เทคโนโลยีช่วยลดการปล่อยน้ำเสีย I TNN Tech Reports

ปัญหามลพิษทางน้ำในประเทศไทย ถือเป็นหนึ่งปัญหาสำคัญด้านสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นจากการขยายตัวของเมืองและชุมชน รวมไปถึงการเติบโตของเศรษฐกิจ ทั้งภาคอุตสาหกรรม และภาคเกษตรกรรม ซึ่งล้วนแล้วแต่มีส่วนทำให้เกิดน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดถูกปล่อยลงสู่แม่น้ำลำคลองสาธารณะ ผลลัพธ์ที่ตามมาคือ แหล่งน้ำที่เคยสะอาดกลายเป็นแหล่งน้ำเสื่อมโทรม มีสีขุ่นดำเป็นภาพที่เราคุ้นตากันและส่งกลิ่นเน่าเสีย ส่งผลกระทบทั้งต่อสุขภาพของคนและสัตว์น้ำไม่สามารถอาศัยอยู่ได้

ประเภทของน้ำเสีย

น้ำเสียจะแบ่งได้ 3 ประเภทตามแหล่งกำเนิด คือ น้ำเสียเกษตรกรรม น้ำเสียโรงงานอุตสาหกรรม และน้ำเสียชุมชน ที่มาจากกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ เช่น จากอาคารบ้านเรือน ซึ่งปัจจุบันได้มีการคิดค้นเทคโนโลยีที่เข้ามาช่วยแก้ปัญหามลพิษทางน้ำ โดยเทคโนโลยีแรกที่เราจะพาไปรู้จัก

เทคโนโลยีระบุแหล่งกำเนิดน้ำเสียด้วยการตรวจจุลินทรีย์ Microbial Source Tracking ; MST

Microbial Source Tracking ; MST คือเทคโนโลยีกลุ่มจุลินทรีย์ในการตรวจระบุแหล่งกำเนิดน้ำเสีย  ซึ่งจะเข้ามาช่วยตรวจสอบและระบุที่มาของแหล่งปล่อยน้ำเสียได้ โดยที่มีหลักฐานยืนยัน เพื่อให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ดำเนินการจัดการแหล่งต้นตอเหล่านั้นได้

โดยคำว่า จุลินทรีย์ ที่หลายคนคุ้นหูมานาน เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ส่อง พบได้ในร่างกายคน สัตว์ และในทุกสภาพแวดล้อม มีทั้งจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ต่อร่างกาย เช่น แลคโตบาซิลลัส ที่ช่วยเสริมสร้างระบบการย่อยและการขับถ่ายได้ หรือ จุลินทรีย์จำพวกยีสต์ที่ใช้ในการทำขนมปัง และกลุ่มจุลินทรีย์ชนิดไม่ดี ก็เป็นสาเหตุทำให้ร่างกายเกิดความเจ็บป่วย และโรคต่าง ๆ ได้ แต่กลุ่มจุลินทรีย์ที่เราจะพาไปดูในวันนี้ สามารถตรวจหาต้นตอของน้ำเสียด้วยการตรวจสอบชนิดของจุลินทรีย์ ว่าจุลินทรีย์ที่พบในน้ำเสีย เป็นจุลินทรีย์ชนิดเดียวกับที่พบในร่างกาย คน หมู หรือ โค หรือไม่

วิธีการทดสอบจะเริ่มจากการเก็บตัวอย่างน้ำในพื้นที่ที่ต้องการทราบแหล่งปล่อยน้ำเสีย โดยใช้อุปกรณ์ที่ผ่านการฆ่าเชื้อ จากนั้นหย่อนลงไปที่ระดับความลึก 30 เซนติเมตรจากผิวน้ำ  ซึ่งเป็นวิธีตามมาตรฐาน แล้วนำน้ำที่ได้ไปทดสอบภายในห้องปฏิบัติการด้วยวิธีการเปรียบเทียบจุลินทรีย์โดยใช้เวลาอย่างน้อย 4 - 5 ชั่วโมง โดยปัจจุบันมีการลงพื้นที่แล้วในแหล่งน้ำหลายแห่ง 

เทคโนโลยีนี้ถูกพัฒนาในรูปแบบของงานวิจัย ดังนั้นจึงเริ่มต้นจากการได้รับทุนสนับสนุนจากหน่วยงานต่าง ๆ โดยผู้วิจัยและผู้ให้ทุน จะร่วมกันระบุพื้นที่แหล่งน้ำ แล้วทำการตรวจสอบวิเคราะห์ จากนั้นผลตรวจวิเคราะห์ที่ได้ ก็จะถูกส่งกลับไปที่หน่วยงานเจ้าของทุน เพื่อนำไปใช้บริหารจัดการแหล่งปล่อยน้ำเสียได้ ตัวอย่างเช่น หากปรากฎผลว่าเป็นน้ำเสียจากฟาร์มสัตว์ ข้อมูลก็จะเป็นประโยชน์ต่อหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในการจัดการต่อไป ขณะที่การต่อยอดในอนาคต จะมีการพัฒนาเครื่องมือในการตรวจสอบ ให้สามารถใช้งานได้ในภาคสนาม เพื่อความสะดวก ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย

เทคโนโลยีนี้เป็นผลงานวิจัยที่มีเป้าหมายใน 2 ด้าน คือ

1. สำหรับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในการดูแลแหล่งน้ำ เมื่อมีหลักฐานว่ามีการปล่อยน้ำเสียจริง ก็สามารถไปดำเนินการจัดการกับแหล่งต้นตอได้ 

2. ในกรณีที่เกิดข้อข้อพิพาทกันในพื้นที่ ว่าใครเป็นคนปล่อยน้ำเสีย หลักฐานจากการตรวจสอบด้วยเทคโนโลยีนี้จะช่วยลดข้อขัดแย้งได้

เทคโนโลยีบำบัดน้ำเสียด้วยฟองละเอียด MBDAF

อีกหนึ่งแนวทางที่จะช่วยลดปัญหามลพิษทางน้ำได้ ก็คือ การพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพระบบบำบัดน้ำเสียก่อนปล่อยสู่คลองสาธารณะ โดยน้ำเสียสามารถแบ่งแยกตามลักษณะได้หลายประเภท เช่น น้ำเน่า มีสีดำคล้ำ ส่งกลิ่นเหม็นรุนแรง น้ำขุ่นข้น ที่มีดำ สีเขียว หรือสีเทา น้ำร้อน คือน้ำที่ได้รับการถ่ายเทความร้อนจากน้ำทิ้ง จนมีอุณหภูมิสูง ส่วนมากเกิดจากจากโรงงานอุตสาหกรรม 

ซึ่งเราจะพาไปรู้จักกับเทคโนโลยีบำบัดน้ำเสียที่ปนเปื้อนน้ำมันและไขมัน ซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์ การดำรงชีวิตของสัตว์ และเป็นอุปสรรคต่อการสังเคราะห์แสงของพืชน้ำ โดยส่วนมากถูกปล่อยจากชุมชน 

บำบัดน้ำเสียไขมันแบบเดิม กับแบบใหม่

น้ำมันและไขมันที่อยู่ในน้ำเสีย นอกจากจะพบในลักษณะเป็นแผ่นฟิล์มบาง ๆ อยู่ด้านบนแยกชั้นกับน้ำอย่างชัดเจน เช่นที่เราเคยเห็นกันทั่วไปแล้ว  ยังมีอีกลักษณะที่อยู่ในรูปแบบน้ำผสมกับน้ำมันจนเป็นเนื้อเดียวกันและแยกชั้นไม่ออก ไม่ลอยขึ้นมาบนผิวน้ำหรือที่เรียกว่า อิมัลชัน ซึ่งการจะแยกน้ำมันและไขมันเหล่านี้ออกจากน้ำจะต้องใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า ระบบลอยตะกอน DISSOLVED AIR FLOTATION หรือ DAF  ซึ่งก็คือ วิธีการแยกไขมันที่อยู่ในน้ำ คือ วิธีการสร้างฟองอากาศ แล้วให้ฟองอากาศเหล่านั้น ไปเกาะกับไขมัน ดันให้ไขมันลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ และเข้าสู่การจัดเก็บไขมันต่อไป   

ปัจจุบันมีการพัฒนาต่อยอดเป็น ระบบลอยตะกอนด้วยเทคโนโลยีฟองละเอียด หรือ MBDAF (MICRO BUBBLE DISSOLVED AIR FLOTATION : MBDAF) ซึ่งจะเป็นการใช้ปั๊มสร้างฟองอากาศที่มีขนาดเล็กกว่าเดิม

ระบบบำบัดที่ถูกพัฒนาขึ้น จะสามารถสร้างฟองได้ละเอียด ขนาด 10-30 ไมโครเมตร หรือหากเปรียบเทียบให้เห็นภาพก็คือเล็กกว่าเส้นผมของคนเราถึง 10 เท่า โดยเส้นผมมีขนาดอยู่ที่ 100 ไมโครเมตร ทำให้ ในพื้นที่เท่ากัน การบำบัดน้ำเสียด้วยเทคโนโลยีฟองละเอียด หรือ MBDAF จะมีประสิทธิภาพในการดันไขมันขึ้นสู่ผิวน้ำได้มากขึ้นกว่าเดิม เพราะสามารถสร้างฟองละเอียดได้จำนวนมากขึ้น 

ระบบบำบัดน้ำเสียด้วยเทคโนโลยีฟองละเอียด สามารถเลือกขนาดให้ความเหมาะสมกับการใช้งานและสถานที่ติดตั้ง เช่น อาคาร ห้างสรรพสินค้า โรงงาน  เป็นต้น โดยหนึ่งในสถานที่ที่มีการใช้งานระบบนี้ก็คือ ภายในศูนย์การประชุมแห่งชาติสิริกิติ์ เป็นบ่อที่มีอัตราการบำบัดอยู่ที่ 27 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง 

นวัตกรรมนี้ยังมีจุดเด่นอยู่ที่ระบบ Smart Water Treatment System  สามารถติดตามการทำงานแบบออนไลน์ วิเคราะห์สถานะเครื่องได้แบบเรียลไทม์  ตรวจสอบคุณภาพของเครื่องและน้ำได้ มีสัญญาณแจ้งเตือนอัตโนมัติเมื่อเกิดสิ่งผิดปกติ และมีการเก็บข้อมูลในระบบ Cloud เพื่อสรุปรายงานคุณภาพน้ำประจำเดือน ผ่านระบบ 3G  หรือ 4G รวมถึงสามารถตรวจสอบข้อมูลย้อนหลังได้หนึ่งสัปดาห์