น้ำเสียเป็นปัญหาใหญ่ในทุกกิจกรรมทั้งอาคารบ้านเรือน การเกษตรและอุตสาหกรรม… น้ำเสียในภาคเกษตรกับน้ำเสียในแหล่งน้ำธรรมชาติเป็นประเด็นหนึ่งที่มีลักษณะเฉพาะในการจัดการ ที่ผมขอข้ามไปในบทความตอนนี้… ซึ่งวันนี้จะขอพูดถึงเฉพาะน้ำเสียจากการอยู่อาศัยและอุตสาหกรรม ซึ่งมีปริมาณและทางเดินของน้ำเสียชัดเจน และเจาะพูดถึงเทคนิคการบำบัดที่เรียกว่า Constructed Wetland
Constructed Wetland หรือบึงประดิษฐ์ หรือในทางเทคนิคก็คือบ่อบำบัดน้ำเสียที่สร้างขึ้นเลียนแบบบึงธรรมชาติ ทำให้บางครั้งมีคนเรียกว่าระบบบึงชีวภาพก็มี… Constructed Wetland สามารถลดปริมาณสารอินทรีย์ ของแข็งแขวนลอย และสารอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้คุณภาพแหล่งรองรับน้ำทิ้งดีขึ้น และยังมีประโยชน์ทางอ้อม ทำให้เกิดความสมดุลของระบบนิเวศและสภาพแวดล้อม เป็นที่อยู่อาศัยและแหล่งอาหารของสัตว์และนกชนิดต่างๆ รวมทั้งสร้างเป็นแหล่งพักผ่อนหย่อนใจและศึกษาทางธรรมชาติก็ได้
Constructed Wetland เป็นระบบบำบัดน้ำเสียที่อาศัยกระบวนการทางธรรมชาติ ปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้ว แต่ต้องการลดปริมาณไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ก่อนระบายออกสู่แหล่งรองรับน้ำทิ้ง
นอกจากนั้น Constructed Wetland ยังใช้เป็นระบบบำบัดน้ำเสียในขั้นที่ 2 หรือ Secondary Treatment สำหรับบำบัดน้ำเสียจากชุมชน ซึ่งข้อดีของระบบนี้ คือ ไม่ซับซ้อนและไม่ต้องใช้เทคโนโลยีในการบำบัดสูง… Constructed Wetland มี 2 ประเภทได้แก่ แบบ Free Water Surface Wetland หรือ FWS จะมีลักษณะใกล้เคียงกับบึงธรรมชาติ และแบบที่สองคือ Vegetated Submerged Bed System หรือ VSB จะออกแบบให้มี “ชั้นดินปนทรายสำหรับปลูกพืชน้ำและชั้นหินรองก้นบ่อ” เพื่อเป็นตัวกรองน้ำเสีย
หลักการทำงานของระบบ
เมื่อน้ำเสียไหลเข้า Constructed Wetland ส่วนต้น สารอินทรีย์ส่วนหนึ่งจะตกตะกอนอยู่ก้นบึง และถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ส่วนสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำจะถูกกำจัดโดยจุลินทรีย์ที่เกาะติดอยู่กับพืชน้ำหรือชั้นหินและจุลินทรีย์ที่แขวนลอยปนอยู่ในน้ำ
ระบบนี้จะได้รับออกซิเจนจากการแทรกซึมของอากาศผ่านผิวน้ำหรือชั้นหินลงมา ออกซิเจนบางส่วนจะได้จากการสังเคราะห์แสงแต่มีปริมาณไม่มากนัก สำหรับสารแขวนลอยจะถูกกรองและจมตัวอยู่ในช่วงต้น ๆ ของระบบ การลดปริมาณไนโตรเจนจะเป็นไปตามกระบวนการ Nitrification และ Denitrification
ส่วนการลดปริมาณฟอสฟอรัสส่วนใหญ่ จะเกิดที่ชั้นดินพื้นบ่อ และพืชน้ำจะช่วยดูดซับฟอสฟอรัสผ่านทางรากและนำไปใช้ในการสร้างเซลล์ นอกจากนี้ระบบบึงประดิษฐ์ยังสามารถกำจัดโลหะหนัก หรือ Heavy Metal ได้บางส่วนอีกด้วย
ระบบบึงประดิษฐ์แบบ FWS หรือ Free Water Surface Wetland
เป็นแบบที่นิยมใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งหลังจากผ่านการบำบัดจากบ่อปรับเสถียร หรือ Stabilization Pond แล้ว ลักษณะของระบบแบบนี้จะเป็นบ่อดินที่มีการบดอัดดินให้แน่นหรือปูพื้นด้วยแผ่น HDPE ให้ได้ระดับเพื่อให้น้ำเสียไหลตามแนวนอนขนานกับพื้นดิน บ่อดินจะมีความลึกแตกต่างกันเพื่อให้เกิดกระบวนการบำบัดตามธรรมชาติอย่างสมบูรณ์โครงสร้างของระบบแบ่งเป็น 3 ส่วน ในบ่อเดียวกันหรือหลายบ่อก็ได้ ขึ้นกับการออกแบบ คือ
- ส่วนแรก เป็นส่วนที่มีการปลูกพืชที่มีลักษณะสูงโผล่พ้นน้ำและรากเกาะดินปลูกไว้ เช่น กก แฝก ธูปฤาษี เพื่อช่วยในการกรองและตกตะกอนของสารแขวนลอยและสารอินทรีย์ที่ตกตะกอนได้ ทำให้กำจัดสารแขวนลอยและสารอินทรีย์ได้บางส่วน เป็นการลดสารแขวนลอยและค่าบีโอดีส่วนหนึ่ง
- ส่วนที่สอง เป็นส่วนที่มีพืชชนิดลอยอยู่บนผิวน้ำ เช่น จอก แหน บัว รวมทั้งพืชขนาดเล็กที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ เช่น สาหร่าย จอก แหน เป็นต้น พื้นที่ส่วนที่สองนี้จะไม่มีการปลูกพืชที่มีลัษณะสูงโผล่พ้นน้ำเหมือนในส่วนแรกและส่วนที่สาม น้ำในส่วนนี้จึงมีการสัมผัสอากาศและแสงแดดทำให้มีการเจริญเติบโตของสาหร่ายซึ่งเป็นการเพิ่มออกซิเจนละลายน้ำ หรือ DO ทำให้จุลินทรีย์ชนิดที่ใช้ออกซิเจนย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้เป็นการลดค่าบีโอดีในน้ำเสีย และยังเกิดสภาพ Nitrification ด้วย
- ส่วนที่สาม มีการปลูกพืชในลักษณะเดียวกับส่วนแรก เพื่อช่วยกรองสารแขวนลอยที่ยังเหลืออยู่ และทำให้เกิดสภาพ Denitrification เนื่องจากออกซิเจนละลายน้ำ หรือ DO ลดลง ซึ่งสามารถลดสารอาหารจำพวกสารประกอบไนโตรเจนได้
ระบบบึงประดิษฐ์แบบ VSB หรือ Vegetated Submerged Bed System
ระบบบึงประดิษฐ์แบบนี้จะมีข้อดีกว่าแบบ Free Water Surface Wetland คือ เป็นระบบที่แยกน้ำเสียไม่ให้ถูกรบกวนจากแมลงหรือสัตว์ และป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์ต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดโรคมาปนเปื้อนกับคนได้
ในบางประเทศใช้ระบบบึงประดิษฐ์แบบนี้ในการบำบัดน้ำเสียจากบ่อเกรอะ หรือ Septic Tank… ใช้ปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งจากระบบบ่อปรับเสถียร หรือ Stabilization Pond… ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งจากระบบบำบัดแบบเลี้ยงตะกอน หรือ Activated Sludge… ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งจากระบบบำบัดน้ําเสียแบบจานหมุนชีวภาพ หรือ RBC หรือ Rotating Biological Contactor… ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำที่ระบายออกจากอาคารดักน้ำเสีย หรือ CSO หรือ Combined Sewer Overflow เป็นต้น
ส่วนประกอบที่สำคัญในการบำบัดน้ำเสีย VSB คือ
พืชที่ปลูกในระบบ จะมีหน้าที่ถ่ายเทก๊าซออกซิเจนจากอากาศเพื่อเพิ่มออกซิเจนให้แก่น้ำเสีย และทำหน้าที่สนับสนุนให้ก๊าซอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในระบบ เช่น Methane จากการย่อยสลายแบบ Anaerobic สามารถระบายออกจากระบบได้ด้วย และยังสามารถกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสโดยการนำไปใช้ในการเจริญเติบโตของพืช
ตัวกลาง หรือ Media จะมีหน้าที่สำคัญคือ
- เป็นที่สำหรับให้รากของพืชที่ปลูกในระบบยึดเกาะ
- ช่วยให้เกิดการกระจายของน้ำเสียที่เข้าระบบและช่วยรวบรวมน้ำทิ้งก่อนระบายออก
- เป็นที่สำหรับให้จุลินทรีย์ยึดเกาะ
- สำหรับใช้กรองสารแขวนลอยต่าง ๆ
ปัญหาการใช้ระบบบึงประดิษฐ์
Constructed Wetland หรือบึงประดิษฐ์ ต้องการพื้นที่ก่อสร้างและการบำรุงรักษาสภาพ หรือ Maintenance อย่างสม่ำเสมอ พืชที่นำมาปลูกไม่สามารถเจริญเติบโตเพิ่มปริมาณตามที่ต้องการได้ อาจเนื่องมาจากการเลือกใช้ชนิดของพืชไม่เหมาะสม สภาพของดินไม่เหมาะสม หรือถูกรบกวนจากสัตว์ที่กินพืชเหล่านี้เป็นอาหาร… ส่วนปัญหาทางด้านเทคนิคอื่นๆ มีน้อย เนื่องจากเป็นระบบที่อาศัยธรรมชาติเป็นหลัก
Constructed Wetland หรือ บึงประดิษฐ์ถือเป็นความหวังเดียวเรื่องน้ำเสีย และการรีไซเคิลน้ำในห้วงเวลาที่ทรัพยากรน้ำใช้ มีต้นทุนสูงขึ้นเรื่อยๆ ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ ปัญหาน้ำจืดขาดแคลนในภาคตะวันออก และ EEC ที่ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย และสามารถสร้างผลกระทบถึงโครงสร้างเศรษฐกิจและสังคมชาติได้เลยทีเดียว ซึ่งขบวนการบำบัดน้ำใช้แล้วกลับไปใช้ใหม่… ดูเหมือนจะต้องพึ่งพา Constructed Wetland หรือ บึงประดิษฐ์นี่แหละ ช่วยเพิ่มแหล่งน้ำต้นทุนได้อีกทาง
#FridaysForFuture ครับ!
อ้างอิง
