โรงงานบำบัดน้ำเสียกำลังเผชิญกับปัญหาวนเวียนซ้ำซาก 3 ประการ

ในฐานะองค์กรควบคุมมลพิษ ภารกิจที่สำคัญที่สุดของโรงบำบัดน้ำเสียคือการทำให้แน่ใจว่าน้ำเสียที่ปล่อยออกมาเป็นไปตามมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม ด้วยมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียที่เข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ และความเข้มงวดของเจ้าหน้าที่ตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม ทำให้โรงบำบัดน้ำเสียต้องเผชิญกับแรงกดดันในการดำเนินงานอย่างมาก การปล่อยน้ำเสียออกจึงยากขึ้นเรื่อยๆ

จากการสังเกตของผู้เขียน สาเหตุโดยตรงที่ทำให้ไม่สามารถบรรลุมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียได้นั้น คือ มีวงจรปัญหาอยู่ 3 วงจรในโรงบำบัดน้ำเสียของประเทศตน

ประการแรกคือ วงจรเลวร้ายของค่ากิจกรรมตะกอนต่ำ (MLVSS/MLSS) และความเข้มข้นของตะกอนสูง ประการที่สองคือ วงจรเลวร้ายของการใช้สารเคมีกำจัดฟอสฟอรัสมากขึ้น ทำให้เกิดตะกอนมากขึ้น และประการที่สามคือ การทำงานเกินกำลังของโรงบำบัดน้ำเสียในระยะยาว อุปกรณ์ไม่สามารถซ่อมบำรุงได้ และทำงานโดยมีโรคประจำตัวตลอดทั้งปี ส่งผลให้เกิดวงจรเลวร้ายของการลดลงของกำลังการบำบัดน้ำเสีย

#1

วงจรเลวร้ายของการทำงานของตะกอนต่ำและความเข้มข้นของตะกอนสูง

ศาสตราจารย์หวังหงเฉินได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับโรงบำบัดน้ำเสีย 467 แห่ง ลองมาดูข้อมูลเกี่ยวกับกิจกรรมของตะกอนและความเข้มข้นของตะกอนกัน: ในจำนวนโรงบำบัดน้ำเสีย 467 แห่งนี้ 61% มีค่า MLVSS/MLSS น้อยกว่า 0.5 และประมาณ 30% มีค่า MLVSS/MLSS ต่ำกว่า 0.4

ความเข้มข้นของตะกอนในโรงบำบัดน้ำเสีย 2 ใน 3 เกิน 4000 มิลลิกรัม/ลิตร ความเข้มข้นของตะกอนในโรงบำบัดน้ำเสีย 1 ใน 3 เกิน 6000 มิลลิกรัม/ลิตร และความเข้มข้นของตะกอนในโรงบำบัดน้ำเสีย 20 แห่งเกิน 10000 มิลลิกรัม/ลิตร

ผลที่ตามมาของสภาวะข้างต้น (กิจกรรมของตะกอนต่ำ ความเข้มข้นของตะกอนสูง) คืออะไร? แม้ว่าเราจะเห็นบทความทางเทคนิคมากมายที่วิเคราะห์ความจริง แต่โดยสรุปแล้ว ผลที่ตามมามีเพียงอย่างเดียว คือ ปริมาณน้ำที่ปล่อยออกมาเกินมาตรฐาน

สามารถอธิบายได้จากสองแง่มุม ประการแรก เมื่อความเข้มข้นของตะกอนสูง เพื่อป้องกันการสะสมของตะกอน จำเป็นต้องเพิ่มปริมาณการเติมอากาศ การเพิ่มปริมาณการเติมอากาศไม่เพียงแต่จะเพิ่มการใช้พลังงาน แต่ยังเพิ่มพื้นที่ทางชีวภาพด้วย การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนละลายน้ำจะแย่งแหล่งคาร์บอนที่จำเป็นสำหรับการลดไนเตรต ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการลดไนเตรตและการกำจัดฟอสฟอรัสของระบบชีวภาพ ส่งผลให้มีไนโตรเจนและฟอสฟอรัสมากเกินไป

ในทางกลับกัน ความเข้มข้นของตะกอนที่สูงจะทำให้ระดับรอยต่อระหว่างโคลนกับน้ำสูงขึ้น และตะกอนจะปนเปื้อนไปกับน้ำทิ้งจากถังตกตะกอนขั้นที่สองได้ง่าย ซึ่งอาจไปอุดตันหน่วยบำบัดขั้นสูง หรือทำให้ค่า COD และ SS ในน้ำทิ้งเกินมาตรฐานได้

หลังจากพูดถึงผลที่ตามมาแล้ว เรามาพูดถึงสาเหตุที่โรงบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่ประสบปัญหาเรื่องกิจกรรมของตะกอนต่ำและความเข้มข้นของตะกอนสูงกันดีกว่า

อันที่จริง สาเหตุที่ทำให้ความเข้มข้นของตะกอนสูงนั้น มาจากกิจกรรมของตะกอนที่ต่ำ เนื่องจากกิจกรรมของตะกอนต่ำ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัด จึงจำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นของตะกอน กิจกรรมของตะกอนที่ต่ำนั้นเกิดจากน้ำเสียที่ไหลเข้ามีทรายตะกรันจำนวนมาก ซึ่งเข้าสู่หน่วยบำบัดทางชีวภาพและสะสมตัวขึ้นเรื่อยๆ ส่งผลกระทบต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์

มีเศษตะกรันและทรายจำนวนมากในน้ำเสียที่ไหลเข้ามา สาเหตุหนึ่งคือประสิทธิภาพการดักจับของตะแกรงไม่ดีพอ และอีกสาเหตุหนึ่งคือโรงบำบัดน้ำเสียมากกว่า 90% ในประเทศของฉันยังไม่ได้สร้างถังตกตะกอนขั้นต้น

บางคนอาจถามว่า ทำไมไม่สร้างถังตกตะกอนขั้นต้น? นี่เป็นเพราะปัญหาในระบบท่อ ในประเทศของผมมีปัญหาเรื่องการต่อท่อผิดพลาด การต่อท่อผิดประเภท และการขาดการต่อท่อ ส่งผลให้คุณภาพน้ำเสียที่ไหลเข้าสู่โรงบำบัดน้ำเสียโดยทั่วไปมีลักษณะ 3 ประการ คือ ความเข้มข้นของของแข็งอนินทรีย์ (ISS) สูง ค่า COD ต่ำ และอัตราส่วน C/N ต่ำ

ความเข้มข้นของของแข็งอนินทรีย์ในน้ำเสียขาเข้าสูง นั่นคือปริมาณทรายค่อนข้างสูง เดิมทีถังตกตะกอนขั้นต้นสามารถลดปริมาณสารอนินทรีย์บางส่วนได้ แต่เนื่องจากค่า COD ของน้ำเสียขาเข้าค่อนข้างต่ำ โรงบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่จึงไม่สร้างถังตกตะกอนขั้นต้น

โดยสรุปแล้ว กิจกรรมของตะกอนที่ต่ำนั้นเป็นผลมาจาก “โรงงานขนาดใหญ่และระบบระบายน้ำที่เบาบาง”

เราได้กล่าวไปแล้วว่า ความเข้มข้นของตะกอนสูงและกิจกรรมของตะกอนต่ำ จะนำไปสู่ปริมาณไนโตรเจนและฟอสฟอรัสที่มากเกินไปในน้ำทิ้ง ในขณะนี้ มาตรการรับมือของโรงบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่คือการเติมแหล่งคาร์บอนและสารตกตะกอนอนินทรีย์ อย่างไรก็ตาม การเติมแหล่งคาร์บอนจากภายนอกในปริมาณมากจะนำไปสู่การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่การเติมสารตกตะกอนในปริมาณมากจะทำให้เกิดตะกอนเคมีในปริมาณมาก ส่งผลให้ความเข้มข้นของตะกอนเพิ่มขึ้นและกิจกรรมของตะกอนลดลงอีก ก่อให้เกิดวงจรที่เลวร้าย

#2

เป็นวงจรที่เลวร้ายซึ่งยิ่งใช้สารเคมีกำจัดฟอสฟอรัสมากเท่าไร ก็ยิ่งทำให้เกิดตะกอนมากขึ้นเท่านั้น

การใช้สารเคมีกำจัดฟอสฟอรัสทำให้ปริมาณตะกอนเพิ่มขึ้น 20% ถึง 30% หรืออาจมากกว่านั้น

ปัญหาตะกอนเป็นปัญหาใหญ่ของโรงบำบัดน้ำเสียมานานหลายปีแล้ว ส่วนใหญ่เป็นเพราะไม่มีทางระบายตะกอนออกไป หรือหากมีทางระบายก็ไม่เสถียร

สิ่งนี้ส่งผลให้ตะกอนมีอายุมากขึ้น ทำให้เกิดปรากฏการณ์ตะกอนเสื่อมสภาพ และความผิดปกติที่ร้ายแรงยิ่งกว่า เช่น ตะกอนบวมตัว

ตะกอนที่ขยายตัวมีคุณสมบัติการจับตัวเป็นก้อนที่ไม่ดี เมื่อน้ำทิ้งจากถังตกตะกอนขั้นที่สองรั่วไหลออกไป หน่วยบำบัดขั้นสูงจะถูกปิดกั้น ประสิทธิภาพการบำบัดลดลง และปริมาณน้ำที่ใช้ในการล้างย้อนกลับเพิ่มขึ้น

การเพิ่มปริมาณน้ำล้างย้อนกลับจะนำไปสู่ผลลัพธ์สองประการ ประการแรกคือประสิทธิภาพการบำบัดของขั้นตอนทางชีวเคมีก่อนหน้านี้จะลดลง

น้ำล้างย้อนกลับปริมาณมากถูกส่งกลับไปยังถังเติมอากาศ ซึ่งจะลดระยะเวลาการกักเก็บน้ำจริงของโครงสร้างและลดประสิทธิภาพการบำบัดในขั้นตอนที่สอง

ประการที่สองคือการลดผลกระทบจากการประมวลผลของหน่วยประมวลผลเชิงลึกให้มากยิ่งขึ้น

เนื่องจากต้องส่งน้ำล้างย้อนกลับปริมาณมากกลับไปยังระบบกรองบำบัดขั้นสูง ทำให้เพิ่มอัตราการกรองและลดความสามารถในการกรองจริงลง

ประสิทธิภาพโดยรวมของการบำบัดลดลง ซึ่งอาจทำให้ปริมาณฟอสฟอรัสรวมและค่า COD ในน้ำทิ้งเกินมาตรฐาน เพื่อหลีกเลี่ยงการเกินมาตรฐาน โรงบำบัดน้ำเสียจะเพิ่มการใช้สารกำจัดฟอสฟอรัส ซึ่งจะทำให้ปริมาณตะกอนเพิ่มขึ้นอีก

เข้าสู่วัฏจักรที่เลวร้าย

#3

วงจรเลวร้ายของการที่โรงบำบัดน้ำเสียรับภาระเกินกำลังในระยะยาวและความสามารถในการบำบัดน้ำเสียลดลง

การบำบัดน้ำเสียไม่ได้ขึ้นอยู่กับคนเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ด้วย

อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียเป็นส่วนสำคัญในการบำบัดน้ำมาเป็นเวลานาน หากไม่ได้รับการซ่อมแซมอย่างสม่ำเสมอ ปัญหาจะเกิดขึ้นไม่ช้าก็เร็ว อย่างไรก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่ อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียไม่สามารถซ่อมแซมได้ เพราะเมื่ออุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งหยุดทำงาน ปริมาณน้ำที่ปล่อยออกมาก็มีแนวโน้มที่จะเกินมาตรฐาน และภายใต้ระบบค่าปรับรายวันนั้น ไม่ใช่ทุกคนที่จะสามารถรับภาระค่าใช้จ่ายได้

จากการสำรวจโรงบำบัดน้ำเสียในเขตเมือง 467 แห่งโดยศาสตราจารย์หวัง หงเฉิน พบว่าประมาณสองในสามมีอัตราการรับน้ำเสียมากกว่า 80% ประมาณหนึ่งในสามมากกว่า 120% และมีโรงบำบัดน้ำเสีย 5 แห่งที่มีอัตราการรับน้ำเสียมากกว่า 150%

เมื่ออัตราการใช้งานระบบน้ำสูงกว่า 80% ยกเว้นโรงบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่พิเศษบางแห่ง โรงบำบัดน้ำเสียทั่วไปไม่สามารถปิดระบบน้ำเพื่อการบำรุงรักษาได้ โดยมีเงื่อนไขว่าน้ำเสียที่ปล่อยออกมาต้องได้มาตรฐาน และไม่มีน้ำสำรองสำหรับเครื่องเติมอากาศและถังดูดตะกอนขั้นที่สอง รวมถึงเครื่องขูดตะกอน อุปกรณ์ส่วนล่างจึงต้องได้รับการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่ทั้งหมดเมื่อมีการระบายน้ำออกเท่านั้น

กล่าวคือ โรงบำบัดน้ำเสียประมาณ 2 ใน 3 ไม่สามารถซ่อมแซมอุปกรณ์ได้โดยมีข้อแม้ว่าน้ำเสียที่ปล่อยออกมาต้องเป็นไปตามมาตรฐาน

จากการวิจัยของศาสตราจารย์หวังหงเฉิน อายุการใช้งานของเครื่องเติมอากาศโดยทั่วไปอยู่ที่ 4-6 ปี แต่โรงบำบัดน้ำเสีย 1 ใน 4 ไม่ได้ทำการบำรุงรักษาและระบายอากาศในเครื่องเติมอากาศมานานถึง 6 ปีแล้ว ส่วนเครื่องขูดโคลนซึ่งจำเป็นต้องมีการเททิ้งและซ่อมแซมนั้น โดยทั่วไปก็ไม่ได้ทำการซ่อมแซมตลอดทั้งปี

อุปกรณ์ทำงานผิดปกติมาเป็นเวลานานแล้ว และความสามารถในการบำบัดน้ำก็แย่ลงเรื่อยๆ เพื่อที่จะรับมือกับแรงดันน้ำที่ไหลออก จึงไม่มีทางที่จะหยุดเครื่องเพื่อซ่อมบำรุงได้ ในวงจรที่เลวร้ายเช่นนี้ ระบบบำบัดน้ำเสียย่อมต้องเผชิญกับจุดล่มสลายในที่สุด

#4

เขียนตอนท้าย

หลังจากที่การรักษาสิ่งแวดล้อมได้รับการสถาปนาเป็นนโยบายพื้นฐานของประเทศแล้ว สาขาการควบคุมมลพิษทางน้ำ ก๊าซ ของแข็ง ดิน และมลพิษอื่นๆ ก็พัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยสาขาการบำบัดน้ำเสียถือเป็นผู้นำในด้านนี้ อย่างไรก็ตาม ในระดับที่ยังไม่เพียงพอ การดำเนินงานของโรงบำบัดน้ำเสียจึงตกอยู่ในภาวะวิกฤต และปัญหาเรื่องเครือข่ายท่อและกากตะกอนได้กลายเป็นสองข้อบกพร่องหลักของอุตสาหกรรมการบำบัดน้ำเสียของประเทศ

และตอนนี้ ถึงเวลาที่จะแก้ไขข้อบกพร่องแล้ว