การกำจัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมใยสังเคราะห์ด้วยวิธีการตกตะกอนแบบคอนกรีต และกระบวนการออกซิเดชันแบบบูรณาการ

Thread Content

1 คุณภาพและปริมาณน้ำเสีย โครงการ Easy Water Purification Network: บริษัทต่างชาติแห่งหนึ่งซึ่งเป็นผู้ผลิตผ้าไหมเทียมและผ้าโพลีเอสเตอร์ มีน้ำเสียจากกระบวนการผลิตดังนี้ ได้แก่ น้ำเสียจากการทอผ้า น้ำเสียจากการลดปริมาณด่าง น้ำเสียจากการกลั่น น้ำเสียจากการย้อมสี และน้ำเสียประเภทอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีน้ำเสียจากหอพัก โรงอาหาร ห้องน้ำ อาคารสำนักงาน และสถานที่อื่นๆ อีกด้วย ข้อมูลเกี่ยวกับคุณภาพและปริมาณน้ำเสียแต่ละสาย ดูได้ในตารางที่ 1 ตารางที่ 1 ปริมาณและคุณภาพของน้ำเสีย
ชื่อน้ำเสีย CODcr (mg/L) pH ปริมาณน้ำเสีย (m³/วัน) ปริมาณด่างที่ลดลง
น้ำเสียจากกระบวนการผลิต 10,000–40,000 >14 100
น้ำเสียจากกระบวนการกลั่น 1,000–1,600 9–11 144
น้ำเสียจากกระบวนการย้อมสี 700–1,300 5–6 853
น้ำเสียจากอุตสาหกรรมสิ่งทอ 60–95 6–8 657
น้ำเสียประเภทอื่นๆ 600–1,000 6–9 308
น้ำเสียจากกิจกรรมที่อยู่อาศัย 300–400 6–8 105

2 กระบวนการบำบัดน้ำเสีย
CODCr ในน้ำเสียจากกระบวนการลดด่างมีสัดส่วนสูงมากเมื่อเทียบกับปริมาณน้ำเสียทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกมา ดังนั้นการแยกน้ำเสียออกมาเพื่อนำไปบำบัดด้วยการเติมกรดและการกรองจึงเป็นวิธีที่สมเหตุสมผล แต่วิธีนี้มีข้อเสียคือต้องใช้กรดในปริมาณมาก มีความซับซ้อนในการดำเนินการ และมีค่าใช้จ่ายสูง เนื่องจากปริมาณน้ำมีน้อย จึงพิจารณาผสมกับน้ำเสียอื่นๆ เพื่อบำบัดร่วมกัน การใช้วิธีทางเคมีร่วมกับวิธีทางชีวภาพ เป็นกระบวนการมาตรฐานที่ใช้ในการจัดการน้ำเสียจากอุตสาหกรรมย้อมผ้า [1] การตกตะกอนด้วยสารประสานมีข้อดีคือสามารถกำจัดสีและสิ่งสกปรกที่ลอยอยู่ในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ สารประสานที่นำมาใช้ยังสามารถช่วยปรับค่า pH ของน้ำได้อีกด้วย วิธีทางชีวเคมีมีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้ ในโครงการนี้ เนื่องจากสารมลพิษหลักในน้ำเสียคือกรดไตรเมทิลเพนเทนและสีย้อมชนิดต่างๆ ซึ่งมีความละลายน้อยในสภาพ pH ระหว่าง 6–9 ดังนั้นจึงมีการนำน้ำเสียมาผ่านกระบวนการตกตะกอนก่อน เพื่อกำจัดสารมลพิษที่เป็นอินทรีย์ ลดความเข้มของสี และปรับค่า pH ให้เหมาะสม ซึ่งจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางชีวเคมีของน้ำเสีย และสร้างเงื่อนไขที่เอื้อต่อการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวเคมีในขั้นตอนต่อไป วิธีทางชีวเคมีใช้เทคโนโลยีระบบบ่อออกซิเดชัน ซึ่งเหมาะสมกับลักษณะของน้ำเสียจากอุตสาหกรรมย้อมผ้า และความต้องการให้น้ำที่ได้มีคุณภาพสูง ? ขั้นตอนการบำบัดน้ำเสียสามารถดูได้จากภาพที่ 1 3 โครงสร้างหลักและพารามิเตอร์การออกแบบ 3.1 ถังเก็บน้ำ ขนาดของถังเก็บน้ำคือ 5.6 เมตร × 2.5 เมตร โดยมีค่า HRT เท่ากับ 20 นาที ที่ก้นถังมีปั๊มดูดขยะแบบ FLYGT จำนวน 2 เครื่อง ปั๊มสูบน้ำเสียมีอุปกรณ์ควบคุมระดับน้ำแบบอัตโนมัติ เพื่อช่วยปกป้องปั๊มและให้สามารถปรับตัวได้ตามการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำที่ไหลเข้ามา 3.2 บ่อปรับสภาพน้ำ ขนาดของบ่อปรับสภาพน้ำคือ 14.7 เมตร × 5.2 เมตร ความลึกของน้ำที่ใช้การได้คือ 4.1 เมตร ระยะเวลาในการปรับสภาพน้ำคือ 2.5 ชั่วโมง บนผิวน้ำมีเครื่องกวนแบบพ่นน้ำลอยน้ำนำเข้าจากต่างประเทศจำนวน 2 เครื่อง ทำหน้าที่กวนและผสมน้ำ เนื่องจากบ่อออกซิเดชันมีความสามารถในการรับแรงกระแทกได้ดี ดังนั้นระยะเวลา HRT ในบ่อฮอโมจีไนเซชันจึงสั้นกว่า 3.3 บ่อปรับสภาพน้ำ ขนาดของบ่อปรับสภาพน้ำคือ 2.5 เมตร × 2.1 เมตร ความลึกของน้ำที่ใช้งานได้คือ 2.5 เมตร และเวลาในการทำปฏิกิริยาคือ 6 นาที ในบ่อปรับสภาพ จะมีการเติมซัลเฟตเหล็กแบบโพลิเมอร์และกรดซัลฟิวริกเข้มข้นในปริมาณเล็กน้อย เพื่อช่วยปรับค่า pH และกระตุ้นปฏิกิริยาการตกตะกอนให้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ในบ่อกลางน้ำมีเครื่องผสมแบบกลไก นอกจากนี้ยังมีระบบสำหรับเติมสารปรับสภาพน้ำ รวมถึงระบบควบคุมค่า pH ทั้งแบบอัตโนมัติและแบบมือถืออีกด้วย ควบคุมค่า pH ให้อยู่ระหว่าง 7 ถึง 9 นอกจากนี้ยังมีถังสำหรับเก็บกรดและถังสำหรับเก็บสารใช้ในการตกตะกอน โดยทั้งสองถังนี้ได้รับการเคลือบด้วยแผ่น UPVC เพื่อป้องกันการกัดกร่อน โดยมีความจุอยู่ที่ 2.5 ลูกบาศก์เมตร และ 8 ลูกบาศก์เมตร ตามลำดับ 3.4 ถังตกตะกอนด้วยการรวมตัวของสารประกอบ ถังสำหรับปฏิกิริยาการรวมตัวของสารประกอบนี้ใช้แบบถังที่มีช่องรูสำหรับการไหลของสาร โดยแบ่งออกเป็น 6 ห้องในรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีรูสำหรับการไหลของสารทั้งด้านบนและด้านล่าง แบ่งออกเป็น 2 ชุดด้วยกัน เวลาทั้งหมดในการเกิดปฏิกิริยาคือ 20 นาที 　　แต่ละชุดของถังปฏิกิริยาจะมีถังตกตะกอนมาพร้อมด้วย โดยเป็นถังตกตะกอนแบบหลายถังที่มีการไหลของน้ำในแนวราบ โดยมีค่า HRT เท่ากับ 2.5 ชั่วโมง ค่าความหนาแน่นของน้ำที่ผิวถังอยู่ที่ 1.4 ลูกบาศก์เมตร/(ตารางเมตร·ชั่วโมง) ส่วนขนาดของถังคือ 14.7 เมตร × 3.2 เมตร ตะกอนจากถังปฏิกิริยาและถังตกตะกอนจะถูกส่งไปยังพื้นที่อบแห้งเพื่อการจัดการต่อไป 3.5 ระบบบ่อออกซิเดชันแบบบูรณาการระดับหนึ่งและระดับสอง ระบบบ่อออกซิเดชันแบบบูรณาการนี้ถือเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของกระบวนการนี้ และยังเป็นจุดเด่นหลักของกระบวนการนี้อีกด้วย ระบบคลองออกซิเดชันแบบบูรณาการนี้รวมฟังก์ชันการเติมออกซิเจน การแยกตะกอนออกจากน้ำ และการนำตะกอนกลับมาใช้ใหม่ไว้ในที่เดียว จึงไม่จำเป็นต้องสร้างถังตกตะกอนแยกต่างหาก ลักษณะเด่นหลักๆ ได้แก่: ① กระบวนการผลิตง่าย มีการนำสารที่เป็นของเสียกลับมาใช้ใหม่โดยอัตโนมัติ และใช้อุปกรณ์น้อย ； ②ทนต่อแรงกระแทกได้ดี มีความเสถียรในการทำงาน และง่ายต่อการบำรุงรักษา ； ③สามารถทำให้ตะกอนเหลวมีความเสถียรได้ โดยปริมาณตะกอนเหลือจะน้อยมาก ； ④ค่าใช้จ่ายด้านโครงสร้างพื้นฐานและการดำเนินงาน ； ⑤ประสิทธิภาพในการแยกของแข็งกับของเหลวดีกว่าบ่อตกตะกอนธรรมดา ในโครงการนี้ ระบบบ่อออกซิเดชันแบบบูรณาการที่ถูกนำมาใช้คือระบบ Carrousel Oxidation Tank ของบริษัท EIMCO ประเทศสหรัฐอเมริกา พร้อมด้วยอุปกรณ์สำหรับแยกของแข็งออกจากของเหลว โดยที่ด้านล่างของอุปกรณ์ดังกล่าวมีคานรูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่จัดเรียงอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยให้สารละลายเข้าสู่ระบบได้อย่างสม่ำเสมอ และช่วยให้ตะกอนสามารถกลับมาได้อย่างรวดเร็ว สำหรับบริเวณที่มีการใช้ระบบ oxidation ditch แบบรวมกันในระดับหนึ่งและระดับสองนั้น ค่า HRT อยู่ที่ 15.5 ชั่วโมง และ 14.7 ชั่วโมงตามลำดับ ส่วนค่า SRT นั้นมีค่ามากกว่า 30 วัน ค่าปริมาณขยะอินทรีย์ที่ต้องจัดการอยู่ที่ 0.15 กิโลกรัม BOD/(กิโลกรัม MLSS·วัน) และ 0.05 กิโลกรัม BOD/(กิโลกรัม MLSS·วัน) ตามลำดับ ความลึกของร่องน้ำอยู่ที่ 3.6 เมตร และ 3.4 เมตร ตามลำดับ ส่วนความกว้างของร่องน้ำนั้นเท่ากับ 6.0 เมตรในทั้งสองกรณี ความยาวของส่วนที่เป็นเส้นตรงของร่องน้ำอยู่ที่ 43 เมตร ส่วนรัศมีของส่วนที่เป็นครึ่งวงกลมทั้งสองด้านนั้นอยู่ที่ 6.0 เมตรเช่นกัน สำหรับส่วนของเครื่องแยกของแข็งกับของเหลวนั้น ค่า HRT อยู่ที่ 1.9 ชั่วโมง และ 1.7 ชั่วโมง ตามลำดับ ส่วนค่าความหนาแน่นของของไหลบนพื้นผิวนั้นอยู่ที่ 1.4 ลูกบาศก์เมตร/(ตารางเมตร·ชั่วโมง) ส่วนขนาดของเครื่องนั้นมีความยาว 15 เมตร ความกว้าง 6 เมตร และความลึกอยู่ที่ 2.6 เมตร และ 2.4 เมตร ตามลำดับ สำหรับจุดที่น้ำไหลออกมาจากเครื่องแยกของแข็งกับของเหลวในระบบการออกซิเดชันแบบบูรณาการระดับหนึ่งนั้น จะมีการติดตั้งช่องระบายน้ำจำนวน 4 ช่อง โดยมีขนาด 300 มม. × 200 มม. โดยวางช่องเหล่านี้ไว้ห่างกันประมาณ 3 เมตรตามแนวขอบของร่องน้ำ เพื่อให้น้ำไหลเข้าสู่ระบบการออกซิเดชันแบบบูรณาการระดับสองได้โดยตรง ส่วนน้ำที่ไหลออกมาจากเครื่องแยกของแข็งกับของเหลวในระบบการออกซิเดชันแบบบูรณาการระดับสองนั้น จะถูกส่งผ่านช่องระบายน้ำจำนวน 4 ช่องเช่นกัน โดยมีระยะห่างระหว่างช่องเหล่านี้ประมาณ 3 เมตร โดยอัตราการไหลของน้ำอยู่ที่ 0.8 ลิตร/ตารางเมตร·วินาที อุปกรณ์สำหรับการเติมออกซิเจนนั้น เป็นเครื่องเติมออกซิเจนแบบชนิด “ร่มกลับ” ผลิตโดยบริษัท EIMCO ของสหรัฐอเมริกา โดยมีการติดตั้งเครื่องหนึ่งเครื่องไว้ที่ปลายแต่ละด้านของคูน้ำ กำลังไฟของมอเตอร์อยู่ที่ 73.5 kW ส่วนกำลังในการเติมออกซิเจนอยู่ที่ 2.1 kgO2/(kW·h) 　　ส่วนของโคลนที่เหลือจะถูกขับออกมาจากแท็งค์ออกซิเดชัน โดยในแต่ละระดับของแท็งค์ออกซิเดชันจะมีปั๊มสำหรับดูดโคลนขึ้นมา เพื่อส่งไปยังสถานที่ทำให้โคลนแห้ง ในระหว่างการดำเนินการจริง เนื่องจากร่องออกซิเดชันอยู่ในช่วงการเติมอากาศแบบล่าช้า ตะกอนจึงใกล้จะมีความเสถียรแล้ว ปริมาณตะกอนที่เหลืออยู่มีน้อยมาก โดยโดยปกติจะทำการกำจัดตะกอนเพียงปีละครั้งเท่านั้น 3.6 พื้นที่อบแห้ง พื้นที่อบแห้งมีทั้งหมด 10 ช่อง โดยจะสลับกันใช้งาน ขนาดของแต่ละช่องคือ 10 เมตร × 5 เมตร ภายในแต่ละช่องมีวัสดุกรองที่เป็นทรายและหินอยู่ด้วย ขยะโคลนที่ผ่านการทำให้แห้งแล้วจะถูกนำออกไปกำจัด ส่วนน้ำที่ซึมออกมาจะถูกส่งกลับไปยังถังเก็บน้ำอีกคร 3.7 ห้องควบคุมและห้องทดสอบ ขนาดของห้องควบคุมคือ 3.3 เมตร × 3.3 เมตร ห้องปฏิบัติการตรวจสอบของสถานีบำบัดน้ำเสียและห้องปฏิบัติการสำหรับการผลิตสร้างรวมกัน 4 ผลการทำงานจริง ตารางที่ 2 แสดงข้อมูลบางส่วนเกี่ยวกับผลการทดสอบการทำงานในช่วงการตรวจสอบระบบ และเมื่อระบบเสร็จสมบูรณ์ โดยปริมาณน้ำที่ถูกประมวลผลอยู่ที่ประมาณ 2000–2500 ลูกบาศก์เมตร/วัน ตารางที่ 2 คุณภาพน้ำที่เข้าและออกจากระบบบำบัดน้ำเสีย วันที่เก็บตัวอย่าง CODcr (มก./ลิตร) ค่าสี (เท่า) pH
26 สิงหาคม 1997: 138, 980, 94.23, 012591.71, 1.37, 7.6
27 สิงหาคม 1997: 236, 291, 96.13, 762094.71, 2.57, 7.3
28 สิงหาคม 1997: 120, 397, 91.92, 861594.81, 1.67, 7.7
17 กันยายน 1998: 206, 868, 96.74, 831596.91, 2.57, 7.5
18 กันยายน 1998: 193, 984, 95.74, 031596.31, 1.87, 7.6
19 กันยายน 1998: 216, 978, 96.43, 701296.81, 2.07, 7.3

จากตารางที่ 2 จะเห็นได้ว่าค่า CODCr ของน้ำที่เข้ามามีความผันผวนค่อนข้างมาก แต่คุณภาพน้ำที่ออกมายังคงอยู่ในเกณฑ์ที่กำหนดอยู่ โครงการบำบัดน้ำเสียนี้ได้ผ่านการตรวจสอบและรับรองคุณภาพจากหน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นเมื่อวันที่ 17 กันยายน ปี 1998 โดยค่าต่างๆ ของน้ำที่ได้รับการบำบัดนั้นเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียระดับหนึ่งตาม “มาตรฐานการปล่อยน้ำเสียทั่วไป” (GB8978—88) 5 ตัวชี้วัดทางเทคโนโลยีและเศรษฐกิจหลัก การเปรียบเทียบตัวชี้วัดทางเทคโนโลยีและเศรษฐกิจหลักของโครงการกระบวนการบำบัดนี้กับโครงการบำบัดน้ำเสียที่ผลิตโดยผู้ประกอบการในประเทศประเภทเดียวกัน แสดงไว้ในตารางที่ 3 ตารางที่ 3 การเปรียบเทียบตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจหลัก
โครงการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตผ้าในเมืองจิเซียง ตงเซียง โครงการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตผ้าในเมืองซานตู โครงการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตผ้าในเมืองซินชาง
ปริมาณน้ำที่ต้องบำบัด (ตัน/วัน): 3000, 2000, 800
ต้นทุนการลงทุนในโครงการ (หยวน/ตัน): 432.6, 313.4, 440
ต้นทุนการใช้น้ำ (หยวน/ตัน): 1442, 1567, 5500
ค่าไฟฟ้า (หยวน/ตัน): 0.53, 0.62, 0.44
ค่ายาที่ใช้ในการบำบัดน้ำ (หยวน/ตัน): 0.51, 0.92, 0.9
พื้นที่ที่ใช้ในการบำบัดน้ำ (ตารางเมตร/ตัน): 0.85, 0.61
มาตรฐานของน้ำที่ได้หลังการบำบัด: GB8978-SS ระดับ 1, GB8978-SS ระดับ 1, GB8978-SS ระดับ 2

จากตารางที่ 3 จะเห็นได้ว่า โครงการบำบัดน้ำเสียนี้มีต้นทุนการลงทุนและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (ค่าไฟฟ้า ค่ายา) ที่ค่อนข้างต่ำ แปลงมาจากเว็บไซต์ Yijingshuiwang