภุ าคเดินทางไปได้ (l ) มคี า่
เทา่ กบั คา่ ความยาวของถงั ตกตะกอน (L) และระยะทางทีอนุภาคเดินทางไปไดใ้ นแนวดิง (h) มคี ่าเทา่ กบั ความ
ลกึ ของนาํ (H) ดงั นี

L  Q (7-14)
VCW

หรือ

VC  Q  Q (7-15)
LW A ทาํ ใหม้ อี ตั ราแบกรบั ของพืนทผี ิว
ในกรณีนี จะเห็นไดว้ า่ พนื ทหี นา้ ตดั ของถงั ตกตะกอนทีมากขึน
(Surface-Loading Rate) นอ้ ยลงหรือกค็ ือสามารถตกตะกอนอนภุ าคทีมีความเรว็ ปลายนอ้ ยลง และการ

ตกตะกอนไม่ไดข้ ึนกบั ความลกึ ของถงั ตกตะกอน อยา่ งไรกต็ าม ระยะเวลากกั เก็บ (Retention Time, ) จะ
ขึนกบั ความลกึ ของนาํ ดงั นี

  AH (7-16)
Q

โดย  = ระยะเวลากกั เก็บ (วินาท)ี

135

ในความเป็นจรงิ ความลกึ ของถงั ตกตะกอนมคี วามสาํ คญั เพราะถา้ สดั สว่ นของความยาวและความลกึ
นอ้ ยเกินไปมากอาจทาํ ใหก้ ารไหลเกิดการไหลไม่ทัวถงึ (Short Circuiting) ทาํ ใหป้ ระสทิ ธิภาพลดลง ถา้ ตืน
เกนิ ไป จะทาํ ใหต้ ะกอนทตี กลงไปฟ้งุ กลบั ขึนมาได้

ความลกึ ของถงั ตกตะกอนเมือเทยี บกบั ขนาดของถงั ตกตะกอนขนาดตา่ งๆ ไดแ้ สดงไวใ้ นตาราง -

ตาราง - ความลึกของถงั ตกตะกอนเมือเทยี บกบั ขนาดของถงั ตกตะกอน

ความยาว หรอื เส้นผา่ น ความลึกของนําตาํ สุด ความลึกของชันสลดั จ์ ความลกึ น้อยทีสุด
ศนู ยก์ ลางของถังตกตะกอน ของถังตกตะกอน
(เมตร) (เมตร)
(เมตร) (เมตร)
1.8 0.6
ถงั สเี หลียม 1.8 – 2.1 0.6 2.4
ขนาดเลก็ กว่า เมตร 2.1 – 2.4 0.9 2.4 – 2.7
15 - 30 2.4 – 2.7 1.2 3.0 – 3.3
30 - 45 3.6 – 3.9
45 - 60 2.0 0.6
2.0 – 2.3 0.6 2.6
ถังกลม 2.3 – 2.6 0.9 2.6 – 2.9
2.6 – 2.9 1.2 3.2 – 3.5
ขนาดเล็กกว่า เมตร 3.8 – 4.1
15 - 30
30 - 45
45 - 60

ตวั อย่าง -1 คาํ นวณค่าความเรว็ ปลายของอนภุ าคของอนภุ าคทรายทรงกลมทีมขี นาดเสน้ ผ่านศนู ยก์ ลาง .
มิลลิเมตร และมคี า่ ความถ่ววงจาํ เพาะ . ทีจมตวั ลงในนาํ ทีอณุ หภูมิ องศาเซลเซียส

วธิ ีทาํ ) ขนั แรกสมมตุ ิว่าเป็นการไหลแบบแบบลามินาร์ โดยจะคาํ นวณคา่ ความเร็วปลาย (Vc) จากสมการ

( . ) โดย ความหนดื ไดนามิก () ของนาํ ที องศาเซลเซยี สเท่ากบั . x - กิโลกรมั ต่อเมตรต่อวินาที ความ

หนาแนน่ ของนาํ ที องศาเซลเซียสเท่ากบั กิโลกรมั ตอ่ ลกู บาศกเ์ มตร

Vc  g(s  )d 2
18

 9.81(m - s-2 )  (2650  997)(kg - m-3 )  (0.4 103 )2 (m 2 )
18  8.90 104 (kg  s1  m 1 )

 0.162 m - s-1

) นาํ ค่าความเรว็ ปลาย . เมตรตอ่ วินาทีทีคาํ นวณไดม้ าหาค่าตวั เลขเรยโ์ นลดส์ (NR) ดว้ ยสมการ ( - )
เพอื ตรวจสอบสมมตุ ิฐานวา่ เป็นการไหลแบบแบบลามินาร์

NR  Vcd   0.162(m-s1)  0.4 103(m)  997(kg-m-3)
 8.90 104 (kg  s1  m1)

 72.6

จะเหน็ ว่า ค่า 0.2 < NR < ซึงยงั เป็นชว่ งระหวา่ งการไหลแบบลามินารแ์ ละแบบปันป่วน

136

) คาํ นวณค่าสมั ประสทิ ธิของการฉดุ จากสมการ (CD ) (7-4)

CD  24  3  0.34  24  3  0.3  0.67
NR N 1/2 72.6 72.61/ 2

R

) คาํ นวณคา่ ความเรว็ ปลาย (Vc) ซาํ อกี ครงึ แต่คาํ นวณจากสมการ ( . )

Vc  4 g(s  )d 1/ 2
 CD  
 3 

 4 9.81(m - s -2 )  (2650  997)(kg - m -3 )  (0.4  10 3 )(m) 1/ 2
 3 0.67  997(kg - m -3 ) 
   

 0.114 m - s-1
) นาํ ค่าความเรว็ ปลาย . เมตรต่อวินาทีทีคาํ นวณไดม้ าคาํ นวณซาํ ในขนั ตอนที ) ) และ ) จะได้

คา่ ตวั เลขเรยโ์ นลดส์ (NR)  51.1

คาํ นวณคา่ สมั ประสทิ ธิของการฉดุ (CD )  0.81

และค่าความเรว็ ปลาย (Vc)  0.103 m - s-1

นาํ ค่าความเรว็ ปลาย . เมตรตอ่ วินาทีทีคาํ นวณมคี ่าใกลเ้ คียงกบั คา่ . เมตรตอ่ วินาทีทีคาํ นวณได้

ในรอบแรก จงึ สรปุ ว่าเป็นการไหลในช่วงระหวา่ งการไหลแบบลามินารแ์ ละแบบปันป่วนและมีความเร็วปลาย

เทา่ กับ . เมตรต่อวินาที

7.2.2 การตกตะกอนแบบฟล็อก หรือแบบที (Flocculation Settling or Type II) การ
วเิ คราะหก์ ารจมตวั ในลกั ษณะนจี ะใชก้ ารศกึ ษาจากการจมตวั ในกระบอก ขนาดของกระบอกควรจะมีขนาดเสน้
ผา่ นศนู ยก์ ลางเทา่ ใดก็ไดแ้ ต่ควรจะมคี วามสงู เทา่ กบั ความลกึ ของถงั ตกตะกอน โดยปลอ่ ยใหต้ กตะกอนโดยไมม่ ี
การรบกวน

ในกรณีตวั อยา่ งนีจะใชก้ ระบอกขนาดเสน้ ผ่านศนู ยก์ ลาง เซนติเมตร และมจี ดุ เกบ็ ตวั อย่างทกุ ๆ
เซนตเิ มตร ในกระบอกทมี คี วามสงู รวมประมาณ เมตร (ดงั รูปที - ) นาํ เสยี ทมี สี ารแขวนลอยจจะถกู เติมเขา้ ไป
ในกระบอก โดยทใี หม้ คี วามเขม้ ขน้ ของสารแขวนลอยเทา่ กนั ตลอดความลกึ ของกระบอก จากนนั จึงปล่อยใหม้ ี
การจมตวั โดยไมม่ กี ารรบกวน จะทาํ การเก็บตวั อยา่ งจากจดุ เก็บตวั อยา่ ง ณ เวลาต่างๆ เชน่ ทกุ ๆ นาที เพอื
วิเคราะหค์ า่ ของแข็งแขวนลอย (Suspended Solids) และนาํ ไปคาํ นวณค่าเปอรเ์ ซนตข์ องของแข็งแขวนลอยที
ลดลงในเวลาต่างๆ เทยี บกบั เวลาเริมตน้ (R) คา่ R ทคี าํ นวณไดจ้ ากเวลาตา่ งๆ จะถกู นาํ ไปวาดกราฟทีระดบั
ความลึก แลว้ ลากเสน้ ความกาํ จดั เท่า (Isoremoval Line) โดยกาารต่อจดุ ทีมีคา่ R เทา่ กนั (ดงั รูปที - )

ขอ้ มลู ทีไดจ้ ะนาํ ไปทาํ การคาํ นวณปรมิ าณของแข็งทีถกู กาํ จดั ออกดงั นี

เปอรเ์ ซนตข์ องแขง็ ทีถกู กาํ จดั = m1  hn  Rn  Rn1  (7-17)
hm 2
n1

โดย hm = ระดบั ความลกึ รวม (เมตร)

hn = ระดบั ความลึกระหว่างเสน้ ความกาํ จดั เทา่ (เมตร)

137

ตวั อย่าง - คาํ นวณเปอรเ์ ซนตข์ องแขง็ ทถี กู กาํ จัด โดยใช้ขอ้ มูลจากรูปที -

รูปที -2 กระบอกตกตะกอนและกราฟการจมตวั ของฟล็อกในกระบอก

ถา้ ถงั ตกตะกอนมคี วามลกึ เท่ากบั กระบอกตกตะกอน คอื h5 ดงั แสดงในรูปที - และเวลากกั เก็บเท่ากบั t2
ปริมาณของแข็งทีถกู กาํ จดั ทงั หมดจากกราฟในรูปที - สามารถคาํ นวณไดด้ งั นี

hn  Rn  Rn1 = เปอรเ์ ซนตข์ องแขง็ ทีถกู กาํ จดั
h5 2 = 6.00
= 10.00
0.20  100  80 = 13.00
3.00 2 = 33.00

0.40  80  70 = 62.00
3.00 2

0.60  70  60
3.00 2

1.80  60  50
3.00 2

m1  hn  Rn  Rn1 
hm 2
n1

ดังนัน สาํ หรบั กรณนี ี อัตราการกาํ จดั ของของแข็งคิดเป็ น . เปอรเ์ ซนต์

จะไดว้ า่ คา่ ความเรว็ ของการจมตวั (Settling Velocity, VC) คาํ นวณไดจ้ าก

Vc  hm (7-18)


138

ดงั นนั สาํ หรบั ตวั อย่างนี ถา้ เวลากกั เกบ็ (t2) ของถงั ตกตะกอนในรูปที - เทา่ กบั นาที ค่าความเรว็
ของการจมตวั หรอื กค็ ือและอตั ราการไหลของนาํ ทผี ่านออกจากถงั ตกตะกอน มีคา่ เป็น

Vc  hm  hm  3.00 = . เมตรตอ่ นาที
 t2 40

ในการนาํ ไปใชจ้ รงิ เพือใหไ้ ดอ้ ตั ราการกาํ จดั ของแขง็ เทา่ กบั ทีไดม้ ีคา่ ใกลเ้ คยี งกบั คา่ ทีทดลองไดใ้ น
หอ้ งปฏบิ ตั กิ าร อตั ราการไหลของนาํ ทีผ่านออกจากถงั ตกตะกอนจรงิ จะไดจ้ ากการคณู อตั ราการไหลของนาํ ที
ผ่านออกจากถงั ตกตะกอนจากการทดลองดว้ ยค่า . – . และค่าระยะเวลากกั เก็บจรงิ จะไดจ้ ากการคณู คา่

ระยะเวลากกั เก็บจากการทดลองดว้ ยคา่ . – . ซงึ พืนทขี องถงั ตกตะกอนจะสามารถคาํ นวณไดจ้ ากสมการ
(7-15)

7.2.3 การตกตะกอบแบบมอี ปุ สรรคหรือแบบเป็ นชนั หรือแบบที 3 (Hindered or Zone
Settling or Type III) การคาํ นวณอตั ราการจมตวั แบบนีสามารถทาํ ไดโ้ ดยการสงั เกตกุ ารตกตะกอนในกระบอก
ตวงขนาด ลติ ร นาํ ตวั อยา่ งทีมคี วามเขม้ ขน้ ของตะกอนเป็น C จะถกู เตมิ ลงในกระบอกตวงจนถึงขีดวดั สงู สดุ
จากนนั เกบ็ ขอ้ มลู ของตาํ แหน่งของรอยตอ่ ระหว่างนาํ และชนั ของตะกอนทีเวลาตา่ งๆ ผลทีไดจ้ ะนาํ มาวาดกราฟ
ระหวา่ งตาํ แหนง่ ของเสน้ รอยตอ่ และเวลา ดงั แสดงในรูปที - จะเห็นว่าความเรว็ ของอตั ราการจมตวั จะลดลง
เรือยๆ ชว่ งทเี ขา้ สจู่ ดุ หกั เหของเสน้ กราฟจะเป็นชว่ งทีมกี ารตกตะกอนแบบที เป็นจดุ ทีมคี ่าความเขม้ ขน้ Cr ซงึ
หาไดโ้ ดยการลากเสน้ สมั ผสั (Tangential Line) จากช่วงของการตกตะกอนแบบที และ (เสน้ หมายเลข
และ ในรูปที - ) ณ จดุ ทเี สน้ สมั ผสั ทงั สองตดั กนั แบง่ ครงึ มมุ ของเสน้ ตดั แลว้ ลากเขา้ หาเสน้ กราฟ (เสน้
หมายเลข ในรูปที - ) จะไดจ้ ดุ Cr และเกดิ ขึนทรี ะดบั Hr และทเี วลา tr ดงั แสดงในรูปที -

ความ ูสงของเ ้สนรอย ่ตอระห ่วางนําและ ัชนตะกอน (เมตร) H0

การตกตะกอนแบบที 1
การตกตะกอนแบบที 2

Hr 2 Cr การตกตะกอนแบบที 3
Hu 5 การตกตะกอนแบบที 4
16 4
3
tr tu เวลา (วนิ าท)ี

รูปที -3 กราฟวเิ คราะหก์ ารตกตะกอนแบบที จากการสงั เกตกุ ารตกตะกอนในกระบอก

139

พืนทผี วิ ของถงั ทาํ ขน้ สลดั จ์ (A) สามารถคาํ นวณไดจ้ าก

A  Qtu (7-19)
H0

โดย A = พืนทผี ิวของถงั ทาํ ขน้ สลดั จ์ (Sludge Thickening) (ตารางเมตร)
Q = อตั ราการไหลของนาํ เขา้ สถู่ งั ทาํ ขน้ (ลกู บาศกเ์ มตรตอ่ วินาท)ี
H0 = ความสงู ของของรอยตอ่ ระหวา่ งนาํ และชนั ของตะกอนเรมิ ตน้ (เมตร)
tu = เวลาทีไดค้ า่ ความเขม้ ขน้ ของตะกอนทีตอ้ งการ (วนิ าท)ี

ซงึ tu จะสามารถหาไดจ้ ากการกาํ หนดคา่ ความเขม้ ขน้ ของสลดั จท์ ีจะระบายออกจากถงั ตกตะกอน
(Underflow Concentration, Cu) ทตี อ้ งการ ก่อน จากนนั จงึ คาํ นวณคา่ Huจากสตู ร

Hu  C0H 0 (7-20)
Cu

โดย Hu = ระดบั ความสงู ทีตะกอนมคี วามเขม้ ขน้ ตามคา่ ทีกาํ หนด (เมตร)
C0 = ความเขม้ ขน้ ของตะกอนเรมิ ตน้ (มลิ ลิกรมั ตอ่ ลติ ร)
Cu = ความเขม้ ขน้ ของตะกอนทจี ะระบายออกจากถงั ตกตะกอน (มลิ ลกิ รมั ต่อลิตร)

ขนั ตอ่ มาลากเสน้ สมั ผสั กับจดุ Cr (เสน้ หมายเลข ในรูปที - ) จากนนั ลากเสน้ ขนานแกนเวลาจากจดุ
Hu มาตดั กบั เสน้ สมั ผสั จดุ Cr ทลี ากไว้ (เสน้ หมายเลข ในรูปที - ) จุดตดั ของเสน้ ทงั สองใหล้ ากเสน้ ดิงมาตดั
แกนเวลา (เสน้ หมายเลข ในรูปที - ) ซึงจดุ ตดั บนแกนเวลาคือค่า tu

คา่ พืนทผี วิ ทคี าํ นวณไดจ้ ากสมการ (7-19) จะตอ้ งนาํ ไปเปรยี บเทยี บกับค่าทีคาํ นวณไดจ้ ากการ
ตกตะกอนแบบที แลว้ เลอื กค่าทสี งู กวา่ มาใชใ้ นการก่อสรา้ ง ดงั แสดงในตวั อยา่ ง -

ตวั อย่าง - การวิเคราะหก์ ารตกตะกอนของสลดั จจ์ ากระบบแอกทิเวเตด็ สลดั จไ์ ดก้ ราฟดงั แสดงในรูป

140

คา่ ความเขม้ ขน้ ของสลดั จเ์ ริมตน้ คือ , มลิ ลกิ รมั ต่อลิตร ระดบั ความสงู ของรอยต่อระหว่างนาํ และชันตะกอนเริมตน้

คือ เซนตเิ มตร จงคาํ นวณขนาดพืนทขี องถงั ตกตะกอนขนั ทสี องของระบบแอกทิเวเตด็ สลดั จน์ ีเพือใหไ้ ดค้ า่ ความ

เขม้ ขน้ ของสลดั จท์ ีจะระบายออกจากถงั ตกตะกอนเป็น , มลิ ลิกรมั ตอ่ ลติ ร โดยมีนาํ ไหลเขา้ ระบบ ลกู บาศก์

เมตรต่อวนั และคาํ นวณภาระแบกรบั ของแข็ง (Solid Loading) ในหน่วย กิโลกรมั ต่อเมตรต่อวนั รวมทงั ค่าอตั ราการไหล

ของนาํ ทีผ่านออกจากถงั ตกตะกอน (Overflow Rate) ในหน่วย ลกู บาศกเ์ มตรตอ่ ตารางเมตรต่อวนั

วธิ ีทาํ ขนั แรกใชส้ มการ ( - ) เพอื หาคา่ ระดบั ความสงู ทีตะกอนมคี วามเขม้ ขน้ ตามค่าทีกาํ หนด (Hu)

Hu  C0 H 0  3000(mg - L-1 )  0.6(m)  0.18m
Cu 1000(0mg - L-1 )

จากนนั ลากเสน้ ขนานแกนเวลาจากจดุ Hu ทีคาํ นวณไดม้ ตดั กบั เสน้ สมั ผสั จดุ Cr จากจดุ ตดั ระหวา่ เสน้ ทงั

สอง ลากเสน้ ดิงมายงั แกนเวลาเพือหาค่า tu จากกราฟ ซงึ จากรูปจะไดค้ ่า tu ประมาณ นาที ดงั นันพนื ทสี ามารถ

คาํ นวณไดจ้ ากสมการ ( - )

A Qtu  360(m3 - d -1)  31(min)  13m2
H0 0.6(m)  60(min- hr -1 )  24(hr - d-1)

ดงั นันพืนทขี องถังตกตะกอนคอื ตารางเมตร (ถา้ เป็นถงั กลมจะมีเสน้ ผ่านศนู ยก์ ลางประมาณ . เมตร)

ขนั ต่อมาจงึ ทาํ การเปรียบเทียบค่าพืนทที ีคาํ นวณไดข้ องถงั ทาํ ขน้ กบั พืนทีของถงั ตกตะกอนสาํ หรบั กระบวนการ

ทาํ นาํ ใสเท่านนั (Clarifier) ซงึ ความเร็วของกาารจมตวั สาํ หรบั ตะกอนแบบนี (Vc) จากรูป จะไดจ้ ากความชนั ของเสน้
สมั ผสั จากช่วงของการตกตะกอนแบบที ซงึ จากรูป

Vc  H  0.3(m)  0.02m - min -1
t 13(min)

จากนนั คาํ นวณอตั ราการไหลของนาํ ทีผ่านออกจากถงั ตกตะกอนสาํ หรบั กระบวนการทาํ นาํ ใสเทา่ นนั (Qc) ซงึ

จะเป็นสดั ส่วนกบั ปรมิ าตรของของเหลวทีอยเู่ หนอื ชันตะกอนมีความเขม้ ขน้ ตามค่าทีกาํ หนด (Hu) ซงึ คาํ นวณไดจ้ าก

Qc  360(m 3 - d -1 )   0.6(m) - 0.18(m)   252m 3 - d -1
0.6(m)

พืนทขี องถงั ทาํ นาํ ใส (Ac) กค็ ือ

Ac  Qc  252(m3 - d-1 )
Vc 0.02(m - min -1 )  60(min- hr -1 )  24(hr - d-1)

 8.75m2

เพราะฉะนนั พืนทที ีตอ้ งการทีคาํ นวณไดค้ อื ตารางเมตรซงึ เป็นค่าพืนทที ีมากกว่า
อตั ราภาระแบกรบั ของแข็ง (Solid Loading Rate) ในหน่วย กิโลกรมั ต่อเมตรต่อวนั

 360(m 3 - d -1)  3000(mg - L-1) 1000(L - m-3 ) 10-6 (kg - mg -1 )
13m 2

 83.1kg - m-2 - d -1

เพราะฉะนนั อตั ราภาระแบกรบั ของแขง็ คอื . กโิ ลกรมั ตอ่ ตารางเมตรต่อวนั

ค่าอตั ราการไหลของนาํ ทผี า่ นออกจากถงั ตกตะกอนในหนว่ ย ลกู บาศกเ์ มตรต่อตารางเมตรตอ่ วนั (ซึงก็คือคา่

เดยี วกบั อตั ราภาระแบกรบั ทางชลศาสตร์ (Hydraulic-Loading Rate))

 360(m3 -d -1 )  27.7 m3  27.7 m
13m2 m2 -d d
เพราะฉะนนั ค่าอตั ราการไหลของนาํ ทีผ่านออกจากถงั ตกตะกอน คือ 27.7 ลกู บาศกเ์ มตรต่อตารางเมตรตอ่ วนั

141

7.2.4 การตกตะกอนแบบอดั หรอื แบบที 4 (Compression Settling or Type IV) พืนทขี องถงั
ตกตะกอนสาํ หรบั การตกตะกอนแบบนีอาจใชก้ ารคาํ นวณเช่นเดียวกบั การตกตะกอนแบบที ส่วนความลกึ ของ
ชนั สลดั จ์ อาจคาํ นวณจาก

H t  H   (H 2  H  )ei(tt2 ) (7-21)

โดย Ht = ระดบั ความสงู ของสลดั จท์ เี วลา t (เมตร)
H∞ = ระดบั ความสงู ของสลดั จห์ ลงั จากช่วงเวลานานๆ เชน่ ชวั โมง (เมตร)
H2 = ระดบั ความสงู ของสลดั จท์ เี วลา t2 (เมตร)
i= คา่ คงทีจาํ เพาะของแต่ละตวั อยา่ ง

จะเห็นไดว้ า่ ขอ้ มลู ทีนาํ มาใชใ้ นการคาํ นวณสาํ หรบั การตกตะกอนแบบต่างๆ ทีนาํ เสนอในทีนี จะเป็น
การปล่อยใหต้ ะกอนจมตวั โดยไมม่ กี ารรบกวน (Quiescent) อย่างไรกต็ าม ในการปฏิบตั ิจรงิ สาํ หรบั การ
ตกตะกอนในแบบที และ การกวนอย่างเบาๆ อาจจะทาํ ใหต้ ะกอนมกี ารจบั ตวั กนั ดขี ึน ซงึ การทดสอบหาค่า
พลงั งานทเี หมาะสมในการกวนจะทาํ ไปพรอ้ มกบั การทดสอบการจมตวั ของตะกอน

7.3 การทาํ ให้ลอย

เป็นการแยกอนภุ าคของแขง็ และของเหลวทีไม่ละลายนาํ โดยการเป่าฟองอากาศเขา้ ไปในนาํ อนภุ าค
จะติดอยกู่ บั ผวิ ของฟองอากาศ และลอยตวั ขึนพรอ้ มกบั ฟองอากาศสะสมอยทู่ ีผิวเป็นชนั หรือเป็นฝา้ ขอ้ ดีคือทาํ
ใหอ้ นภุ าคทีแขวนลอยอย่ถู กู กาํ จดั ไดใ้ นเวลาอนั สนั อนภุ าคทีลอยขึนมาจะถกู รวบรวมโดยการกวาดผิว

(Skimming) ส่วนอนภุ าคทจี มถา้ ไมไ่ ดถ้ กู กาํ จดั ต่างหาก จะถกู กวาดออกจากพืนถงั (Rake) การเตมิ ฟองอากาศ
อาจทาํ ไดโ้ ดย
- วิธี Dissolved-Air Flotation (DAF) โดยการเตมิ อากาศสขู่ องเหลวทีอยภู่ ายใตค้ วามดนั
(ประมาณ – กิโลปาสคาล) จากนนั จงึ ลดความดนั ของของเหลวลงส่รู ะดบั ความดนั

บรรยากาศ ทาํ ใหอ้ ากาศในของเหลวถกู ปลดปลอ่ ยออกมาเป็นฟองเล็กๆ เป็นวธิ ีทีใช้
แพรห่ ลาย
- วธิ ี Air Flotation โดยการเตมิ อากาศเขา้ ส่ขู องเหลวโดยตรง วธิ ีนีโดยทวั ไปประสทิ ธิภาพจะ

ตาํ เพราะฟองอากาศทีไดจ้ ะมขี นาดใหญ่ ทาํ ใหพ้ ืนทผี ิวสมั ผสั มนี อ้ ย
- วิธี Vacuum Flotation ทาํ ไดโ้ ดยการทาํ ใหน้ าํ อิมตวั ดว้ ยอากาศก่อน แลว้ จึงเขา้ ส่รู ะบบ
สญู ญากาศ ทาํ ใหอ้ ากาศทีละลายอยใู่ นนาํ แยกตวั ออกมาเป็นฟอง
หน่วยบาํ บดั ชนดิ นี นอกจากใชท้ าํ ขน้ สลดั จท์ มี ีความหนาแนน่ ตาํ กว่าหรอื ใกลเ้ คยี งกบั นาํ แลว้ ยงั มี
ประโยชนใ์ นการกาํ จดั อนภุ าคไขมนั ทีแขวนลอยอยใู่ นนาํ ซงึ ไมส่ ามารถกาํ จดั ในถงั ดกั ไขมนั ได้ เช่น ในนาํ เสียจาก
หอ้ งครวั ขนาดใหญ่ เป็นตน้ นาํ เสยี อาจจะถกู ทาํ ใหเ้ ป็นฟล็อกกอ่ นเขา้ ส่หู นว่ ยบาํ บดั นี ซงึ อาจจะทาํ ไดโ้ ดยวิธีทาง
เคมี หรือกายภาพ ชนิดของถงั สาํ หรบั หนว่ ยบาํ บดั ชนดิ นี จะมีทงั แบบสีเหลยี มและวงกลม เช่นเดียวกบั ถงั

ตกตะกอน ถังแบบสีเหลยี มจะสะดวกกวา่ ในคาํ นวณและออกแบบเพือการเพมิ ขนาด (Scale-Up) รวมใชพ้ ืนที
นอ้ ยกวา่ โดยทวั ไปถงั สเี หลียมจะมคี วามลึกประมาณ . เมตร และมีอตั รานาํ ลน้ (Overflow Rate) ในชว่ ง
– เมตรตอ่ วนั ขึนกบั นาํ ทจี ะบาํ บดั ภายในถงั จะมีแผ่นกนั (Baffle) วางเอยี งประมาณ องศา เพือนาํ ให้

142

ฟองอากาศไปสะสมอย่ทู ีผวิ และเพือลดความเรว็ ของนาํ และลดการรบกวนฟลอ็ กทีลอยอยู่ ระยะเวลากกั เกบ็
โดยทวั ไปจะอยใู่ นราว – นาที ขึนอยกู่ บั อตั ราภาระบรรทกุ (Loading rate) และความลกึ ของถงั ตาราง -

จะเป็นการเปรยี บเทยี บหนว่ ยกาํ จดั อนภุ าคแบบตกตะกอนและแบบทาํ ใหล้ อยดว้ ยวิธี Dissolved-Air
Flotation (DAF)

ตาราง - ขอ้ เปรียบเทยี บบางประการระหว่างหนว่ ยกาํ จดั อนภุ าคแบบตกตะกอนและแบบทาํ ใหล้ อย

ดว้ ยวธิ ี Dissolved-Air Flotation (DAF)

ความสามารถในการกาํ จดั ตะกอนทีหนัก ถงั ตกตะกอน ระบบ DAF
ความเหมาะสมในการใชก้ บั นาํ ทีมีสาหรา่ ย ได้ ไมไ่ ด้
ความง่ายในการรเิ ริม (Start Up) และปิดเปิดระบบขณะ เหมาะ
ทาํ งาน ไม่เหมาะ
ความชาํ นาญของผคู้ วบคมุ และดาํ เนินระบบ ง่าย ง่ายและทาํ ไดท้ นั ที
ระยะเวลากกั เก็บ
ตาํ สงู
คา่ ลงทนุ สงู ตาํ
คา่ การดาํ เนินการ สงู - ปานกลาง ปานกลาง – ตาํ
ปานกลาง - ตาํ ปานกลาง – สงู

7.4 การตดั ย่อย

การตดั ย่อย เป็นการลดขนาดหรือปรมิ าตรของของแขง็ ใหม้ ขี นาดเลก็ ลงและมขี นาดสมาํ เสมอ มกั เป็น
ของแข็งทเี น่าเปือยได้ เช่น เศษเนือปลากระดูก เป็นตน้ หรือเศษไม้ ในทางทฤษฎกี ารตดั ยอ่ ยเป็นระบบทางเลือก
ของการกรองหยาบ อยา่ งไรก็ตาม เศษของของแขง็ ทีถกู ตดั ยอ่ ยแลว้ อาจจะยงั ก่อปัญหากบั หนว่ ยบาํ บดั ถดั ไป
โดยเฉพาะในหนว่ ยบาํ บดั ทีมกี ารปันกวน เชน่ ถงั เติมอากาศ หรอื ถงั กวน เพราะของแข็งทีถกู ตดั ยอ่ ยมักระ
รวมตวั กนั เป็นเสน้ เมือมกี ารกวนผสม และทาํ ใหเ้ กิดการอดุ ตนั ทีหวั จ่ายอากาศ หรอื สว่ นอนื ๆ ของระบบได้
เครืองตดั ย่อยทีใชจ้ ะมีหลายชนดิ ขึนกบั ผูผ้ ลิต อาจจะเป็นชนิดอยกู่ บั ทีหรอื เคลือนทีได้

โดยทวั ไป กอ่ นถงึ หน่วยการตดั ยอ่ ย นาํ เสยี จะผา่ นการกรองหยาบเพือยืดอายกุ ารใชง้ านของเครืองตดั
ย่อย และลดการสึกหรอของใบมดี หรอื เครืองตดั ค่าการสญู เสียพลงั งาน (Headloss) อาจจะอยใู่ นช่วง . – .
เมตร ในหนว่ ยตดั ยอ่ ยขนาดใหญ่ ค่าทใี ชใ้ นการออกแบบตา่ งๆ เช่น ขนาดความจุ และพลงั งานทีใช้ เป็นตน้ จะ
เป็นคา่ ทีไดม้ าจากผผู้ ลิตจาํ หน่าย และมกั จะเป็นคา่ ทีทดสอบในนาํ สะอาด ดงั นนั ประสทิ ธิภาพตา่ งๆ อาจจะ
ลดลง – เปอรเ์ ซน็ ตโ์ ดยประมาณในนาํ เสยี จรงิ อนั เนืองมาจากการอดุ ตนั

คาํ ถามท้ายบท

1. ยกตวั อย่างปฏบิ ัตกิ ารหน่วยทีพบไดใ้ นระบบบาํ บดั นาํ เสียแบบชวี ภาพสาํ หรบั บาํ บดั นาํ เสยี จากชมุ ชน
พรอ้ มทงั ระบหุ นา้ ทีของปฏิบัตกิ ารหน่วยเหล่านนั

143

2. อธบิ ายลกั ษณะการตกตะกอนทงั แบบต่อไปนี และยกตวั อยา่ งประกอบ
1) การตกตะกอนแบบอนภุ าคเดียว หรอื แบบที
2) การตกตะกอนแบบฟลอ็ ก หรอื แบบที 2
3) การตกตะกอบแบบมอี ปุ สรรคหรือแบบเป็นชนั หรือแบบที 3
4) การตกตะกอนแบบอดั หรอื แบบที 4

3. คาํ นวณค่าความเรว็ ปลายของอนภุ าคของอนภุ าคทรายทรงกลมทมี ขี นาดเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลาง .
มลิ ลเิ มตร และมคี า่ ความถ่ววงจาํ เพาะ . ทีจมตวั ลงในนาํ ทอี ณุ หภมู ิ องศาเซลเซียส โดยสมมตุ ิ
วา่ ตะกอนทรายมกี ารจมตวั แบบอสิ ระ

4. จากการทดลองการจมตวั ของฟลอ็ กในกระบอกทีมเี สน้ ผ่านศนู ยก์ ลาง เซนตเิ มตร และมจี ดุ เกบ็
ตวั อยา่ งทกุ ๆ 9 เซนตเิ มตร ดงั รูป คาํ นวณเปอรเ์ ซนตข์ องแข็งทีถกู กาํ จดั ทงั หมดทีเวลา t2 และในกรณีที
t2 = นาที คาํ นวณอตั ราการไหลของนาํ ทอี อกจากถงั ตกตะกอน

5. ถา้ นาํ ขอ้ มลู จากขอ้ . ไปใชใ้ นการออกแบบถงั ตกตะกอนจรงิ คาํ นวณอตั ราการไหลของนาํ ทีผา่ นออก
จากถงั ตกตะกอนจรงิ คา่ ระยะเวลากกั เก็บจรงิ และพืนทผี วิ ของถงั ตกตะกอน

6. เปรยี บเทียบและอธิบายวิธีการกาํ จดั อนภุ าคทีไม่ละลายนาํ โดยวธิ ี Dissolved-Air Flotation (DAF)
และ Air Flotation

144

บทที 8
การบาํ บดั นําเสยี ดว้ ยกระบวนการหน่วยทางชีวภาพแบบใช้ออกซเิ จน

กระบวนการหนว่ ยทางชีวภาพ (Biological Treatment Process) หรืออาจเรยี กเป็นการบาํ บดั ขนั ทตุ ิย
ภมู ิ (Secondary Treatment Process) ในการบาํ บดั นาํ เสยี ทจี ะกลา่ วถึงในทีนเี ป็นระบบใชอ้ ากาศ (Aerobic
System) ซงึ ไดแ้ ก่

1) ระบบบาํ บดั แบบการเตบิ โตแขวนลอย (Suspended Growth System) ไดแ้ ก่ ระบบแอกทิเว
เตด็ สลดั จห์ รือเอเอส (Activated Sludge, AS) ระบบบอ่ ผึง (Oxidation Ponds) ระบบสระเตมิ อากาศ (Aerated
Lagoons) ระบบถงั ปฏกิ รณส์ ลบั เป็นกะหรือเอสบอี าร์ (Sequencing Batch Reactor, SBR)

2) ระบบบาํ บดั แบบการเติบโตเกาะติด (Attached Growth System) หรอื ระบบบาํ บดั แบบฟิลม์
ชีวภาพ (Biofilm/Fixed Film System) ไดแ้ ก่ ระบบโปรยกรอง (Trickling Filters)

หนา้ ทีหลกั ของกระบวนการหนว่ ยเหล่านีคือกาํ จดั สารอินทรยี ล์ ะลาย (Dissolved Organic Matter)
รวมทงั สารอนิ ทรียท์ มี ีขนาดเล็กอยู่ในชว่ งของคอลลอยดท์ ีแขวนลอยอยใู่ นนาํ เสีย โดยการเปลียนสารเหลา่ นใี ห้
อยใู่ นรูปตะกอนทีจมตวั ไดใ้ นรูปของมวลตะกอนชวี ภาพหรอื ทีเรยี กวา่ สลดั จ์

8.1 ระบบแอกทเิ วเต็ดสลดั จห์ รือเอเอส

8.1.1 หลักการทาํ งานของเอเอส
ระบบเอเอสเป็นระบบทใี ชก้ นั อยา่ งแพรห่ ลาย และเหมาะสมในกรณีทีพนื ทดี นิ มีจาํ กัด หรือทีดินมรี าคา
แพง และตอ้ งการนาํ ทิงทมี คี ณุ ภาพสงู หลกั การของระบบนีก็คือตะกอนสลดั จท์ ีจมตวั ลงและถกู แยกออก ซงึ
ประกอบดว้ ยจลุ ชพี ทียงั มชี ีวิตและยงั อยใู่ นระยะทีมคี วามสามารถในการยอ่ ยสลายสารอนิ ทรีย์ (Active) จะถกู
หมนุ เวยี นกลบั ลงไปในถงั ปฏกิ ริ ยิ าเพือเพมิ มวลของจลุ ชีพในถงั ปฏกิ ริ ยิ าและเพมิ อายขุ องตะกอนสลดั จใ์ นระบบ
(Sludge Retention Time, SRT) เพือเรง่ ใหเ้ กิดการยอ่ ยสลายสารอนิ ทรยี ใ์ นระบบไดเ้ รว็ ขึน กระบวนการทาง
ชีวภาพของระบบเอเอสสามารถสรุปไดด้ งั รูปที - ดงั นนั ระยะเวลากักเก็บของตะกอนในระบบจะยาวนานกวา่
ระยะเวลากกั เก็บของนาํ ในระบบ (Hydraulic Retention Time, HRT)
โดยปกตินาํ เสยี จะตอ้ งผา่ นกระบวนการบาํ บดั ขนั ตน้ (Primary Treatment) นาํ เสยี ทีออกจากถงั
ตกตะกอนขนั แรก (Primary Sedimentation Tank) จะผ่านเขา้ ส่รู ะบบเอเอส ซงึ ระบบเอเอสทวั ไปประกอบดว้ ย
ถงั ปฏกิ ิรยิ าหรอื ถงั เติมอากาศ (Aeration Tank) ซงึ อาจจะเป็นแบบไหลตามกนั (Plug Flow Reactor) หรือแบบ
กวนสมบรู ณ์ (Completely Stirred Tank Reactor, CSTR) และถงั ทาํ นาํ ใสขนั สอง (Secondary Clarifier)
เมอื นาํ เสยี ถกู สบู เขา้ มาในถงั เติมอากาศเพือเพมิ ปรมิ าณออกซเิ จนใหแ้ กน่ าํ เสีย จะทาํ ใหแ้ บคทเี รยี ชนดิ
ใชอ้ อกซเิ จน (Aerobic Bacteria) สามารถเจรญิ เตบิ โตและยอ่ ยสลายสารอนิ ทรยี ใ์ นนาํ เสีย (บโี อดี) ภายใต้
สภาวะทมี อี อกซเิ จน ซงึ จาํ เป็นตอ้ งใชเ้ ครอื งกลเติมอากาศ โดยอตั ราการยอ่ ยสลายสารอินทรยี ใ์ นนาํ เสีย (บโี อด)ี
จะถูกเรง่ ใหเ้ รว็ ขึนโดยการเพมิ ปรมิ าณออกซเิ จน และปรมิ าณแบคทีเรยี เมอื ปรมิ าณแบคทีเรยี ในถงั เตมิ อากาศมี
จาํ นวนมากขึนก็จะจบั ตวั กนั เป็นตะกอนขนาดใหญ่ สีนาํ ตาล เรียกว่า Activated Sludge สว่ นนาํ ผสมในถงั เตมิ
อากาศทีประกอบดว้ ยนาํ เสยี และตะกอนแบคทเี รยี เรียกวา่ Mixed Liquor ซงึ จะอยใู่ นลกั ษณะแขวนลอย
กระจายทวั ทงั ถงั เติมอากาศ จากนนั นาํ เสยี จะผา่ นเขา้ ส่ถู งั ตกตะกอน เพือแยกตะกอนแบคทีเรยี ออกจากนาํ ที
บาํ บดั แลว้ ซงึ เป็นนาํ ทใี สสะอาด และมีคา่ บีโอดีตาํ สว่ นตะกอนแบคทีเรียทีจมสกู่ น้ ถงั ตกตะกอนส่วนใหญ่จะ

145

ถกู สบู กลบั เขา้ ถงั เติมอากาศ เพอื รกั ษาปรมิ าณแบคทีเรยี ในถงั เตมิ อากาศใหค้ งที สาํ หรบั ตะกอนสว่ นเกนิ จะตอ้ ง
นาํ ไปกาํ จดั โดยระบบแยกนาํ ออกจากตะกอนและนาํ ตะกอนไปฝังกลบ

รูปที - กระบวนการทางชีวภาพในระบบเอเอส

ปรมิ าณจลุ ินทรียใ์ นถงั เตมิ อากาศจะทาํ การวดั ในรูป Mixed Liquor Suspended Solids (MLSS) หรือ
Mixed Liquor Volatile Suspended Solids (MLVSS) ประสทิ ธิภาพของระบบนีในการลดบโี อดีจะขึนอยกู่ บั
อตั ราส่วนระหวา่ งปรมิ าณบโี อดที ีเขา้ สถู่ งั เตมิ อากาศกบั ปรมิ าณ MLSS หรอื MLVSS ทอี ยใู่ นถงั เติมอากาศ ซงึ
อตั ราสว่ นนีคือปรมิ าณอาหารต่อปรมิ าณแบคทเี รีย (Food to Microorganism Ratio, F/M Ratio) หรอื เรียกวา่
Sludge Loading

ในการเกิด Activated Sludge ทรี ะยะเรมิ แรก ปรมิ าณแบคทเี รีย จะมีนอ้ ยมากเทียบกบั ปรมิ าณ
สารอนิ ทรียใ์ นนาํ เสยี (บีโอดี) ดงั นนั อตั ราสว่ นระหวา่ งปริมาณอาหารกบั ปรมิ าณแบคทีเรยี (F/M Ratio) จงึ มคี ่า
สงู มาก (ประมาณ 2.5) เนอื งจากมีอาหารเหลือเฟือจึงทาํ ใหก้ ารเจรญิ เติบโตของแบคทเี รยี เกดิ ขึนอยา่ งรวดเรว็
เมอื จาํ นวนแบคทีเรยี เพิมขึนอยา่ งรวดเรว็ จะทาํ ใหอ้ ตั ราการทาํ ลายสารอาหาร (Substrate ซงึ กค็ อื บีโอดี นนั เอง)
และอตั ราการใชอ้ อกซเิ จน มีคา่ สงู สดุ ดว้ ย แบคทีเรียแตล่ ะตวั จะเตบิ โต และแบง่ ตวั ตลอดเวลา เมอื มาสมั ผสั กนั
ทาํ ใหเ้ กิดฟล็อกของแบคทเี รียไดย้ าก (ไมต่ กตะกอน) ทาํ ใหน้ าํ เสียข่นุ ดว้ ยแบคทีเรยี (อย่ใู นลกั ษณะอนภุ าค
คอลลอยด)์ เมอื มกี ารเตมิ อากาศตอ่ ไป โดยไม่มกี ารใหอ้ าหาร (ไมเ่ ติมนาํ เสยี ใหมล่ งไป) ใหก้ บั แบคทีเรยี ปรมิ าณ
แบคทีเรยี ยงั คงเพิมขึนอยู่ แต่ปรมิ าณอาหาร (บโี อด)ี จะลดลงเรอื ยๆ ทาํ ให้ F/M Ratio ลดลง จนกระทงั การ
เจรญิ เตบิ โตของแบคทเี รียถกู จาํ กดั ดว้ ยปรมิ าณอาหาร ระยะนีการเจรญิ เติบโตของแบคทเี รยี จะอย่ใู นชว่ งถดถอย
(Declining Growth Phase) แบคทเี รียบางส่วนจะหยุดเตบิ โตและไมแ่ บง่ ตวั เพราะอาศยั สารอาหารทีสะสมไวใ้ น
เซลล์ (Endogenous Respiration) เมอื สมั ผสั กนั จะจบั กนั เป็นฟลอ็ กตกตะกอนไดซ้ ึงก็คือ Activated Sludge
นนั เอง ในการเดนิ ระบบ ระบบจะถกู ควบคมุ ใหส้ ดั สว่ นปรมิ าณอาหาร (บโี อด)ี ต่อปรมิ าณแบคทีเรียใหถ้ งั เติม
อากาศปกตมิ ีคา่ อยใู่ นชว่ ง . – . ตะกอนแบคทีเรียจะถกู หมนุ เวยี นกลบั มายงั ถังเติมอากาศเพือทาํ ใหร้ ะบบ
สามารถรบั ภาระนาํ เสียไดส้ งู

146

8.1.2 ระบบเอเอสแบบต่างๆ
ระบบเอเอสเป็นระบบทีมคี วามยดื หย่นุ มาก สามารถปรบั เปลียนแปลงไดห้ ลายแบบ ความแตกตา่ ง
ของระบบทีพบ เช่น รูปแบบของถังเติมอากาศ รูปแบบของการเตมิ อากาศ บางระบบใชอ้ อกซิเจนบรสิ ทุ ธิแทน
อากาศ หรือมกี ารผา่ นนาํ เสียเขา้ กระบวนการบาํ บดั อืนนอกจากการกาํ จดั ของแขง็ ในขนั แรก ในบางระบบมกี าร
ใชแ้ ผ่นกนั (Baffle) ในถงั เติมอากาศ เป็นตน้ ระบบเอเอสทีจะกลา่ วถงึ มี ดงั นี
ระบบเอเอสแบบธรรมดาในถงั ไหลตามกนั (Conventional Plug Flow Activated Sludge
System) ประกอบดว้ ย ถงั เติมอากาศ (Aeration Tank) ถงั ตกตะกอน (Settling Tank) และระบบหมนุ เวียน
ตะกอน (Sludge Recycle) ระบบนีจะใชถ้ งั ปฏกิ ริ ยิ าแบบไหลตามกนั (Plug Flow) และตะกอนทีหมนุ เวียน
กลบั มาจะไหลเขา้ ทางหวั ถังเตมิ อากาศ ทหี วั ถงั จะมคี า่ บีโอดีสงู สดุ จากนนั คอ่ ยๆ ลดลงตามความยาวของถงั ทาํ
ใหค้ วามตอ้ งการออกซเิ จนของแบคทีเรียมคี า่ สงู สดุ ทีตรงหวั ถงั และค่อยๆ ลดลงตามความยาวของถงั เชน่ กนั (ดงั
รูปที –2)

(ก)

(ข)
ระบบเอเอสแบบธรรมดาในถงั ไหลตามกนั (ก) ตวั อยา่ งผงั ของระบบ (ข) การปลียน
รูปที -

แปลงความตอ้ งการออกซเิ จนและปรมิ าณออกซิเจนทีเตมิ ในถงั ปฏิกิรยิ า

147

โดยทวั ไปความยาวของถงั เตมิ อากาศจะมคี า่ เป็น 5-50 เท่าของความกวา้ งถงั การเดนิ ระบบจะมกี าร
เพมิ สดั ส่วนของสลดั จท์ ียอ้ นกลบั ตามภาระบรรทกุ บโี อดี ระบบนีจดั เป็นระบบทีไม่มคี วามคงตวั (Stability)
เนอื งจากภาระบรรทกุ เปลียนแปลงตงั แต่หวั ถงั ถึงปลายถงั ทาํ ใหจ้ าํ นวนของจลุ ชีพเปลียนแปลงตลอดเวลา
สง่ ผลใหป้ ระสิทธิภาพลดตาํ ลงเรอื ยๆ ตามความยาวของถงั ปฏกิ ริ ยิ า

ระบบเอเอสแบบธรรมดาในถงั กวนสมบูรณ์ (Conventional Completely Mixed Activated
Sludge System) ในอดตี ระบบเอเอสจะใชถ้ งั ปฏกิ ริ ยิ าแบบไหลตามกนั (Plug Flow) ต่อมาสามารถทาํ ระบบ
กวนแบบกวนสมบูรณ์ (Complete Mix) ได้ โดยใหพ้ ลงั งานในการกวนอยา่ งพอเพียงทาํ ใหน้ าํ เสียและตะกอนที
หมนุ เวยี นกลบั มาเขา้ ถงั เติมอากาศกระจายทวั ถงั ทาํ ใหแ้ บคทีเรยี ไดร้ บั อาหารและออกซิเจนอยา่ งทวั ถึง

โดยทวั ไป ระบบทีใชถ้ งั ปฏิกิรยิ าแบบไหลตามกนั จะชว่ ยยบั ยงั การเจรญิ เติบโตของแบคทีเรยี แบบเสน้
ใยไดด้ กี วา่ ระบบทีใชถ้ งั ปฏิกริ ยิ าแบบกวนสมบรู ณ์ เนอื งจากถงั ปฏกิ ริ ยิ าแบบไหลตามกนั ทาํ ใหเ้ กดิ การลดหลนั ลง
ของสารอาหาร ซงึ เป็นปัจจยั ชว่ ยใหแ้ บคทีเรยี แบบสรา้ งฟล็อกเจรญิ เติบโตไดด้ กี วา่ แบบเสน้ ใย แต่อยา่ งไรก็ตาม
ถงั ปฏิกริ ยิ าแบบกวนสมบูรณจ์ ะช่วยเจือจางสารพษิ หรอื ความเขม้ ขน้ ของนาํ เสียไดด้ กี วา่

ในถงั ปฏกิ ิรยิ าแบบนีนาํ เสียและสลดั จจ์ ะไหลเขา้ ถงั เติมอากาศสมาํ เสมอตลอดทวั ถงั ทาํ ใหค้ วาม
เขม้ ขน้ ของนาํ เสยี และสลดั จเ์ ทา่ กนั ทกุ ที (ปรมิ าณ Mixed Liquor เป็นแบบ Homogeneous) ทาํ ใหค้ วามตอ้ งการ
ออกซิเจนและอตั ราการเตมิ ออกซิเจนเทา่ กนั ทกุ จดุ (รูปที – ) ดงั นนั จงึ มเี สถียรภาพในการรบั Shock Load ได้
สงู มาก

รูปที - ระบบเอเอสแบบธรรมดาในถงั กวนสมบูรณแ์ ละการปลียนแปลงความตอ้ งการ

ออกซเิ จนและปรมิ าณออกซเิ จนทีเตมิ ในถงั ปฏิกริ ยิ า

148

ระบบยืดเวลาในถงั เติมอากาศ (Extended Aeration) คลา้ ยๆ กบั ระบบเอเอสแบบธรรมดาทีใชถ้ งั
ปฏิกิรยิ าแบบกวนสมบรู ณ์ แต่มวลชีวภาพหรือปรมิ าณของแข็งแขวนลอย (MLSS) จะถกู กกั อยใู่ นถงั เติมอากาศ
จนกระทงั จลุ ชพี มอี ตั ราการเกดิ ใกลเ้ คยี งกบั อตั ราการสลายตวั หรอื อย่ใู นชว่ งการโตชว่ ง Endogenous
Respiration จึงใชค้ า่ F/M Ratio ตาํ ถงั เติมอากาศของระบบนจี ึงทาํ หนา้ ที 2 อยา่ ง คอื บาํ บดั นาํ เสยี (เลยี ง
แบคทีเรีย) และยอ่ ยสลายสลดั จ์ (เป็นถงั หมกั ) ทาํ ใหม้ สี ลดั จส์ ว่ นเกิน (Excess Sludge) ในระบบนอ้ ย ดงั นนั
ระบบนีจึงอาจจะไมจ่ าํ เป็นตอ้ งมถี งั ยอ่ ยสลดั จ์ (ถงั หมกั ) และอาจไม่มกี ารนาํ สลดั จย์ อ้ นกลบั มาใชใ้ นถงั ปฏิกิริยา
และนาํ ทีเขา้ ระบบอาจเป็นนาํ เสยี ทไี มผ่ ่านการบาํ บดั ขนั ตน้ หรอื นาํ เสียดิบ ระบบนมี ีภาระแบกรบั ของสารอนิ ทรีย์
ตาํ และใชเ้ วลาการเติมอากาศนาน ถงั เตมิ อากาศในระบบนีลึก 3-4 เมตร และเป็นแบบกวนสมบรู ณ์ ทาํ ใหค้ วาม
ตอ้ งการออกซเิ จนและอตั ราการเตมิ ออกซิเจนเทา่ กนั ทกุ จดุ (รูปที – ) โดยมากจะใชก้ บั ระบบทีรบั นาํ เสียไม่ควร
เกนิ กวา่ , ลบ.ม. ตอ่ วนั เนอื งมาจากขอ้ จาํ กดั ของขนาดถงั เติมอากาศและสินเปลืองพลงั งานต่อหน่วยสงู

รูปที -4 ระบบยดื เวลาในถงั เตมิ อากาศและการปลียนแปลงความตอ้ งการออกซิเจนและ

ปรมิ าณออกซิเจนทเี ตมิ ในถงั ปฏกิ ิริยา

ระบบคลองวนเวียน (Oxidation Ditch) ใชถ้ งั เติมอากาศเป็นคูวงรี (คลา้ ยลวู่ งิ ) โดยปกติจะลึกไมเ่ กนิ
เมตร จึงกนิ พืนทมี าก ปัจจบุ นั ไดม้ กี ารพฒั นาระบบเติมอากาศทาํ ใหถ้ งั เตมิ อากาศมีความลึกได้ เมตร
โดยทวั ไป มใี ช้ Brush Aerator ในการเตมิ อากาศโดยการตีนาํ หมนุ รอบแกนนอนพาดขวางตลอดความกวา้ งของ
ถงั เติมอากาศเพือเติมอากาศและกวนนาํ นาํ เสยี จะไหลวนอย่ภู ายในถงั เตมิ อากาศทีอตั ราเรว็ ประมาณ . –
. เมตรตอ่ วินาที เพือใหต้ ะกอนอย่ใู นสภาพแขวนลอย โดยทวั ไปจะมีระยะเวลากกั เก็บของนาํ และอายตุ ะกอน
นานคลา้ ยกบั ระบบยดื เวลาในถงั เติมอากาศ (รูปที - )

149

(ก) (ข)

(ค)

รูปที - (ก) ระบบคลองวนเวยี น (ข) ลกั ษณะของ Brush Aerator และ (ค) การปลียนแปลง

ความตอ้ งการออกซเิ จนและปรมิ าณออกซเิ จนทีเติมในถงั ปฏกิ ริ ยิ า

ระบบเติมนาํ เสียเป็ นขันในถังเติมอากาศ (Step–Feed Aeration) เป็นการดดั แปลงระบบเอเอสที
ใชถ้ งั ปฏกิ ิรยิ าแบบไหลตามกนั โดยนาํ เสยี จะถกู ปอ้ น (Feed) สถู่ งั เตมิ อากาศทีตาํ แหนง่ ตา่ งๆ เพือไมใ่ หค้ วาม

150

ตอ้ งการออกซเิ จนทหี วั ถงั มากเกนิ ไป และมีจดุ จ่ายอากาศกระจายอยา่ งสมาํ เสมอ ตามทศิ ทางของการไหล จะ
ทาํ ใหค้ า่ ความตอ้ งการออกซเิ จนและคา่ F / M ในถงั เตมิ อากาศมคี วามสมาํ เสมอ ระบบนีจะมีคา่ ความตอ้ งการ
ออกซเิ จนเปลียนแปลงขึนลงอยา่ งสมาํ เสมอ (Uniform) ลกั ษณะเดียวตลอดความยาวของถงั เตมิ อากาศ (รูปที
8-6) และทาํ ใหส้ ิงแวดลอ้ มในถงั ปฏิกริ ยิ าไมเ่ ปลียนแปลงไปมากนกั สาํ หรบั จลุ ชีพ แต่ปรมิ าณมวลชีวภาพหรอื
ปรมิ าณของแข็งแขวนลอย (MLSS) ในถงั จะลดลงตามความยาวของถงั เติมอากาศเนืองจากเกิดการเจือจาง ทาํ
ใหม้ ภี าระบรรทุกของแข็งทถี งั ตกตะกอนขนั สองนอ้ ยลง ขอ้ เด่นของระบบนีคือความยืดหย่นุ ในการเดนิ ระบบ

(ก)

(ข)

รูปที - ระบบเอเอสแบบเตมิ นาํ เสยี เป็นขนั ในถงั เตมิ อากาศ (ก) ตวั อยา่ งผงั ของระบบ และ

(ข) การปลียนแปลงความตอ้ งการออกซิเจนและปรมิ าณออกซเิ จนทีเติมในถงั ปฏิกริ ยิ า

151

ระบบเติมอากาศแบบลดหลนั (Tapered Aeration) เป็นการดดั แปลงระบบเอเอสทีใชถ้ งั ปฏกิ ริ ยิ า
แบบไหลตามกนั แตจ่ ะมอี ตั ราการเตมิ อากาศกระจายไปตามสว่ นต่างๆ ของถงั เติมอากาศเป็นสดั ส่วนกบั ค่าบีโอ
ดี นนั คอื จะมอี ตั ราการใหอ้ ากาศมากทีบรเิ วณหวั ถงั เติมอากาศ จากนนั จะลดลงตามความยาวของถงั ซงึ ทาํ ได้
โดยการกระจายหวั จ่ายอากาศใหห้ า่ งกันมากขึนตามทศิ ทางของการไหลในถงั ปฏกิ ริ ยิ า (รูปที –7)

รูปที - ระบบเอเอสแบบเตมิ อากาศแบบลดหลนั ในถงั เตมิ อากาศ และการปลียนแปลง

ความตอ้ งการออกซเิ จนและปรมิ าณออกซเิ จนทีเตมิ ในถงั ปฏกิ ิรยิ า

ระบบเติมอากาศแบบลดหลนั นี มขี อ้ ดี 2 ประการ คอื
- ไมต่ อ้ งใชอ้ ากาศมากในการ กระบวนการเตมิ อากาศทาํ ใหป้ ระหยดั ค่าใชจ้ า่ ย
- ป้องกนั การเตมิ อากาศมากเกนิ ไป ซงึ จะทาํ ใหเ้ กดิ Nitrifying Bacteria ซงึ เป็นอยใู่ นกล่มุ

Autotroph (ใชแ้ หล่งคารบ์ อนจากสารประกอบอนินทรยี ์ เช่น คารบ์ อนไดออกไซด)์ อนั สง่ ผลให้
เกดิ ความตอ้ งการออกซเิ จนสงู ขนึ โดยทีไม่ลดปรมิ าณบโี อดี

ระบบปรับเสถียรสัมผัส (Contact Stabilization) การลดบโี อดใี นระบบเอเอสทวั ไปจะเกดิ ในขนั ตอน
เดยี วแต่สาํ หรยั ระบบนีจะแบง่ เป็น ระยะ ในขนั แรกจะเป็นถงั สมั ผสั (Contact Tank) เมอื นาํ เสียเขา้ ส่ถู งั เตมิ
อากาศ สารอนิ ทรยี ท์ ลี ะลายในนาํ เสยี จะถกู ดูดซมึ โดยตะกอนสลดั จเ์ ขม้ ขน้ ทียอ้ นกลบั มาจากถงั ปฏิกริ ยิ าอยา่ ง
รวดเรว็ (รูปที – ) โดยมีระยะเวลาสมั ผสั ประมาณ – นาที จากนนั จะผ่านไปกระบวนการตะกอนสลดั จ์
ในถงั ตกตะกอนขนั ทสี องเพอื แยกส่วนสลดั จท์ ีจะนาํ กลบั มาใชใ้ หม่ การลดบโี อดใี นระยะนีจะมาจากการดดู ซมึ
มากกวา่ การย่อยสลายดว้ ยกระบวนการชวี เคมเี นืองจากมรี ะยะสมั ผสั สนั จงึ อาจจะไมม่ กี ารเตมิ อากาศในระยะนี

152

(ก)

(ข)

รูปที - ระบบปรบั เสถียรสมั ผสั (ก) ตวั อย่างผงั ของระบบ และ (ข) การปลียนแปลงความ

ตอ้ งการออกซเิ จนและปรมิ าณออกซเิ จนทีเตมิ ในถังปฏกิ ริ ยิ า

สลดั จท์ ีนาํ ยอ้ นกลบั มาจะถูกสง่ ตอ่ ไปยงั ถงั ปฏิกิรยิ า หรือเรียกวา่ ถงั ทาํ เสถียร (Stabilization Tank)
เพอื เตมิ อากาศเป็นเวลา – ชวั โมง ในขนั นบี ีโอดีทีถกู ดดู ซมึ ไวจ้ ะถกู ยอ่ ยสลายดว้ ยกระบวนการชวี เคมจี น
กลายเป็นคารบ์ อนไดออกไซด์ (Stabilization) การยอ่ ยสารอนิ ทรยี ใ์ นถงั ปฏกิ ิรยิ าหรอื เรยี กวา่ ถงั ทาํ เสถียรจะ
เกิดขึนโดยไมม่ ีการเตมิ นาํ เสียใหมเ่ ขา้ มาอกี จนกระทงั แบคทเี รียเขา้ ส่ชู ว่ ง Endogenous Respiration และ
พรอ้ มทีจะดดู ซมึ สารอินทรยี อ์ กี จากนนั จึงส่งกลบั ไปยงั ถงั สมั ผสั (Contact Tank) เพือเรมิ วงจรอกี ครงั

ระบบนีโดยทวั ไปจะมขี นาดของถงั เตมิ อากาศเลก็ กว่าระบบเอเอสแบบอืนๆ รอ้ ยละ – ดงั นนั
ระบบนีมกั จะเป็นระบบทีปรบั ปรุงระบบอนื ทมี ีอยแู่ ลว้ ใหม้ ีประสทิ ธิภาพดขี ึน หรอื อาจเป็นการออกแบบระบบ

153

ใหม่เพือประหยดั เนือที ระบบนีเหมาะกบั นาํ เสียชมุ ชนทมี สี ารอินทรยี ท์ ีละลายหรอื เป็นคอลลอยดท์ ีถกู ดดู ซึมโดย
แบคทีเรยี ไดง้ ่ายในปรมิ าณสงู

ระบบ Deep Shaft Reactor เป็นระบบทีไดร้ บั การคดิ คน้ ขึนและมกี ารจดสทิ ธิบตั ร เหมาะกบั กรณีทีมี
พืนทจี าํ กดั รูปแบบถงั ปฏกิ ริ ยิ าจะเป็นหลมุ ลกึ ในแนวตงั (Shaft) ลึกประมาณ – เมตร และใชแ้ ทนถงั
ตกตะกอนขนั แรกและถงั เตมิ อากาศในระบบเอเอส อากาศจะถกู เตมิ ลงไปกบั สลดั จย์ อ้ นกลบั (Return Sludge)
และอดั ลงไปดว้ ยความดนั สงู พรอ้ มกันลงไปไปสกู่ น้ หลมุ ของถงั ปฏกิ ริ ยิ า ต่อจากนนั สลดั จแ์ ละอากาศทีถกู อดั ลง
ไปจะลอยขึนมาพรอ้ มกบั การปล่อยออกซเิ จนสถู่ งั ปฏกิ ิรยิ าจากการลดลงของความดนั และทาํ ปฏิกริ ยิ ากบั นาํ เสีย
สลดั จแ์ ละนาํ เสียจะถกู แยกจากกนั ในถงั แยกถัดไป (รูปที – ) การเติมอากาศโดยวธิ ีนีจะไดป้ ระสิทธิภาพสงู
(5 - 8 กก. O2/kWh) เมือเทยี บกบั ประสิทธิภาพการเติมอากาศโดยเครืองเติมอากาศแบบ Surface Aerators
(0.5 - 1.5 กก. O2/kWh) และแบบ Diffused Aeration (1.5 - 2.5 กก. O2/KWh) และระบบสามารถรบั ภาระ
บรรทกุ บโี อดีไดส้ งู กวา่ ระบบเอเอสทวั ไป (อาจสงู ถงึ . – . กก.BOD5 ต่อ ลบ.ม. ต่อ วนั )

รูปที - ระบบ Deep Shaft Reactor (ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (2003))

ระบบไนตริฟิ เคชนั ในขนั ตอนเดียว เป็นระบบทีบีโอดแี ละแอมโมเนียจะถกู กาํ จดั ทางชวี ภาพใน
ขนั ตอนเดยี ว รูปแบบของถงั ปฏิกริ ยิ าจะเป็นการต่ออนกุ รมกนั ของถงั ปฏกิ ริ ยิ ากวนสมบรู ณห์ รือไหลตามกนั กไ็ ด้

ระบบไนตรฟิ ิ เคชนั แยกขนั ตอน จะใชถ้ งั ปฏกิ ริ ยิ าแยกเฉพาะสาํ หรบั ปฏกิ ริ ยิ าไนตรฟิ ิเคชนั โดยใชน้ าํ
เสยี จากหนว่ ยบาํ บดั ชวี ภาพก่อนหนา้ ขอ้ ดคี ือสามารถปรบั ใหก้ ารเกิดปฏิกริ ยิ าไนตรฟิ ิเคชนั เป็นไปตามทีตอ้ งการ
ไดง้ า่ ยกว่า ทงั ระบบระบบไนตริฟิเคชนั ในขนั ตอนเดียวและระบบไนตรฟิ ิ เคชนั แยกขนั ตอนเพือลดปัญหาความ
ตอ้ งการออกซเิ จนจากไนโตรเจนในนาํ ทิง (Nitrogenous Oxygen Demand)

ขอ้ มลู ของระบบเอเอสแบบตา่ งๆ ทีไดก้ ล่าวมา ไดแ้ สดงไวใ้ นตาราง – 1

154

ตาราง –1 แสดงขอ้ มลู ของของระบบเอเอสแบบต่างๆ

ระบบ ชนดิ ของ C F/M VL ตวั แปร X QR 1 ประสทิ ธิภาพ ปรมิ าณอากาศที
ถังปฏิกริ ิยา Q ตอ้ งการ
H (มก. ตอ่ ลติ ร) (% การกาํ จดั
(วนั ) (กก.BOD5ตอ่ กก.มวล (กก.BOD5 ต่อ 0.25 – 0.75 BOD5) (ลบ.ม. ต่อ กก.
ชวี ภาพ ตอ่ วนั ) ลบ.ม. ต่อ วนั ) (ชวั โมง) 1500 – 3000 0.25 – 1.00 85 – 95 BOD5)
1500 – 4000 0.50 – 1.50 85 – 95 45 – 90
ระบบทวั ไปแบบไหลตามกนั ไหลตามกนั 3 – 15 0.2 – 0.4 0.3 – 0.7 4–8 2000 – 5000 0.25 – 0.75 75 – 90
3–5 1500 – 4000 0.25 – 0.50 85 – 95 45 – 90
ระบบทวั ไปแบบกวนสมบรู ณ์ กวนสมบูรณ์ 3 – 15 0.2 – 0.6 0.3 – 1.6 20 – 30 1500 – 3000 0.75 – 1.50 85 – 95 90 – 125
3–5 3000 – 5000 0.50 – 1.50 85 – 90 45 – 90
ระบบยดื เวลาในถงั เติมอากาศ ไหลตามกนั 20– 40 0.04 – 0.10 0.1 – 0.3 4–8 80 – 90 45 – 90
15 – 30 – – – 80 – 125
ระบบเติมนาํ เสยี เป็นขนั ไหลตามกนั 3 – 15 0.2 – 0.4 0.7 – 1.0 1000 – 3000 – – 45 – 90
– 6000 - 10000 – –
ระบบเตมิ อากาศแบบลดหลนั ลง ไหลตามกนั 5 – 15 0.2 – 0.4 0.3 – 0.6 0.5 – 1.5 0.50 – 1.50 – –
– 0.50 – 2.00
ระบบคลองวนเวียน ไหลตามกนั 15 –30 0.04 – 0.1 0.1 – 0.3 2–6 2000 – 3500 – –
0.5 – 5 2000 – 3500 –
ระบบปรบั เสถียรสมั ผสั 5 – 10 0.2 – 0.6 1.0 – 1.3 6 – 15
3–6 –
-ในถงั สมั ผสั กวนสมบรู ณ์ – – – –

-ในถงั เติมอากาศซาํ (ถงั ปฏิกริ ยิ า) ไหลตามกนั – – –

ระบบ Deep Shaft Reactor ไหลตามกนั – 0.5 – 5.0 –
ระบบไนตริฟิ เคชันในขนั ตอนเดียว – 8 – 20 0.10 – 0.25 (0.02 – 0.15)2 0.1 – 0.4

ระบบไนตรฟิ ิ เคชันแยกขนั ตอน – 15 – 100 0.05 – 0.20 (0.02 – 0.15)2 0.05 – 0.15

สดั ส่วนของอตั ราการไหลของสลดั จท์ ีนาํ ยอ้ นกลบั มาต่ออตั ราการไหลของนาํ เสียทเี ขา้ สรู่ ะบบ
2 TKN/MLVSS

155 ทีมา รวบรวมจาก Metcalf & Eddy, Inc. (2003); EPA 832-F-00-013(2000); และ Peavy et.al. (1986)

155

8.1.3 การเตมิ ออกซเิ จน
ในระบบเอเอส จะใชเ้ ครืองกลในการเติมออกซเิ จนทีตอ้ งการในถงั เตมิ อากาศ สาํ หรบั ระบบกวน

สมบูรณจ์ ะใชเ้ พือการกวนผสมดว้ ย โดยจะเป็นการเติมอากาศธรรมดาหรอื ในบางระบบเป็นระบบทีใชอ้ อกซเิ จน
บรสิ ทุ ธิสงู (Hihg Purity Oxygen) (รูปที – และ – ) ในทางทฤษฎี ปรมิ าณออกซเิ จนทีตอ้ งการ คือ
ปรมิ าณออกซิเจนทจี ลุ ชีพตอ้ งการในระบบเอเอส (รวมถงั ตกตะกอนและในส่วนสลดั จย์ อ้ นกลบั ) เพือออกซไิ ดซ์
สารอนิ ทรียแ์ ละใหม้ ีปรมิ าณออกซเิ จนละลายคงไว้ โดยในทางปฏิบตั ิ ในถังเตมิ อากาศควรมปี รมิ าณออกซิเจน
ละลายอยู่ . – มก./ลติ ร ซงึ คา่ ทใี ชท้ วั ไปคอื . มก./ลติ ร ค่าออกซิเจนละลายทีสงู กวา่ มก./ลติ ร จะไม่ชว่ ย
ในเรืองประสทิ ธภิ าพแต่จะเพมิ คา่ ใชจ้ า่ ยจากการเติมอากาศโดยไมจ่ าํ เป็น

รูปที -10 ผงั ระบบเอเอสและการวางเครอื งกลเตมิ อากาศในระบบทีใชถ้ งั ปฏกิ ริ ยิ าแบบกวน
สมบูรณ์ (ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (2003))
ความตอ้ งการอากาศสาํ หรบั ระบบเอเอสทวั ไปจะอยทู่ ี – ลบ.ม. ต่อ กก. BOD5-ทตี อ้ งการกาํ จดั
สาํ หรบั หวั เป่ าใหอ้ ากาศแบบไม่มรี ูพรุนทีใหฟ้ องอากาศขนาดใหญ่ (Coarse Bubble (Non Porous) Diffuser)
และ – ลบ.ม. ต่อ กก. BOD5-ทตี อ้ งการกาํ จดั สาํ หรบั หวั เป่ าใหอ้ ากาศแบบมรี ูพรุนทีใหฟ้ องอากาศ
ละเอยี ด ปรมิ าณการใชอ้ ากาศเพิมเติมจากการใชอ้ อกซเิ จนทีระดบั อตั ราส่วนของปรมิ าณอาหารต่อปรมิ าณจลุ
ชพี (Food to Microorganism Ratio, F/M) ตาํ ๆ ซงึ เป็นชว่ งเวลาทีมสี ารอาหารในนาํ เหลืออยนู่ อ้ ย แบคทเี รยี ทียงั
มีชวี ิตจะใชอ้ าหารทีสะสมอย่ใู นเซลล์ หรือจากสารอาหารทีย่อยสลายออกมาจากเซลลท์ ีตายแลว้ (Endogenous
Respiration) และการเกิดปฏิกิรยิ า Nitrification จากแบคทเี รียกลมุ่ Nitrifying Bacteria รวมถงึ จากการให้
อากาศต่อเนืองคิดเป็นปรมิ าณอากาศทงั สนิ – ลบ.ม. ต่อ กก. BOD5-ทตี อ้ งการกาํ จดั สาํ หรบั เกณฑ์
ทวั ไป คิดเฉพาะออกซเิ จนทีใช้ จะอย่ทู ี . – . กก.ออกซเิ จน ตอ่ กก. BOD5-ทตี อ้ งการกาํ จดั
156

รูปที -11 ตวั อยา่ งถงั เติมอากาศแบบใชอ้ อกซิเจนบรสิ ทุ ธิสงู
ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (1991)

การเติมอากาศในระบบเอเอสมีหลายรูปแบบ ไดแ้ ก่ การกวนผสม การใชอ้ ปุ กรณใ์ หอ้ ากาศใตน้ าํ และ
เหนอื นาํ ในรูปแบบต่างๆ รวมทงั การดดั แปลงกระบวนการในถงั เตมิ อากาศเพือเพมิ ประสิทธิภาพการเตมิ อากาศ
ดงั เชน่ ในระบบ Deep Shaft Reactor อยา่ งไรกต็ าม อุปกรณเ์ ตมิ อากาศทใี ชก้ นั ทวั ไปคือ อุปกรณเ์ ป่าใหอ้ ากาศ
(Diffuser Device) ดงั แสดงตวั อย่างอปุ กรณแ์ ละการตดิ ตงั ในรูปที - และ -

รูปที -12 ตวั อยา่ งอปุ กรณเ์ ป่าใหอ้ ากาศชนดิ ต่างๆ
ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (1991)

157

รูปที -13 ตวั อยา่ งการตดิ ตงั หวั จา่ ยแบบจานในระบบเอเอสทใี ชถ้ งั ปฏกิ ิรยิ าแบบไหลตามกนั

ประสิทธิภาพของอปุ กรณเ์ ป่าใหอ้ ากาศและเครืองกลเตมิ อากาศต่างๆ แสดงในตาราง – และ – 3

ตาราง – 2 แสดงขอ้ มลู ประสทิ ธิภาพการส่งผ่านออกซิเจนของอปุ กรณเ์ ป่าใหอ้ ากาศชนดิ ต่างๆ

อปุ กรณ์เป่ าใหอ้ ากาศและการจัดวาง อัตราการไหลของอากาศ ประสทิ ธภิ าพการส่งผ่าน

Ceramic Discs – Grid (ลบ.ม./นาท-ี อปุ กรณ)์ ออกซิเจน ทคี วามลกึ . ม. (%)
Ceramic Domes – Grid
Ceramic Plates – Grid 0.01 – 0.10 25 – 40
Rigid Porous Plastic Tubes – Grid
Rigid Porous Plastic Tubes – Dual Spiral Roll 0.01 – 0.07 27 – 39
Rigid Porous Plastic Tubes – Single spiral roll 0.06 – 0.14 26 – 33
Nonrigid Porous Plastic Tubes – Grid 0.07 – 0.11 28 – 32
Nonrigid Porous Plastic Tubes-Single Spiral Roll 0.08 – 0.31 17 – 28
Perforated Membrane Tubes – Grid 0.06 – 0.34 13 – 25
Perforated Membrane Tubes – Quarter Points 0.03 – 0.20 26 – 36
Perforated Membrane Tubes – Single Spiral Roll
Jet Aeration - Side Header 0.06 – 0.20 19 – 37
Nonporous Diffusers – Dual Spiral Roll 0.03 – 0.11 22 – 29
Nonporous Diffusers – Mid-width 0.06 – 0.17 19 – 24
Nonporous Diffusers – Single Spiral Roll 0.06 – 0.17 15 – 19
ทีมา ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (1991) 1.53 – 8.50 15 – 24
0.09 – 0.28 12 – 13

0.12 – 1.27 10 – 13
0.28 – 1.00 9 – 12

158

ตาราง – 3 แสดงขอ้ มลู ประสทิ ธภิ าพของเครอื งกลเติมอากาศ

ชนิดของเครืองกลเติมอากาศ อัตราการส่งผา่ นออกซิเจน
(กก. ออกซเิ จน ต่อ แรงม้า – ชัวโมง)

(กก. ออกซิเจน ต่อ กิโลวัตต์ – ชัวโมง)

มาตรฐาน ใชง้ านจรงิ

Surface Low – speed 1.1 – 1.6 0.5 – 1.1

1.5 – 2.1 0.7 – 1.5

Surface Llow – speed with Draft Tube 0.9 – 2.1 0.5 – 1.0

1.2 – 2.8 0.7 – 1.3

Surface High – Speed 0.8 – 1.0 0.5 – 0.9

Surface Downdraft Turbine 1.1 – 1.4 0.7 – 1.2
0.9 – 1.5 0.5 – 0.9

1.2 – 2.0 0.6 – 1.2

Submerged Turbine with Sparger 0.9 – 1.5 0.5 – 0.8

1.2 – 2.0 0.7 – 1.1

Submerged Impeller 0.9 – 1.8 0.5 – 0.8

1.2 – 2.4 0.7 – 1.1

Surface Brush and Blade 1.1 – 1.6 0.4 – 0.8
1.5 – 2.1 0.5 – 1.1

ทีมา ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (2003)

ขนาดและรูปรา่ งของถงั เติมอากาศมคี วามสาํ คญั เพือใหเ้ กิดการกวนผสมทีมีประสทธิภาพ ความลกึ
และความกวา้ งของถงั เตมิ อากาศขึนอย่กู บั ขนาดของเครืองกลเตมิ อากาศดงั แสดงในตาราง – 4

ตาราง – 4 ขนาดของถงั เตมิ อากาศสาํ หรบั เครืองกลเติมอากาศ

ขนาดของเครืองกลเตมิ อากาศ ขนาดถังเตมิ อากาศ
(แรงม้า) หรือ (กโิ ลวัตต์)) (เมตร)

10 ( 7.5) ความลกึ ความกวา้ ง
20 (15.0)
30 (22.5) 3.0 – 3.5 9 – 12
40 (30.0)
50 (37.0) 3.5 – 4.0 10 – 15
75 (60.0)
100 (74.5) 4.0 – 4.5 12 – 18
ทีมา ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (2003)
3.5 – 5.0 14 – 20

4.5 – 5.5 14 – 23

4.5 – 6.0 15 – 26

4.5 – 6.0 18 – 27

159

8.1.4 ถงั ตกตะกอนขนั สอง
ถงั ตกตะกอนชนั สองทีใชส้ ว่ นมากจะเป็นถงั กลมทมี ีขนาดเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลาง – เมตร โดยมากจะ

อยใู่ นชว่ ง – เมตร ถงั ควรมรี ศั มีไมเ่ กินหา้ เทา่ ของความลกึ การเพมิ ประสิทธิภาพของถงั ตกตะกอนขนั สอง
อาจทาํ ไดโ้ ดยการตดิ ตงั อปุ กรณ์ Tube Settler หรือ Parallel Plates (รูปที – ) เพอื ใหเ้ กิดการไหลแบบลามิ
นารโ์ ดยนาํ กอ่ นออกจากถงั ตกตะกอนจะถกู บงั คบั ใหไ้ หลผ่าน Tube Settler ทาํ ใหร้ ะยะความลกึ ของการ
ตกตะกอน (Settling Depth) ลดลง (รูปที – ) สงิ ทเี ป็นขอ้ เสยี ของอปุ กรณแ์ บบนคี อื การอดุ ตนั เนอื งจากการ
เติบโตของจลุ ชพี และไขมนั

(ก) (ข)
รูปที -14 (ก) ชดุ อปุ กรณ์ Tube Settler (ข) ตวั อยา่ งการตดิ ตงั Tube Settler ในถงั ตกตะกอน
ขนั สองแบบเหลียม (ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (2003))

(ก) (ข)
รูปที -15 ลกั ษณะการตกตะกอนในถงั ตกตะกอน (ก) ไมม่ กี ารติดตงั Tube Settler (ข) มกี าา
รติดตงั Tube Settler
ในถงั ตกตะกอนขนั สองทีมพี นื ทผี วิ คงที คณุ ภาพนาํ ออกจะลดลงถา้ ภาระบรรทกุ ของแขง็ เพิมสงู เกนิ ไป
ค่าอตั รานาํ ไหลลน้ สาํ หรบั การตกตะกอนของระบบบาํ บดั ทางชวี ภาพแสดงในตาราง – คา่ ทีแสดงในตาราง
จะเป็นคา่ สงู สดุ ทีควรจะเป็น การจะเลอื กใชค้ า่ สงู กวา่ นี ควรผ่านการศกึ ษาและพจิ ารณาอยา่ งรอบคอบก่อน
160

ตาราง – 5 ขอ้ มลู การออกแบบถงั ตกตะกอนขนั สองสาํ หรบั ระบบบาํ บดั ทางชวี ภาพ สาํ หรบั ถงั
กลมขนาดเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลาง – เมตร

ระบบ อัตรานาํ ไหลลน้ ความลึก
(ลบ.ม. / ตร.ม. – วัน) (ม.)
ถงั ตกตะกอนขนั สองของระบบเอเอสทีใชอ้ ากาศหรือออกซเิ จน
(ยกเวน้ ระบบยดื เวลาในถงั เติมอากาศ) เฉลยี สูงสุด 3.7 – 6.0
ถงั ตกตะกอนขนั สองของระบบเอเอสแบบยืดเวลาในถงั เติมอากาศ
ถงั ตกตะกอนขนั สองของระบบทรคิ คลิงฟิลเตอร์ 16 – 32 40 – 49 3.7 – 6.0
ถงั ตกตะกอนขนั สองของระบบแผน่ หมนุ ชีวภาพ 3.7 – 6.0
8 – 16 24 – 32
ระบบทไี ม่มีไนตริฟิเคชนั 8 – 24 40 – 49 3.0 – 4.6
ระบบทมี ไี นตรฟิ ิเคชนั 3.0 – 4.6
ทีมา ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (2003) 16 – 32 40 – 49
16 – 32 32 – 40

ในสภาวะทีมอี ตั รานาํ ไหลลน้ เกินกวา่ ทีออกแบบ ประสิทธิภาพรวมของระบบจะลดลง สาํ หรบั กรณีทีใช้
ขนาดถงั ทมี ขี นาดเทา่ กนั ต่อขนานกนั อตั ราทีเกนิ จะถกู แบ่งเฉลียระหวา่ งถงั ในกรณที ีถงั มขี นาดตา่ งกนั อตั รา
เกินจะตอ้ งถกู แบ่งตามขนาดพืนทผี วิ ของถงั การกระจายการไหลสาํ หรบั ถงั ตกตะกอนขนั สองทาํ ไดห้ ลายวธิ ี เชน่
ใชเ้ วยี ร์ วาลว์ ควบคมุ อตั ราการไหล ใชก้ ารออกแบบระบบท่อ ประตนู าํ เป็นตน้ (รูปที - ) การควบคมุ ดว้ ย
เวียรอ์ ยา่ งเดยี วอาจจะไม่เพยี งพอและเหมาะกบั กรณีทีถงั สองถงั มขี นาดเท่ากนั

รูปที -16 การกระจายการไหล (ก) แบบสมมาตร (ข) ระบบทีมกี ารวดั กอ่ นปรบั อตั ราการไหล
(ค) ระบบแยกดว้ ยเวียร์ (ง) ควบคมุ ดว้ ยประตนู าํ (ดดั แปลงจาก Metcalf & Eddy, Inc. (2003))

161

8.1.5 การคาํ นวณสาํ หรบั ระบบเอเอส
1) ระบบเอเอสทใี ชถ้ งั ปฏิกิริยาแบบกวนสมบูรณ์
โดยหลกั การสมดลุ มวลสาร รูปที -17 แสดงระบบเอเอสทีสถานะคงตวั ในระบบทใี ชถ้ งั ปฏกิ ริ ยิ าแบบ

กวนสมบรู ณ์ นาํ ทเี ขา้ สรู่ ะบบ (Influent) มีอตั ราการไหลเรมิ ตน้ เป็น Qi มีความเขม้ ขน้ ของสารอาหาร (หรือ บโี อ
ด)ี เรมิ ตน้ เป็น Si และมคี วามเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพเรมิ ตน้ เป็น Xi เขา้ ส่ถู งั ปฏกิ ิรยิ าแบบกวนสมบรู ณม์ ีปรมิ าตรเป็น
V พรอ้ มกบั สลดั จท์ ียอ้ นกลบั (Sludge Return) ทมี อี ตั ราการไหลเป็น QR และมีความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพเป็น Xu
(สมมตุ วิ า่ ในสลดั จย์ อ้ นกลบั มปี รมิ าณสารอาหารเป็นศนู ย)์ แลว้ เกดิ ปฏิกิรยิ าชวี ภาพในถงั ปฏกิ ริ ยิ าจนมคี วาม
เขม้ ขน้ สดุ ทา้ ยของจลุ ชพี ในถังปฏกิ ริ ยิ าเป็น X และความเขม้ ขน้ ของสารอาหารในถงั ปฏิกริ ยิ าเป็น S ซงึ จะมีคา่
เท่ากบั ความเขม้ ขน้ สดุ ทา้ ยของสารอาหารและความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพทเี ขา้ สถู่ งั ทาํ นาํ ใสขนั ทสี อง (ตามหลกั การ
ของถงั ปฏิกิรยิ าแบบกวนสมบรู ณใ์ นอดุ มคติ) เมือนาํ จากผ่านถงั ปฏกิ ริ ยิ าเขา้ สถู่ งั ตกตะกอนขนั สอง (Secondary
Clarifier) มวลชวี ภาพจะจมตวั ลงและขน้ ขึนหรอื ทีเรียกวา่ สลดั จ์ สลดั จท์ ีระบายออกจากถงั ทาํ นาํ ใสขนั สอง
(Sludge Underflow) ทมี คี วามเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพเป็น Xu (แน่นอนว่า Xu ตอ้ งมคี า่ มากกวา่ X ) และมีอตั ราการ
ไหลเป็น Qu บางส่วนจะถกู จะส่งกลบั ไปใชใ้ นถงั ปฏิกิรยิ าเรยี กสลดั จย์ อ้ นกลบั ทีมอี ตั ราการไหลเป็น QR และมี
ความเขม้ ขน้ ของจลุ ชพี เป็น Xu ดงั ทไี ดก้ ลา่ วมาแลว้ อีกสว่ นหนึงจะกลายเป็นสลดั จท์ ีถกู ทงิ (Wasted Sludge) ที
มอี ตั ราการไหลเป็น Qw และมีความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพเป็น Xu เชน่ กนั (ดงั นนั QR + Qw = Qu) ส่วนนาํ ทผี า่ น
ออกจากถงั ทาํ นาํ ใสขนั สองและออกจากระบบ (Effluent) จะมคี วามเขม้ ขน้ ของสารอาหาร (หรอื บีโอดี) สดุ ทา้ ย
เป็น S เช่นเดยี วกบั ในถงั ปฏิกริ ยิ า (สมมตุ วิ า่ ไม่มปี ฏกิ ิรยิ าชวี ภาพเกิดในถงั ทาํ นาํ ใสขนั สอง ซงึ ทาํ ใหใ้ นขนั ตอน
คาํ นวณซงึ จะแสดงในขนั ตอนต่อไปไมต่ อ้ งรวมปรมิ าตรของถงั ทาํ นาํ ใส) และมีอตั ราการไหลเป็น Qi - Qw สว่ น
ความเขม้ ขน้ ของจุลชพี ในนาํ ทอี อกจากระบบมคี า่ เป็น Xe โดยทวั ไปจะใชส้ มมตุ ฐิ านทวี ่า ความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพ
เรมิ ตน้ ( Xi) และความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพในนาํ ทีออกจากระบบ (Xe) มีค่านอ้ ยมากเมือเทียบกบั คา่ ความเขม้ ขน้
ของจลุ ชพี ในถงั ปฏกิ ริ ยิ า (X)

รูปที -17 ระบบเอเอสทใี ชถ้ ังปฏกิ ิรยิ าแบบกวนสมบรู ณ์ ทีสถานะคงตวั 1 (Steady State)

1 ไมม่ ีการเปลียนแปลงตามเวลา

162

จากหลกั การทีอธิบายไวแ้ ลว้ อาจสรุปสมมตุ ฐิ านตา่ งๆ ไดด้ งั นีคอื
- ในสลดั จย์ อ้ นกลบั และในนาํ ทอี อกจากระบบจะมีปรมิ าณมวลชวี ภาพมากเมือเทยี บกบั ค่า
ความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพในถงั ปฏกิ ิรยิ า

- ความเขม้ ขน้ ของสารอาหาร (บโี อดี) ในนาํ ทีเขา้ สรู่ ะบบเมือเขา้ ส่ถู งั ปฏกิ ริ ยิ าจะมคี า่ เป็น S
ทนั ทีเนืองจากการกวนผสมแบบสมบรู ณ์ ซึงจะมคี า่ เท่ากบั ความเขม้ ขน้ สดุ ทา้ ยของ
สารอาหารทเี ขา้ ส่ถู งั ทาํ นาํ ใสขนั ทสี อง

- ไมม่ ีปฏิกิรยิ าชีวภาพเกิดในถงั ตกตะกอนขนั สอง ซงึ ทาํ ใหใ้ นขนั ตอนคาํ นวณไม่รวมปริมาตร
ของถงั ทาํ นาํ ใส
จดุ ประสงคใ์ นการตกตะกอนแบคทเี รีย คอื
- เนอื งจากแบคทเี รียเป็นสารอนิ ทรีย์ จงึ จาํ เป็นตอ้ งกาํ จดั ออกจากนาํ ทิง มฉิ ะนนั มวลของ

สารอนิ ทรียจ์ ะไม่ลดลง และปนไปกบั นาํ ทงิ
- เพอื นาํ ตะกอนสลดั จช์ วี ภาพกลบั ไปใชใ้ หม่ (Return Sludge Recycle)
การนาํ ตะกอนสลดั จช์ วี ภาพกลบั ไปใชใ้ หม่มจี ดุ ประสงค์ คอื

- เพอื ควบคมุ ปรมิ าณแบคทเี รีย (X) ในถงั ปฏิกิรยิ าใหค้ งที
- ทาํ ใหเ้ ชอื อยใู่ นสภาพเดยี วกนั เพราะตะกอนแบคทีเรยี ยงั ทาํ การย่อยสลายสารอนิ ทรีย์
ได(้ Active) อยู่

- เพอื ทาํ ใหค้ า่ C สงู กวา่ H ทาํ ใหป้ ระสิทธิภาพของระบบสงู ขึนโดยไม่ตอ้ งเพิมขนาดของถงั
ปฏิกิรยิ าตามกนั ไป
และสาเหตกุ ารสบู ตะกอนทเี กนิ ทถี งั ตกตะกอนขนั สอง คือ
- เนอื งจากความเขม้ ขน้ ของแบคทเี รยี ทีถงั ตกตะกอนสงู กวา่ ทถี งั ปฏกิ ริ ยิ า ดงั นนั จงึ ใชป้ รมิ าตร
ในการสบู ออกนอ้ ยกวา่ ทีถงั ปฏกิ ริ ยิ า ทาํ ใหป้ ระหยดั พลงั งานในการสบู ตะกอน และรดี นาํ
- ในทางปฏบิ ตั ิ เราตอ้ งทาํ การตอ่ เครืองสบู (Pump) ทถี งั ตกตะกอนขนั สอง เพอื นาํ ตะกอน

สลดั จช์ ีวภาพกลบั ไปใชใ้ หม่ทถี งั ปฏิกิรยิ าอย่แู ลว้ ดงั นนั สามารถต่อทอ่ ลดั (Bypass) เพือสบู
นาํ ทิงไดจ้ ากเครืองสบู ตวั เดยี วกนั จึงเป็นการประหยดั พลงั งาน และใชป้ ระโยชนใ์ หค้ มุ้ คา่ ทีสดุ
การคาํ นวณสาํ หรบั ระบบเอเอสจะใชห้ ลกั จลนศาสตรข์ องจลุ ชวี วิทยารว่ มกบั หลกั การสมดุลมวลสาร
(มวลสารในทีนกี ค็ ือ มวลชวี ภาพ และสารอาหารหรอื บโี อด)ี ณ สถานะคงตวั ทีไดอ้ ธิบายมาแลว้ ดงั นี

มวลชวี ภาพเขา้ สรู่ ะบบ + มวลชวี ภาพทีเปลียนแปลง = มวลชวี ภาพทอี อกจากระบบ (8–1)
(เตบิ โตในถงั ปฏกิ ิรยิ า) (ในนาํ ออก + สลดั จท์ ีทงิ )

Qi Xi  V  m XS  kd X  = (Qi  Qw ) X e  Qw X u (8–2)
Ks  S (8–3)

สารอาหารเขา้ สรู่ ะบบ + สารอาหารทีเปลียนแปลง = สารอาหารทีออกจากระบบ
(สารอาหารถกู ใชไ้ ปถงั ปฏกิ ริ ยิ า)

163

Qi Si V m XS = (Qi  Qw )S  QwS (8–4)
Y(Ks  S)

โดย Qi = อตั ราไหลของนาํ ส่รู ะบบ, ลกู บาศกเ์ มตรต่อวนั (ลบ.ม.ตอ่ วนั )
QR
Qw = อตั ราไหลของสลดั จท์ ีกลบั เขา้ ระบบ, ลบ.ม.ตอ่ วนั
QU = อตั ราไหลของสลดั จท์ ีทงิ จากระบบ, ลบ.ม.ตอ่ วนั
Xi = อตั ราไหลของสลดั จท์ ีออกจากถงั ตกตะกอนขนั สอง, ลบ.ม.ตอ่ วนั
X = ความเขม้ ขน้ ของมวลชวี ภาพในนาํ เขา้ ส่รู ะบบ, กโิ ลกรมั ตอ่ ลบ.ม.
Xe
Xu = ความเขม้ ขน้ ของมวลชวี ภาพในถงั ปฏิกริ ยิ า, กิโลกรมั ตอ่ ลบ.ม.
Si = ความเขม้ ขน้ ของมวลชวี ภาพในนาํ ทอี อกจากระบบ, กโิ ลกรมั ตอ่ ลบ.ม.
S = ความเขม้ ขน้ ของมวลชวี ภาพทรี ะบายจากถงั ทาํ นาํ ใสขนั สอง, กิโลกรมั ต่อ ลบ.ม.

V = ความเขม้ ขน้ ของสารอาหาร (บีโอดี) ในนาํ ทเี ขา้ ส่รู ะบบ, กโิ ลกรมั ตอ่ ลบ.ม.
= ความเขม้ ขน้ ของสารอาหาร (บีโอดี) ในถงั ปฏกิ ิรยิ า และในนาํ ทีออกจากระบบ,
µm กโิ ลกรมั ตอ่ ลบ.ม.

Ks = ปรมิ าตรของถงั ปฏิกิรยิ า ลบ.ม.
= สมั ประสทิ ธิอตั ราการเติบโตจาํ เพาะทีสงู ทสี ดุ , ตอ่ วนั
kd = ความเขม้ ขน้ ของสารอาหารทีจาํ กดั การเติบโตของจลุ ินทรยี ท์ ีสมั พนั ธก์ บั
Y ครงึ หนงึ ของคา่ สมั ประสทิ ธิอตั ราการเตบิ โตจาํ เพาะทีสงู ทสี ดุ (Half

Velocity Constant), กิโลกรมั ตอ่ ลบ.ม.
= คา่ สมั ประสทิ ธิการตายของจลุ ินทรยี ,์ ต่อวนั
= ประสทิ ธิภาพการผลติ มวลชวี ภาพ (Growth Yield), มลิ ลิกรมั ของปริมาณ

มวลชวี ภาพทีเพิมขึนตอ่ มลิ ลกิ รมั ของสารอาหารทีใชไ้ ป

จากสมมตุ ฐิ านทีตงั ไว้ สมการ ( – ) และ ( – ) สามารถเขียนในรูปต่อไปนี

mS = Qw X u  kd (8–5)
Ks  S VX (8–6)
(8–7)
และ mS = QiY (Si  S)
ซงึ รวมกนั ได้ Ks  S VX

Qw X u = QiY (Si  S)  kd
VX VX

โดยค่าส่วนกลบั ของ Qi และ Qw X u กค็ ือระยะเวลากกั เกบ็ ของนาํ และมวลชวี ภาพในระบบ ซงึ เป็น
V VX
ค่าทีมคี วามสาํ คญั ในการวเิ คราะหแ์ ละออกแบบ

164

V = H (8–8)
Qi

และ VX = C (8–9)
โดย  H = Qw X u

C = ระยะเวลากกั เกบ็ ของนาํ ในระบบ, วนั
ระยะเวลากกั เก็บของมวลชวี ภาพในระบบ (Mean Cell Residence Time), วนั

สมการ ( – ) แสดงระยะเวลาเฉลียของจลุ ชีพในระบบ (Mean Cell Residence Time) ในระบบทไี มม่ ี
การนาํ สลดั จก์ ลบั มาใช้ คา่ H = C ในระบบทีมีการนาํ สลดั จก์ ลบั มาใชค้ ่า C จะมคี า่ สงู กวา่ H สมการ ( –
) ยงั แสดงวา่ ระยะเวลาเฉลียของจลุ ชพี ในระบบสามารถควบคมุ ไดด้ ว้ ยการควบคมุ อตั ราไหลของสลดั จท์ ีทงิ จาก
ระบบ (Qw)
เมอื แทนคา่ จากสมการ ( –8) และ ( – ) กลบั ไปในสมการ ( – ) และจดั รูปใหมจ่ ะได้

1 = Y (Si  S )  kd (8–10)
C H X

หรอื

H = Y (Si  S )  kd (8–11)
C X
H

จะเหน็ ไดว้ า่ กา่ รควบคมุ สดั สว่ นของ H ในระบบมคี วามสาํ คญั ต่อการรกั ษาปรมิ าณความเขม้ ขน้ ของ

C

มวลชวี ภาพในระบบและต่อประสทิ ธิภาพของการบาํ บดั ซึงกค็ อื ผลต่างของความเขม้ ขน้ ของสารอาหาร (บีโอด)ี
ในนาํ ทีเขา้ สรู่ ะบบและะความเขม้ ขน้ ของสารอาหาร (บโี อดี) ทอี อกจากระบบ (Si - S) ดว้ ย โดยถา้ C เพิมขึน
ในขณะทีตวั แปรอืนคงที ทาํ ให้ S มคี ่านอ้ ย ประสทิ ธิภาพของระบบจะเพิมขึน หรอื อีกนยั หนึงคือระบบจะ
สามารถรบั ปรมิ าณสารอาหาร (บีโอด)ี ไดส้ งู ขึน เพราะคา่ S จะมีค่าตาํ ตามมาตรฐานไม่เกิน มลิ ลกิ รมั ตอ่
ลิตร
นอกเหนือจากคา่ C ทไี ดก้ ล่าวมาแลว้ ตวั แปรทีตอ้ งคาํ นงึ ถงึ ในการออกแบบระบบเอเอสไดแ้ ก่ คา่
อตั ราสว่ นของปรมิ าณอาหารตอ่ ปรมิ าณจลุ ชพี (Food to Microorganism Ratio, F / M ) และภาระแบกรบั
สารอนิ ทรยี เ์ ชงิ ปรมิ าตร (Volumetric Loading)
ค่า F / M คาํ นวณไดด้ งั นีคอื

F/M = Si (8–12)
H X

ผลคณู ของค่า F / M และประสิทธิภาพการบาํ บดั ของระบบของระบบ เรียกว่าคา่ การใชส้ ารอาหาร
จาํ เพาะของแบคทีเรยี (Specific Utilization rate, U) ซงึ กค็ ือการวดั อตั ราการใชส้ ารอาหาร (บีโอดี) ทีถกู ใชโ้ ดย
จลุ ชพี ทีอยใู่ นนาํ ปรมิ าตรหนึงหนว่ ย ซงึ แสดงไดด้ งั นี

165

U= (F / M )(Si  S ) (8–13)
Si

หรอื

U= Si  S (8–14)
ความสมั พนั ธร์ ะหว่าง F / M และ C เป็นดงั นีคือ H X

1 = YU  kd (8–15)
C

สมการ ( –15) ก็คอื สมการเดยี วกับสมการ ( – ) นนั เอง สมการ ( –13) ถึง ( –15) แสดง
ความสมั พนั ธว์ า่ ถา้ คา่ ใดค่าหนงึ ระหว่าง F / M และ C เพิมอกี คา่ หนึงตอ้ งลด ค่า F / M โดยทวั ไปผนั แปร
อยรู่ ะหว่าง . – . สว่ นค่า C จะอยใู่ นช่วง – วนั สาํ หรบั ค่า H โดยทวั ไปจะอยใู่ นชว่ ง – ชวั โมง
ซงึ ขึนกบั คา่ ภาระบรรทุกของสารอินทรยี ์ (Organic Loading) ทเี ขา้ สรู่ ะบบ ซงึ โดยทวั ไปจะอยใู่ นช่วงตงั แต่ .
ถงึ กว่า . กโิ ลกรมั ต่อ ลบ.ม. ตอ่ วนั

ภาระแบกรบั สารอนิ ทรียเ์ ชงิ ปริมาตร (VL) คาํ นวณไดจ้ าก

VL = Qi Si (8–16)
V
โดย VL = ภาระแบกรบั สารอนิ ทรียเ์ ชิงปรมิ าตร, กโิ ลกรมั ตอ่ ลบ.ม. ต่อ วนั

สาํ หรบั ปรมิ าณสลดั จท์ ีเกดิ จากระบบทงั หมด (Ps) สามารถคาํ นวณไดจ้ าก

Ps = YobsQi (Si  S ) (8–17)

โดย

Yobs = Y (8–18)
1 kdC

โดย Ps = ปรมิ าณสลดั จท์ ีเกดิ จากระบบ, กิโลกรมั ต่อวนั
Yobs = ปรมิ าณการผลิตของมวลชวี ภาพทเี กิดจรงิ (Observed Yield)

ความเขม้ ขน้ ของมวลชวี ภาพ หรอื ทีมกั จะเรยี กว่าเป็นปรมิ าณของแขง็ แขวนลอย (Mixed-Liqour
Suspended Solids, MLSS) ในถงั ปฏกิ ริ ยิ า (ถังเติมอากาศ) จะมคี วามสมั พนั ธก์ บั H และ C ซงึ สามารถ
คาํ นวณไดจ้ ากการแกส้ มการ ( – ) เพอื หาคา่ X ซงึ จะไดเ้ ป็น

166

X = CY (Si  S) (8–19)
 H (1  kdC )

สมการ ( –19) แสดงว่าถา้ ตวั แปรอืนๆ คงที การเพมิ C จะทาํ ให้ X เพมิ ขึน
จะเหน็ ไดว้ า่ การเพมิ ค่า C จะทาํ ใหค้ ่า S ทอี อกจากระบบลดลงและค่า X เพิมขึน ดงั นนั ถา้ ควบคมุ
C ไดก้ จ็ ควบคมุ ทงั สองค่าดงั กล่าวได้
ถึงแมว้ า่ สมการ ( –19) จะบ่งชวี า่ การลดระยะเวลากกั เก็บของนาํ ในระบบ (H ) ในขณะทตี วั แปรอนื ๆ
ไมม่ ีการเปลียนแปลง จะทาํ ใหค้ า่ ความเขม้ ขน้ ของมวลชวี ภาพในระบบ (X) เพิมขึนกต็ าม แต่ก็มีขอ้ จาํ กดั
เนอื งจากวา่ ถา้ ระยะเวลากักเกบ็ ของนาํ ในระบบลดลงไปเรือยๆ จนมีคา่ นอ้ ยกว่าเวลาทีใชใ้ นการสรา้ งเซลลใ์ หม่
เซลลจ์ ะถกู ชะออกจากระบบ (Wash Out) กอ่ นทจี ะมกี ารเตบิ โตและแบ่งตวั และมีผลทาํ ให้ X ลดลง และความ
แตกตา่ งระหวา่ ง Si และ S ในถงั ปฏิกิรยิ า (S) ลดลงจนในทีสดุ ไมแ่ ตกตา่ ง ซงึ หมายถงึ วา่ ไมม่ กี ารบาํ บดั เกดิ ขึน

2) ระบบเอเอสทใี ชถ้ ังปฏกิ ิริยาแบบไหลตามกนั
ดว้ ยหลกั การเดียวกนั โดยหลกั การสมดลุ มวลสาร รูปที - 8 แสดงระบบเอเอสทสี ถานะคงตวั ในระบบ
ทใี ชถ้ งั ปฏิกิรยิ าแบบไหลตามกนั นาํ ทเี ขา้ สรู่ ะบบ (Influent) มีอตั ราการไหลเรมิ ตน้ เป็น Qi มีความเขม้ ขน้ ของ
สารอาหาร (หรอื บีโอด)ี เรมิ ตน้ เป็น Si และมีความเขม้ ขน้ ของจลุ ชพี เรมิ ตน้ เป็น Xi เขา้ สถู่ งั ปฏกิ ริ ยิ าแบบไหล
ตามกนั มีปริมาตรเป็น V พรอ้ มกบั สลดั จท์ ียอ้ นกลบั (Sludge Return) ทมี อี ตั ราการไหลเป็น QR และมคี วาม
เขม้ ขน้ ของจลุ ชีพเป็น Xu (สมมตุ วิ า่ ในสลดั จย์ อ้ นกลบั มปี รมิ าณสารอาหารนอ้ ยมาก) แลว้ เกดิ ปฏกิ ริ ยิ าชวี ภาพ
ในถงั ปฏกิ ิรยิ าจนมีความเขม้ ขน้ สดุ ทา้ ยของจลุ ชีพและความเขม้ ขน้ ของสารอาหารทอี อกจากถงั ปฏกิ ริ ยิ าเป็น X
และ Se ตามลาํ ดบั ซงึ ในกรณีนจี ะแตกตา่ งกบั กรณถี งั กวนสมบรู ณเ์ พราะค่า X และ Se จะไม่เทา่ กบั คา่ ความ
เขม้ ขน้ จลุ ชพี และของสารอาหารในถงั ปฏิกิรยิ า เนืองจากความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพและสารอาหารในถังปฏกิ ริ ยิ า
แบบไหลตามกนั จะไมเ่ ป็นคา่ เดยี ว โดยจะมีการเปลียนแปลงไปตามเวลาทีอย่ใู นถงั ปฏกิ ิรยิ าหรอื กค็ อื ในทิศทางที
นาํ เสยี ไหลไปตามความยาวของถงั นนั เอง เนืองจากไมม่ กี ารกวนผสมของสารตามความยาวของถงั ปฏิกริ ยิ าใน
แนวทางไหลของสาร แตจ่ ะมกี ารผสมในระนาบทีตงั ฉากกบั ทศิ ทางการไหล (Transverse Plane) ตามหลกั การ
ของถงั ปฏิกิรยิ าแบบไหลตามกนั ในอดุ มคติ จงึ แสดงคา่ ความเขม้ ขน้ ทีไม่คงทีโดยสญั ลกั ษณ์ [S, X] ในรูปที -
18 เมอื นาํ จากผา่ นถงั ปฏิกิรยิ าเขา้ มาส่ถู งั ทาํ นาํ ใสขนั สอง (Secondary Clarifier) มวลชวี ภาพจะจมตวั ลงและ
ขน้ ขึน สลดั จท์ รี ะบายออก (Sludge Underflow) ทมี ีความเขม้ ขน้ ของจลุ ชพี เป็น Xu ( Xu ตอ้ งมคี า่ มากกว่า X )
และมีอตั ราการไหลเป็น Qu บางส่วนจะสง่ กลบั ไปใชใ้ นถงั ปฏกิ ริ ยิ าเรียกสลดั จย์ อ้ นกลบั มีอตั ราการไหลเป็น QR
และมีความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพเป็น Xu ดงั ทไี ดก้ ลา่ วมาแลว้ อกี ส่วนหนึงจะกลายเป็นสลดั จท์ ีถกู ทิง (Wasted
Sludge) ทมี อี ตั ราการไหลเป็น Qw และมีความเขม้ ขน้ ของจลุ ชพี เป็น Xu เช่นกัน (ดงั นนั QR + Qw = Qu) สว่ น
นาํ ทีผ่านออกจากถงั ทาํ นาํ ใสขนั สองและออกจากระบบ (Effluent) จะมคี วามเขม้ ขน้ ของสารอาหาร (หรอื บโี อด)ี
สดุ ทา้ ยเป็น Se เช่นเดยี วกบั ทีออกจากถงั ปฏกิ ิรยิ า และมีอตั ราการไหลเป็น Qi - Qw ส่วนความเขม้ ขน้ ของจลุ
ชีพในนาํ ทีออกจากระบบมคี า่ เป็น Xe และเชน่ กนั โดยทวั ไปจะใชส้ มมตุ ฐิ านทวี ่า ความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพเริมตน้
(Xi) และความเขม้ ขน้ ของจลุ ชีพในนาํ ทอี อกจากระบบ (Xe) มคี า่ นอ้ ยมากเมือเทียบกบั คา่ ความเขม้ ขน้ ของจลุ
ชพี ในถงั ปฏกิ ริ ยิ า (X)

167

รูปที - ระบบเอเอสทใี ชถ้ ังปฏกิ ริ ยิ าแบบไหลตามกนั ทสี ถานะคงตวั (Steady State)

การคาํ นวณสาํ หรบั ระบบเอเอสทีใชถ้ งั ปฏิกิรยิ าแบบไหลตามกนั จะแตกตา่ งจากการคาํ นวณทีไดแ้ สดง
ไวส้ าํ หรบั ระบบทีใชถ้ งั ปฏิกิรยิ าแบบกวนสมบูรณ์ โดยคา่ ความเขม้ ขน้ ของมวลชีวภาพหรือปรมิ าณของแขง็
แขวนลอย (MLSS) และค่า C ในระบบเอเอสทีใชถ้ งั ปฏิกิรยิ าแบบไหลตามกนั ทีมกี ารนาํ สลดั จย์ อ้ นกลบั มาใช้
สามารถคาํ นวณไดด้ งั สมการทีแสดงโดย Peavy et al. ( ) ดงั นี

X = CY (Si  S) (8–20)
 H (1  kdC )

โดย X = ปรมิ าณเฉลียของความเขม้ ขน้ ของมวลชวี ภาพในถงั ปฏิกิรยิ า, กโิ ลกรมั ต่อ ลบ.ม.
และ

1 = m (Si  Se ) S0  kd (8–21)
C Se )  (1   )(K S Se
(Si  ln )

โดย  = สดั ส่วนของการวนกลบั (Recycle Factor) = Q (ควรจะมีคา่ > 5)
QR

S0 = ความเขม้ ขน้ ของสารอาหารหลงั จากผสมกบั สลดั จท์ ีวนกลบั , กิโลกรมั ต่อ ลบ.ม.

ซงึ S คาํ นวณไดจ้ าก

S0 = Si  Se (8–22)
1

โดยทวั ไประบบเอเอสทใี ชถ้ งั ปฏิกิรยิ าแบบกวนสมบูรณจ์ ะมขี อ้ ไดเ้ ปรียบระบบเอเอสทีใชถ้ งั ปฏิกิรยิ า
แบบไหลตามกนั ในกรณีทีนาํ เขา้ มกี ารเปลียนแปลงปรมิ าณความเขม้ ขน้ และอตั ราการไหลค่อนขา้ งสงู เพราะนาํ
เสยี จะถกู เจอื จางในถงั เตมิ อากาศแบบกวนสมบรู ณท์ นั ที ทาํ ใหล้ ด “Shock Load” ของระบบซงึ อาจเกดิ ในถงั
เติมอากาศแบบไหลตามกนั และมผี ลใหค้ ณุ ภาพนาํ ทีออกมาไมส่ มาํ เสมอ สว่ นในกรณีทีนาํ เสยี มคี วามสมาํ เสมอ
ทงั ในแงข่ องอตั ราการไหลและความเขม้ ขน้ หรือกล่าวไดว้ า่ ระบบไดร้ บั ภาระแบกรบั นาํ เสยี ค่อนขา้ งคงที

168

ขอ้ ดีของระบบเอเอสทีใชถ้ งั เตมิ อากาศแบบไหลตามกนั คือจะไดส้ ลดั จท์ ีมีการจมตวั ดีกวา่ ในทาง
ทฤษฎี ถงั เตมิ อากาศแบบไหลตามกนั จะมปี ระสิทธิภาพสงู กว่าแบบกวนสมบรู ณใ์ นกรณีทีมเี วลากกั เก็บเทา่ กนั
แต่ในทางปฏบิ ัติ ระบบแบบไหลตามกนั อย่างในอดุ มคติเกดิ ขึนไดย้ าก เนืองจากจะมกี ารแพรก่ ระจายตามความ

ยาว (Longitudinal Dispersion) เกิดขึนเสมอ และดงั ทีไดก้ ลา่ วมาแลว้ วา่ ระบบแบบไหลตามกนั รบั Shock
Load ไดไ้ มด่ ี ทาํ ใหป้ ระสิทธิภาพของทงั สองระบบไมต่ ่างกนั มากนกั
ในการออกแบบระบบเอเอส สิงทสี าํ คญั ทีตอ้ งคาํ นึงถงึ อีกแประการหนึงกค็ อื ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งถงั

เตมิ อากาศซงึ เป็นระบบชวี ภาพและถงั ตกตะกอนขนั สอง ในถงั เตมิ อากาศ ความเขม้ ขน้ ของมวลชวี ภาพทีสงู และ
ระยะเวลาเตมิ อากาศทีสนั อาจจะทาํ ใหก้ ารบาํ บดั บีโอดเี ป็นไปอยา่ งมีประสิทธิภาพ อยา่ งไรกต็ าม ขนาดของถงั
เตมิ อากาศทีลดลงจะถกู ชดเชยดว้ ยถงั ตกตะกอนขนั สองทมี ีขนาดใหญ่ขึนเพือทาํ ใหน้ าํ ใสและผลิตสลดั จท์ ีขน้ พอ
ดว้ ยเหตนุ ี ความเขม้ ขน้ สงู สดุ ของมวลชวี ภาพในถงั เติมอากาศทีเป็นไปไดจ้ ะถกู กาํ หนดโดยขนาดของถงั

ตกตะกอนขนั สอง
ขอ้ มลู สมั ประสทิ ธิทางจลนศาสตรส์ าํ หรบั จลุ ชีพในระบบเอเอสแสดงในตาราง – ดงั นี

ตาราง –6 ขอ้ มลู สมั ประสทิ ธิจลนศาสตรส์ าํ หรบั จลุ ชพี ในระบบเอเอส

สัมประสิทธิ หน่วย ช่วงทพี บ ค่าทวั ไป
จลนศาสตร์
2 – 10 5
µm ต่อวนั 25 – 100 60
10 – 60 40
Ks มก. ตอ่ ลติ รของ BOD5 0.4 – 0.8 0.6
มก. ต่อ ลติ รของ COD 0.3 – 0.6 0.4
0.06 – 0.15 0.10
Y มก. ของแข็งแขวนฃอยทีระเหยได้ (VSS) ตอ่ มก. BOD5
มก. ของแขง็ แขวนฃอยทีระเหยได้ (VSS) ตอ่ มก. COD

kd ตอ่ วนั

ทีมา Metcalf & Eddy, Inc. (2003)

3) ปรมิ าณออกซิเจนทตี ้องการในระบบเอเอส
ปรมิ าณออกซเิ จนทตี อ้ งการทงั หมดก็คือ ปรมิ าณออกซเิ จนทีตอ้ งการเพอื ออกซไิ ดซส์ ารอนิ ทรยี ์ (บโี อดี)
ไปเป็นคารบ์ อนไดออกไซด์ อยา่ งไรกต็ าม สารอินทรยี เ์ หล่านีบางสว่ นจะถกู เปลียนไปเป็นเซลลข์ องจลุ นิ ทรยี ์ (เป็น
แหล่งคารบ์ อน) ซึงในทีสดุ จลุ นิ ทรยี เ์ หลา่ นีจะถกู กาํ จดั ทิงออกจากระบบและไมถ่ กู ออกซไิ ดซ์
ดงั นนั ในระบบเอเอสซงึ มีปรมิ าณจลุ ชพี หนาแน่นสงู ในระบบ ความตอ้ งการออกซเิ จนทงั หมดจะ
คาํ นวณไดจ้ าก ปรมิ าณออกซเิ จนทีถกู ใชไ้ ปเพอื ออกซไิ ดซบ์ ีโอดลี บดว้ ยปรมิ าณออกซเิ จนทีใชใ้ นการในการ
ออกซิไดซเ์ ซลลข์ องจลุ ินทรยี ์ (C5H7NO2) ซงึ ปรมิ าณออกซเิ จนดงั กลา่ วแสดงในสมการดงั ตอ่ ไปนี

C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + พลงั งาน (8–23)
มวลโมเลกลุ ()
อตั ราสว่ น .

169

ความตอ้ งการออกซเิ จน (OD) ตามทฤษฎี ทีใชใ้ นการกาํ จดั สารอนิ ทรียจ์ ากนาํ เสยี ในระบบเอเอส
คาํ นวณไดจ้ าก

OD = ปรมิ าณบีโอดที ีถกู กาํ จดั – . (มวลชวี ภาพทีทงิ จากระบบ) (8–24)
(กิโลกรมั O2 ตอ่ วนั ) (กโิ ลกรมั O2 ตอ่ วนั ) (กิโลกรมั O2 ต่อวนั )

ซงึ สมการ ( –2 ) สามารถเขยี นไดด้ ว้ ยความสมั พนั ธด์ งั นี

OD = Qi (UBODi UBOD)  (103 g / kg)1 1.42(PS ) (8–25)

โดย OD = ความตอ้ งการออกซเิ จนตามทฤษฎ,ี กิโลกรมั O2 ต่อวนั
Qi = อตั ราไหลของนาํ ส่รู ะบบ, ลบ.ม.ต่อ วนั
UBODi = ความตอ้ งการออกซเิ จนทางชวี ภาพสงู สดุ ในนาํ ทเี ขา้ ส่รู ะบบ,
UBOD
Ps มก. ต่อ ลติ ร (หรอื กรมั ต่อ ลบ.ม.)
= ความตอ้ งการออกซเิ จนทางชวี ภาพสงู สดุ ในนาํ ทอี อกจากระบบ,

มก. ต่อ ลิตร (หรอื กรมั ต่อ ลบ.ม.)
= ปรมิ าณสลดั จท์ ีเกิดจากระบบ, กิโลกรมั ตอ่ วนั

โดยทวั ไป ความเขม้ ขน้ ของสารอาหารจะวดั เป็นค่าบีโอดีทีเกดิ ขึนใน วนั (BOD5) ดงั นนั จงึ ตอ้ งนาํ คา่
BOD5 มาคาํ นวณค่า ความตอ้ งการออกซเิ จนทางชีวภาพสงู สดุ (UBOD) ซงึ UBOD ก็คือคา่ ความเขม้ ขน้ ของ
สารอาหาร (Substrate) นนั เอง

ในกรณีทีเกดิ ไนตรฟิ ิ เคชนั (Nitrification) ความตอ้ งการออกซเิ จนจะเพมิ มากขึน ถา้ แอมโมเนยี ถกู
ออกซไิ ดซจ์ นเป็นไนเตรต ความตอ้ งการออกซเิ จนจะเป็นดงั ตอ่ ไปนี

OD,N = [(UBODi UBOD)  4.57(Ni  N )]Qi  (103 g / kg)1 1.42(PS )
โดย OD,N
(8–26)
Ni = ความตอ้ งการออกซเิ จนตามทฤษฎีในกรณีทีเกดิ ไนตรฟิ ิเคชนั ,
N
กโิ ลกรมั O2 ตอ่ วนั
= ปรมิ าณไนโตรเจนในรูป Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) ทเี ขา้ ส่รู ะบบ,

มก. ตอ่ ลติ ร (หรือ กรมั ตอ่ ลบ.ม.)
= ปรมิ าณไนโตรเจนในรูป TKN ทอี อกจากระบบ,

มก. ต่อ ลิตร (หรือ กรมั ตอ่ ลบ.ม.)

ดงั นนั ถา้ ทราบประสิทธิภาพการสง่ ผ่านมวลสารของออกซเิ จน ค่าความตอ้ งการออกซเิ จนทีแทจ้ รงิ จะ
สามารถคาํ นวณได้

170

ปรมิ าณอากาศทีใหแ้ ก่ระบบจะตอ้ ง
(1) เพยี งพอกับคา่ บีโอดี
(2) เพยี งพอกับการเกดิ Endogenous Respiration ของจลุ ชีพในสลดั จ์
(3) ทาํ ใหเ้ กิดการกวนผสมอยา่ งเพยี งพอ
(4) ทาํ ใหใ้ นถงั ปฏิกิรยิ ามีออกซเิ จนละลายอยา่ งนอ้ ย – มิลลิกรมั ตอ่ ลิตร
ในการออกแบบ ขนาดของอปุ กรณเ์ ตมิ อากาศควรจะถกู เผือใหม้ ากกวา่ ทีคาํ นวณไวอ้ ยา่ งนอ้ ย เท่า
ของภาระบรรทกุ บีโอดีเฉลียทีเขา้ สรู่ ะบบ และควรมีออกซเิ จนละลายในถงั ปฏกิ ิรยิ าเหลืออยา่ งนอ้ ย มลิ ลกิ รมั
ต่อลติ รทีภาระบรรทกุ บโี อดเี ฉลีย และ . มลิ ลิกรมั ตอ่ ลิตรทีภาระบรรทุกบโี อดสี งู สดุ

ตัวอยา่ ง - ระบบเอเอสระบบหนึงถกู ออกแบบสาํ หรบั การบาํ บดั นาํ เสียชมุ ชนทมี ีนาํ เสียปริมาณ ,
ลบ.ม. ต่อ วนั หลงั จากนาํ เสียผ่านถงั ตกตะกอนขนั แรกจะมคี ่าบีโอดีเป็น มก.ลติ ร และนาํ เสียทีออกจากระบบจะตอ้ ง
มีค่าบโี อดตี าํ กว่า มก.ลิตร ระบบนีถกู กาํ หนดใหใ้ ชถ้ งั ปฏิกริ ยิ าแบบกวนสมบรู ณ์ ดงั แสดงในรูป เนืองจากไมม่ ขี อ้ มลู
จลนศาสตรจ์ ากระบบนาํ รอ่ ง ใหใ้ ชค้ ่าจลนศาสตรจ์ ากตาราง - กาํ หนดใหค้ วามเขม้ ขน้ ของมวลชีวภาพในถงั ปฏกิ ิริยา
และในสลดั จท์ รี ะบายออกจากถงั ตกตะกอนขนั สองมีค่าเป็น , มก.ตอ่ ลิตร และ , มก.ต่อลติ ร ตามลาํ ดบั ให้
คาํ นวณปรมิ าตรของถงั ปฏกิ ิริยา ปริมาณของของแขง็ ทีจะทิงต่อวนั และสดั สว่ นของนาํ ทียอ้ นกลบั มาส่ถู งั ปฏกิ ริ ยิ า
(Recycle Ratio)

วธิ ที าํ 1. เลือกค่า C ของระบบเป็น วนั จากสมการ ( –10)

1 = Y (Si  S )  kd
C H X

แทนค่า Y , kd จากตาราง - และ H = V ,
Qi

1 = QiY (Si  S )  kd
C VX

0.1 d- 1 = 10,000m3/d (0.6) (0.2 kg/m3 - 0.02 kg/m3 )  0.06 d-1
3.5 kg/m3 (V )

V= 1,929 m3

ดังนัน ถงั ปฏกิ ิริยามปี ริมาตรเป็ น , ลบ.ม.

171

2. จากสมการ ( –9) คาํ นวณปรมิ าณของแขง็ ทีตอ้ งนาํ ไปทงิ

C = VX
Qw X u

Qw X u = VX = 1,929m3 x 10kg/m 3
= 10d
C

1,929 kg/d

ดงั นัน ปรมิ าณสลัดจท์ ที งิ มีคา่ เป็ น , กิโลกรมั ต่อวัน

เนืองจากความเขม้ ขน้ ของสลัดจท์ รี ะบายออก (Xu) เป็ น , มก.ตอ่ ลติ ร หรือ

กโิ ลกรมั ตอ่ ลบ.ม.

Qw = 1,929kg/d = 193 m3/d
10kg/m 3

ดงั นัน ปริมาตรของสลดั จท์ ีทงิ มีคา่ เป็ น ลบ.ม. ต่อวัน
3. สมดลุ มวลสารของถงั ตกตะกอนขนั สองคือ

(Qi+QR)X= (Qi – QW ) Xe +(QR + QW) XU

สมมตุ ิว่าปริมาณมวลชีวภาพในนาํ ออกมีคา่ นอ้ ยมากเมือเทียบกบั มวลชวี ภาพในถงั ปฏกิ ิรยิ าและในสลดั จร์ ะบายจากถงั

ตกตะกอนขนั สอง จะได้

Qi X +QRX = QR XU + QW XU

QR(XU – X) = Qi X – QW XU

QR = Qi X  QW XU
XU  X

= (10,000m3/d)(3.5kg/m3 ) -1,929kg/d
(10  3.5) kg/m3

= 5,088 m3/d

QR = 5,088 = 0.51
Qi 10,000

ดังนันสัดสว่ นของนาํ ทยี ้อนกลบั มาส่ถู ังปฏกิ ริ ยิ า (Recycle Ratio) คอื .

8.2 ระบบบ่อผึง

ระบบบ่อผึง (Oxidation Ponds) หรอื ทีเรยี กวา่ บอ่ ปรบั เสถียร (Stabilization Ponds) ใชเ้ ป็นบอ่ กกั นาํ
ทงิ ทมี ีความลกึ ของบ่อไมม่ ากนกั ทเี รยี กว่าปรบั เสถียรเพราะสารอนิ ทรียจ์ ะถกู กาํ จดั โดยจลุ ชพี แขวนลอยอย่ใู นนาํ
โดยการออกซิไดซเ์ ป็นคารบ์ อนไดออกไซดแ์ ละไมเ่ กดิ ปฏิกริ ยิ าต่อไปอีกทาํ ใหไ้ ม่เกดิ ความเนา่ เหม็น ในการ
ออกแบบระบบบอ่ ผึงแดดบาํ บดั นาํ เสียใหไ้ ดม้ าตรฐาน โดยทวั ไปจะเป็นระบบบอ่ คอื มีหลายบ่อต่อเนืองกนั ตอ้ งมี
ระยะเวลาเกบ็ กกั รวมกนั ไมต่ าํ กว่า วนั รูปรา่ งและความลกึ ของบ่อขึนอยกู่ บั จดุ ประสงคใ์ นการบาํ บดั นาํ ทิง
ระบบนีเป็นนิยมใชก้ นั มากในชมุ ชนขนาดเล็ก เนืองจากคา่ ใชจ้ า่ ยในการก่อสรา้ งและดาํ เนนิ การตาํ ตอ้ งการ
พลงั งานนอ้ ยเนอื งจากไมม่ ีการเตมิ อากาศหรอื เตมิ เป็นครงั คราวและไม่ตอ้ งมกี ารควบคมุ ดแู ลอย่างพิถีพถิ นั

172

การจาํ แนกประเภทของบอ่ ผึงสามารถทาํ ไดห้ ลายวิธี แตว่ ิธีทีนยิ มทีสดุ คือ จาํ แนกตามระดบั ออกซิเจนที
มใี นบอ่ ซงึ แบง่ ไดด้ งั นี

1) บอ่ แอโรบิก (Aerobic Ponds)
บอ่ แอโรบิกเป็นบ่อทีมอี อกซเิ จนทวั ทงั บอ่ และสภาพเป็นแอโรบิกตลอดความลกึ บอ่ แอโรบกิ

ไดร้ บั ออกซเิ จนจากการสงั เคราะหแ์ สงของสาหรา่ ย และจากอากาศ แบคทีเรียจะใชอ้ อกซเิ จนในการ
ยอ่ ยสลายสารอนิ ทรยี ต์ ามรูปที –19 และตาราง – บ่อแอโรบกิ นีแบง่ ออกเป็น แบบ ตาม
วัตถปุ ระสงคก์ ารทาํ งานไดด้ งั นีคอื

ก) บอ่ แอโรบิกอตั ราตาํ (Low Rate Ponds) เป็นบอ่ แอโรบกิ แบบผลิตออกซิเจนใหม้ าก
ทสี ดุ บ่อแบบนีมีความลกึ ไดป้ ระมาณ . –1. เมตร อาจมกี ารกวนเป็นระยะๆ เพือใหไ้ ดป้ ระสิทธิภาพ
ดีทีสดุ โดยใชเ้ ครืองสบู นาํ หรือเครืองเตมิ อากาศแบบผิวหนา้ (Surface Aerator)

ข) บอ่ แอโรบกิ อตั ราสูง (High Rate Ponds) บ่อแอโรบกิ แบบผลติ สาหรา่ ยใหไ้ ดม้ าก
ทสี ดุ หรอื บ่อทีมอี ตั ราการทาํ งานสงู ใชส้ ารอาหารในนาํ ทาํ ใหเ้ กดิ สาหรา่ ยมากทีสดุ แลว้ เกบ็ เกียว
สาหรา่ ยเพอื นาํ โปรตนี ไปใช้ บอ่ แบบนีจะมีอตั ราสว่ นระหวา่ งพืนผวิ ทตี ่อปริมาตรสงู ความลกึ ประมาณ
0.3–0.5 เมตร สิงทอี ย่ใู นบ่อตอ้ งไดร้ บั การกวนหนงึ หรอื สองครงั ตอ่ วนั เพือใหต้ ะกอนทตี กอย่ลู อยขึนมา
และจาํ เป็นตอ้ งมกี ารแยกสาหรา่ ยออกจากนาํ ทงิ ขนั สดุ ทา้ ย
2) บ่อแฟคลั เททฟี (Facultative Ponds)

บอ่ แฟคลั เททีฟ หรอื บอ่ แอโรบิก-แอนแอโรบกิ หรือ กึงแอโรบกิ เป็นบอ่ ทีนยิ มมากทีสดุ ทมี ีชอื
เรยี กเช่นนีเนอื งจากสว่ นบนสดุ ของบ่อจะอยใู่ นสภาพแอโรบิก จากการเตมิ อากาศทีผวิ หนา้ และจาก
ปฏิกิรยิ าสงั เคราะหแ์ สงของสาหรา่ ยซงึ ใหอ้ อกซเิ จน สว่ นล่างของบ่อจะอยใู่ นสภาพแอนแอโรบิก โดย
สารอนิ ทรยี ท์ ตี กตะกอนแลว้ จะถกู ย่อยสลายแบบแอนแอโรบกิ โดยจลุ ินทรีย์ บอ่ แฟคลั เททฟี มคี วามลกึ
ประมาณ . - . เมตร นาํ ทงิ จะถกู กกั เป็นเวลาหลายวนั เพอื ใหค้ งตวั และไมเ่ ป็นทีน่ารงั เกียจเมือ
ปลอ่ ยลงสแู่ หลง่ นาํ กระบวนการบาํ บดั นาํ เสยี ทเี กดิ ขึนมที งั ทางกายภาพ เคมี ชวี ภาพ โดยสาหรา่ ยและ
แบคทีเรยี
3) บ่อแอนแอโรบิกหรือบ่อหมัก (Anaerobic Ponds)

ใชก้ าํ จดั สารอินทรยี ท์ ีมคี วามเขม้ สงู และมีปรมิ าณของแขง็ สงู บอ่ นีถกู ออกแบบใหม้ อี ตั รารบั
สารอนิ ทรียส์ งู มากจนสาหรา่ ยและการเติมออกซิเจนทีผิวหนา้ ไม่สามารถเติมออกซิเจนไดท้ นั สภาพใน
บอ่ จึงไม่มอี อกซเิ จนเหลืออยมู่ ีความลกึ ประมาณ . – . เมตร สารอนิ ทรยี แ์ ละของแขง็ ในนาํ เสียจะ
ถกู ย่อยสลายแบบแอนโรบิกภายในบอ่ นาํ ใสทีออกจากบอ่ จะถกู ปลอ่ ยส่บู อ่ แฟคลั เททฟี เพือบาํ บดั
ต่อไป ลกั ษณะการทาํ งานของบ่อหมกั นเี ป็นเช่นเดยี วกบั ถงั ยอ่ ยสลดั จ์ ซงึ ขึนกบั สมดลุ ระหว่าง
แบคทเี รยี ทีสรา้ งกรดและแบคทเี รยี ทีสรา้ งมเี ทน อณุ หภมู ทิ ีเหมาะสมของบอ่ ควรสงู กวา่ องศา
เซลเซยี ส และคา่ พีเอชชว่ ง . – . ตะกอนทเี กดิ ขึนจากบ่อจึงมนี อ้ ย
4) บอ่ บม่ (Maturation Ponds)

บอ่ บม่ จะใชเ้ ป็นบ่อทีรบั ตอ่ จากบอ่ แฟคลั เททีฟรบั อตั ราสารอนิ ทรยี ต์ าํ มาก โดยมวี ตั ถปุ ระสงค์
เพอื กาํ จดั เชือโรคก่อนปล่อยนาํ ทงิ ลงส่แู หลง่ นาํ ธรรมชาติ การกาํ จดั บโี อดีในบ่อบม่ จะเกดิ ขึนนอ้ ย โดย
สภาพภายในบ่อจะเป็นแอโรบกิ ทงั หมด ลกึ ประมาณ . – . เมตร

173

174 ตาราง –7 ขอ้ มลู ของระบบบาํ บดั แบบบอ่ ชนดิ ต่างๆ

ชนิดของบ่อ

ตัวแปร บ่อแอโรบิก บ่อแอโรบิก บ่อบม่ บอ่ แฟคลั เททีฟ บ่อหมัก สระเตมิ อากาศ

อตั ราตาํ อตั ราสูง – กวนผสมสมบรู ณ์
2,024 – 8,094 8,094 – 40,470
การกวนผสม เป็นครงั คราว เป็นครงั คราว เป็นครงั คราว เฉพาะส่วนบน
(1.3 – 5.1) (5.1 – 25.3)
พนื ท,ี ตรม. นอ้ ยกว่า , 2,024 – 8,094 8,094 – 40,470 8,094 – 40,470 หลายบ่อ หลายบอ่
ต่อแบบอนกุ รม ตอ่ อนกุ รมหรอื ขนาน
(ไร)่ (25.3) (1.3 – 5.1) (5.1 – 25.3) (5.1 – 25.3) 20 – 50 3 – 10
2.4 – 4.9 1.8 – 6.1
หลายบอ่ หลายบอ่ หลายบ่อ หลายบอ่ 6.5 – 7.2 6.5 – 8.0
6 – 50 0 – 30
การทาํ งาน ตอ่ อนกุ รมหรือขนาน ต่ออนกุ รมหรอื ขนาน ตอ่ อนกุ รมหรอื ขนาน ต่ออนกุ รมหรอื ขนาน
30 20
ระยะเวลากกั เกบ็ นาํ (ขึนอย่กู บั สภาพอากาศ),วนั 10 – 40 4–6 5 – 20 5 – 30 22.6 – 282.0 –
80 – 95
ความลกึ , เมตร 0.9 – 1.2 0.3 – 0.5 0.9 – 1.5 1.2 – 2.4 50 – 85 CO2, แบคทเี รยี
CO2, CH4,
pH 6.5 – 10.5 6.5 – 10.5 6.5 – 10.5 6.5 – 8.5 แบคทเี รยี –
ชว่ งอุณหภมู ,ิ oC 80 – 250
อณุ หภมู ทิ ีเหมาะสม, oC 0 – 30 5 – 30 0 - 30 0 – 50 0–5
80 – 160
20 20 20 20

อตั ราภาระบรรทกุ บโี อด,ี กรมั . ตอ่ ตร.ม. ตอ่ วนั 6.8 – 67.5 9.0 – 90.5 นอ้ ยกว่า . 5.6 – 101.5

ประสทิ ธิภาพการลดบีโอด,ี % 80 – 95 80 – 95 60 – 80 80 – 95

ผลติ ภณั ฑห์ ลกั ทเี กิดขนึ สาหรา่ ย, CO2, สาหรา่ ย, CO2, สาหรา่ ย, CO2, สาหรา่ ย, CO2,
ความเขม้ ขน้ ของสาหรา่ ย, มก ต่อ ลติ ร แบคทีเรีย แบคทเี รยี แบคทเี รยี , NO3– แบคทเี รีย, CH4
40 – 100 100 – 260
5 – 10 5 – 20

ปรมิ าณของแขง็ แขวนลอยในนาํ ออก, มก. ตอ่ ลติ ร 80 – 140 150 – 300 10 – 30 40 – 60

ของแข็งแขวนลอยทกุ ชนดิ รวมทงั สาหรา่ ยและแบคทเี รยี นาํ เขา้ มีค่าบีโอดี มก. ต่อ ลติ ร และปรมิ าณของแขง็ แขวนลอย มก. ตอ่ ลติ ร

ทีมา ดดั แปลงจาก สเุ ทพ ( ); Metcalf & Eddy, Inc. (1991); Asian Development Bank (2001)

174

8.2.1 ข้อดีและข้อเสยี ของบอ่ ผงึ
ข้อดี
1. สามารถบาํ บดั นาํ เสียใหส้ ะอาดขึนถงึ ระดบั ทตี อ้ งการ ซงึ นอกจากจะกาํ จดั บโี อดแี ลง้ ยงั สามารถ

กาํ จดั ธาตอุ าหาร (Nutrient) ตา่ งๆ โดยเสยี คา่ ใชจ้ า่ ยทงั ในการลงทนุ และการบาํ รุงรกั ษาตาํ ทสี ดุ ไม่
ตอ้ งการบุคลากรทมี ีความรูค้ วามสามารถสงู
2. สามารถทนทานต่อการเพมิ อยา่ งกะทนั หนั ของอตั ราภาระสารอนิ ทรยี แ์ ละอตั ราการไหล เนืองจาก
ระยะเวลาเกบ็ กกั ทียาวนาน

3. สามารถบาํ บดั นาํ ทิงตา่ งๆ ไดห้ ลายประเภท สามารถบาํ บดั นาํ เสยี จากโรงงานอตุ สาหกรรม และจาก
การเกษตรไดอ้ ย่างมปี ระสิทธิภาพ นาํ เสียจากโรงงานอตุ สาหกรรมทีสามารถยอ่ ยสลายทางชวี ภาพ
ไดด้ ี เช่น โรงงานผลติ ภณั ฑน์ ม และโรงผลิตอาหาร สามารถบาํ บดั รว่ มกบั นาํ เสยี ชมุ ชนอยา่ งไดผ้ ลใน

บอ่ แฟคลั เททฟี
4. ใชพ้ ลงั งานและสารเคมตี าํ เมือเทยี บกับระบบบาํ บดั ชนิดอืน
5. วิธีการสรา้ งระบบงา่ ยต่อการนาํ ทีดินกลบั มาใชเ้ พือจดุ ประสงคอ์ นื ในอนาคต

6. สาหรา่ ยทีผลติ จากบอ่ สามารถใชเ้ ป็นแหลง่ อาหารทีมโี ปรตีนสูง
7. เหมาะสมกบั สภาพภมู อิ ากาศของประเทศไทย เนืองจากมอี ณุ หภมู สิ งู และมแี สงแดดตลอดปี
ข้อเสีย
1. ตอ้ งการพืนทมี าก

2. ในกรณีทีใชบ้ อ่ หมกั อาจมกี ลินเหม็นถา้ ออกแบบหรือควบคมุ ไม่ดี บ่อหมกั จะมกี ลินเป็นทีนา่ รงั เกียจ
ถา้ ตอ้ งรบั ปรมิ าณสารอนิ ทรียส์ งู เกนิ ไป การควบคมุ กลินอาจทาํ ไดโ้ ดยการเพิมคา่ พีเอชของบอ่ โดยมี
ค่าประมาณ ซงึ จะใหซ้ ลั ไฟตส์ ่วนใหญ่ทีเกดิ ขึนจากการรดี กั ชนั ของซลั เฟตอยใู่ นรูปไบซลั ไฟด์
ไอออน (HS–) ซงึ ไม่มกี ลิน หรอื การเวยี นกลบั นาํ ทงิ ทอี อกจากบ่อแฟคลั เททีฟหรอื บอ่ บ่มไปยงั ทางเขา้

บอ่ หมกั
3. นาํ ทงิ จากระบบโดยเฉพาะบอ่ แอโรบกิ อาจมีสาหรา่ ยปะปนอย่ใู นปรมิ าณสงู

4. อาจทาํ ใหเ้ กิดมลพษิ ต่อนาํ ใตด้ นิ

8.2.2 กลไกในการทาํ งานของบอ่ ผงึ
ปฏิกิรยิ าตา่ งๆ ทเี กดิ ขึนในบอ่ ผึงและลกั ษณะการทาํ งานของระบบ แสดงในรูปที - เมอื นาํ เสยี ไหล
เขา้ มาในบอ่ จะมกี ารตกตะกอนเกิดขึนทาํ ใหม้ ีสลดั จท์ ีกน้ บ่อ ในขณะเดียวกนั นนั สว่ นทีไมต่ กตะกอนจะถกู ยอ่ ย
สลายกลายเป็นก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ และสารประกอบของ ไนโตรเจน ฟอสฟอรสั โดยปกติสลดั จท์ ีกน้ บ่อจะมี
การยอ่ ยสลายดว้ ยกระบวนการหมกั แบบไรอ้ อกซเิ จน ทาํ ใหส้ ารอนิ ทรียต์ ่างๆ เชน่ CH4 H2S CO2 และเซลลใ์ หม่
เกิดขึนเมอื มแี สงแดดและอาหารประกอบกบั เวลาและอณุ หภมู ทิ ีเหมาะสม สาหรา่ ยสีเขยี วจะเจรญิ เติบโตไดด้ ี
สาหรา่ ยเหลา่ นีจะใช้ CO2 N และ P ซงึ เกดิ จากการยอ่ ยสลายสารอนิ ทรยี ใ์ นนาํ เสยี ในการขยายพนั ธุแ์ ละสรา้ ง
ออกซเิ จนใหก้ บั นาํ แบคทเี รยี จะตอ้ งใชอ้ อกซิเจนทีสาหรา่ ยผลิตขึนในการหายใจและยอ่ ยสลายสารอินทรียท์ ี
ละลายในนาํ เสีย ดงั นนั แบคทีเรยี และสาหรา่ ยสเี ขยี วในบ่อคงตวั จึงมีชวี ิตอย่รู ว่ มกนั และพึงพาอาศยั กนั ผลที
เกิดขึน ไดแ้ ก่ การเปลียนแปลงของสารละลายอนิ ทรียท์ ีไมค่ งตวั ใหเ้ ป็นสารคงตวั (คารบ์ อนไดออกไซด)์ เซลล์
สาหรา่ ยสีเขียว และแบคทเี รีย

175

(ก)

(ข)

รูปที - (ก) ปฏกิ ริ ยิ าตา่ งๆทเี กดิ ขึนในบ่อผึง และ (ข) การทาํ งานของระบบ

การดาํ เนนิ การใหก้ ระบวนการตา่ งๆ เกดิ ขึนภายในบ่อผึงไดอ้ ย่างสมบรู ณต์ ามทีไดก้ ล่าวมาแลว้ และ
การสรา้ งและการรกั ษาสภาวะแวดลอ้ มภายในบอ่ ใหเ้ หมาะสมสาํ หรบั การเจรญิ เตบิ โตของแบคทเี รียและสาหรา่ ย
สเี ขยี ว เป็นความตอ้ งการเบืองตน้ ในการออกแบบ ทงั นีเพือตอ้ งการรกั ษากล่มุ จลุ นิ ทรียท์ งั สองประเภทใหค้ งอยู่
ในบอ่ ไดโ้ ดยไมส่ ญู พนั ธุไ์ ปอยา่ งงา่ ยดาย ถา้ สภาวะแวดลอ้ มเกิดการเปลียนแปลงก่อนทีแบคทเี รยี และสาหรา่ ยมี
ความพรอ้ มในการเจริญเติบโต กระบวนการกาํ จดั ความสกปรกจะไม่เกิดตามตอ้ งการ

176