การศึกษาเปรียบเทียบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ

กรณีศึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์)

ไอรีน พวงรัตน

สารนิพนธนี้เปนสวนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตร วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (การจัดการสิ่งแวดลอม)

คณะพัฒนาสังคมและสิ่งแวดลอม สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร

พ.ศ. 2552

บทคัดยอ ชื่อวิทยานิพนธ การศึกษาเปรยีบเทียบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารใน

การนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณีศึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์)

ชื่อผูเขียน นางสาวไอรีน พวงรัตน ชื่อปริญญา วิทยาศาสตรมหาบัณฑติ (การจัดการสิ่งแวดลอม) ปการศึกษา 2552 การศึกษาเปรียบเทียบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณีศึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) มีวัตถุประสงคเพื่อศึกษาหาคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารที่สามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพโดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน เปรยีบเทียบปริมาณกาซที่ไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ กับเศษอาหารโดยการคํานวณและศึกษาถึงผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทุนการผลิต และสิ่งแวดลอมจากการใชกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ โดยเก็บรวบรวมขอมูลทุติยภูมิจากเอกสารงานวิจัยที่เกี่ยวของและขอมูลในการดําเนินงานและการผลิตกาซชีวภาพ และทําการตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และวิเคราะหคุณสมบัติของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในการนํามาผลิตเปนกาซชีวภาพเปรียบเทียบกับเศษอาหาร ผลการศึกษาพบวากากตะกอนน้ําเสียชีวภาพที่นํามาใชในการผลิตกาซชีวภาพมีคา COD 5,230 mg/l คา VS 91.53 % wt. ใชระบบการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอนมีประสิทธิภาพในการกําจัด COD ของระบบโดยรวมประมาณ 97% และประสิทธิภาพในการกําจัด VS ของระบบโดยรวมประมาณ 93% ใหปริมาณกาซชีวภาพ 76.67 m3 ตอวันที่ปริมาณเศษอาหาร 500 kg (1.3 m3 ของของเหลว) ลงทุนนอยกวาการใชกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในการผลิตกาซชีวภาพ และระยะการคืนทุน 7.9 ป อีกทั้งยังไมมีของเสียที่มีผลกระทบตอส่ิงแวดลอมปลอยออกมาเนื่องจากนําไปใชประโยชนเปนปุยไดหมด

ABSTRACT Title of Research : Quality comparison between Bio Sludge and Food Waste for Biogas Production. A Case Study of Toyota Motor Thailand Co.,Ltd. (Ban Pho plant) Author : Ms.Ireen Puangrat Degree : Master of Science (Environmental Management) Year : 2009 The objectives of this study were to study chemical and physical properties of bio sludge and food waste for biogas production using two-stage anaerobic digestion of Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR), to compare biogas production from bio sludge and food waste and to investigate impact of the biogas production i.e. technique, cost and environment aspects. An analysis of bio sludge properties by Department of Agriculture laboratory and document review were carried out.

The results of this study illustrated that bio sludge had COD of 5,230 mg/l and VS of 0.566 %wt when CSTR of one stage was used. In addition, total COD removal efficiency of 90% and total VS removal efficiency of 90% were obtained. The bio sludge could produce 0.68 m3 of biogas per day from 1.3 m3 of bio sludge. It had higher cost of production than food waste and payback period of 9.9 years. Environment impact involved treating waste water and disposal at cement kiln.

On the other hand, biogas from food waste had COD 227,060 mg/l and VS 91.53 %wt when CSTR of two stages was used. In addition, total COD removal efficiency of 97% and total VS removal efficiency of 93% were received. It can produce 76.67 m3 of biogas per day from 500 kg of food waste (1.3 m3 of food influence). It had lower cost of production than bio sludge and payback period of 7.9 years. In addition, there was no environment impact as compared to bio sludge.

กิตติกรรมประกาศ

สารนิพนธเร่ือง การศึกษาเปรียบเทียบคณุภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณีศึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธ์ิ) สําเร็จไดดวยความอนเุคราะหจากบคุคลหลาย ๆ ทาน ผูเขียนขอกราบขอบพระคุณอยางสูงมา ณ โอกาสนี้

ขอกราบขอบพระคุณ ผูชวยศาสตราจารย ดร. วิสาขา ภูจินดา อาจารยที่ปรึกษา ที่ไดใหคําแนะนํา ดแูลอยางใกลชิด และใหกําลังใจมาโดยตลอด รวมถึงสละเวลาตรวจสอบสารนิพนธฉบับนี้อยางละเอียดในทกุๆ ขั้นตอน

ขอกราบขอบพระคุณ คณาจารยทุกทานของหลักสูตรการจัดการสิ่งแวดลอม คณะพฒันาสังคมและสิ่งแวดลอม ที่ไดถายทอดความรูใหแกผูเขียน เจาหนาที่ของคณะพฒันาสังคมและส่ิงแวดลอม ที่กรุณาใหความชวยเหลือ ประสานงาน อํานวยความสะดวก ดวยอัธยาศัยไมตรีที่ดยีิง่สุภาพ เปนกนัเอง และขอขอบคุณ เพื่อนรวมหลักสูตรการจัดการสิง่แวดลอม ภาคพิเศษ รุนที่ 5 สถาบันบัณฑติพัฒนบริหารศาสตร ทุกทาน ที่ใหความชวยเหลือ และเปนกําลังใจทีด่มีาโดยตลอด

ขอกราบขอบพระคุณ คุณชาญชัย ทรัพยากร ผูชวยกรรมการผูจัดการใหญ และคณุสุวัชร ศุภกาญจนเดชากุล รองผูอํานวยการฝายบริหารโรงงานบานโพธิ์ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จาํกัด ทีอ่นุญาต และสงเสริมใหผูเขียนไดมีโอกาสไดศึกษาเลาเรียน และขอขอบคุณพนักงานหนวยงานบรหิารโรงงานบานโพธิ์ทุกทานที่ใหความรวมมือในการใหขอมูล และโดยเฉพาะทีมงานดานสิ่งแวดลอม สํานักงานความปลอดภยั และสิ่งแวดลอม โรงงานบานโพธิ์ทุกทานที่ชวยเหลืองานที่ผูเขียนไดมอบหมายไวจนสําเร็จลุลวงดวยด ี

ขอขอบคุณ ที่คณะทํางาน และที่ปรึกษาโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อจดัการของเสียเศษอาหารจากโรงแรมและสถานประกอบการตางๆ (สําหรับสถานประกอบการ) ของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) ทุกทาน โดยเฉพาะ คณะทํางานของบริษัท สยามเวสท แมเนจเมนท คอนซัลแทนท จํากดั ที่ไดเขามาทําโครงการฯ รวมกันกับผูเขยีน และชวยสนับสนุนเรื่องขอมูลการออกแบบระบบเปนอยางด ี

ขอขอบคุณคุณสมชาย คณุชุติมา คุณสุวรรณา และพนักงานบริษัทเทคนิคสิ่งแวดลอมไทยทุกทาน ที่ไดใหคําปรกึษา แนะนําในการจัดทําสารนิพนธ และใหความชวยเหลือติดตอประสานงานเปนอยางดจีนทําใหสารนิพนธสําเร็จลุลวงดวยด ี

ทายสุดนี้ขอขอบพระคุณ คุณพอ คุณแม นาสาว นาชาย นองๆ และญาติทุกคนของผูเขียนที่ใหกําลังใจดวยดีมาโดยตลอด

ไอรีน พวงรัตน สิงหาคม 2552

(4)

สารบัญ

หนา บทคัดยอ (1) ABSTRACT (2) กิตตกิรรมประกาศ (3) สารบญั (5) สารบญัตาราง (9) สารบญัภาพ (10) บทที่ 1 บทนํา

1.1 ท่ีมาและแนวคิดในการศกึษา 1 1.2 วัตถุประสงคของการศกึษา 2 1.3 ขอบเขตของการศึกษา 2 1.4 ประโยชนท่ีคาดวาจะไดรับ 3 1.5 นิยามศัพทเฉพาะ 3

บทที่ 2 การศกึษาวจิัยท่ีเกี่ยวของ 2.1 หลักการเทคโนโลยีสะอาด (Clean Technology) 4 2.1.1 การลดมลพิษทีแ่หลงกําเนิด 5 2.1.2 การนํากลับมาใชซ้ํา/ การใชใหม 7 2.1.3 ข้ันตอนการดําเนนิงานดานเทคโนโลยีสะอาด 8 2.1.4 ประโยชนที่ไดจากการทําเทคโนโลยีสะอาด 9 2.2 การจัดการกากอุตสาหกรรม 10 2.2.1 ประเภทและแหลงกําเนิดกากอุตสาหกรรม 11 2.2.2 หลักเกณฑและวิธกีารจําแนกกากอุตสาหกรรมที่เปนอันตราย 12 2.2.3 การจัดการกากอุตสาหกรรมทีแ่หลงกําเนิด 13 2.2.4 การกําจัดกากอุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมผลติปูนซีเมนต 26

(6)

2.3 กระบวนการบําบัดน้ําเสีย 29 2.3.1 ความหมายของน้ําเสีย 29 2.3.2 ประเภทของน้ําเสีย 30 2.3.3 ลักษณะน้ําเสยีจากโรงงานอตุสาหกรรม 30 2.3.4 กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางกายภาพ 31 2.3.5 กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางเคมี 32 2.3.6 กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางชีวภาพ 37 2.3.7 การบําบดัและการกําจัดสลดัจ 41

2.4 การผลิตกาซชวีภาพ 45 2.4.1 ลักษณะโดยทั่วไปและองคประกอบของกาซชีวภาพ 45 2.4.2 กระบวนการผลิตกาซชีวภาพ 45 2.4.3 รูปแบบระบบผลิตกาซชีวภาพ 48 2.4.4 การยอยสลายสารอินทรยีภายใตสภาวะไรออกซิเจน 50

แบบสองขั้นตอน 2.4.5 ปจจัยและสภาพแวดลอมทีมี่ผลตอการผลติกาซชีวภาพ 52

จากขยะอินทรีย 2.4.6 ประโยชนของกาซชีวภาพ 54

2.5 ขอมูลของบรษิัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) 56 2.5.1 ขอมูลทั่วไป 56 2.5.2 นโยบายดานสิ่งแวดลอม 58 2.5.3 กระบวนการผลิตแบบโตโยตา 58

2.6 งานวิจยัที่เกีย่วของ 62 บทที่ 3 วธิกีารศึกษา

3.1 กรอบแนวคิดในการศึกษา 69 3.2 วิธกีารศึกษา 70

3.2.1 การเก็บรวบรวมขอมลู 70 3.2.2 การวิเคราะหขอมูล 70

(7)

3.3 การเก็บตวัอยาง และวิธวีิเคราะหเพ่ือตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมี 70 และกายภาพ ของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ

3.3.1 การเก็บตวัอยาง 70 3.3.2 วิธวีิเคราะห 71

3.4 วิธวีิเคราะหเพือ่ตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมี 74 และกายภาพ ของเศษอาหาร

3.5 วิธกีารคํานวณปริมาณกาซชวีภาพ 75 บทที่ 4 ผลการศกึษา

4.1 คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 76 และเศษอาหารที่สามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพ โดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน

4.1.1 คุณสมบัติทางเคมี 76 4.1.2 คุณสมบัติทางกายภาพ 79

4.2 ปริมาณกาซชวีภาพท่ีไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 80 กับเศษอาหารโดยการคํานวณ

4.2.1 ปริมาณกาซท่ีไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 80 4.2.2 ปริมาณกาซท่ีไดจากเศษอาหาร 80

4.3 ผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทุนการผลติ และสิ่งแวดลอม 80 จากการใชกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ

4.3.1 ผลกระทบทางดานเทคนิค 80 4.3.2 ผลกระทบทางดานตนทุนการผลิต 86 4.3.3 ผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอม 88

บทที่ 5 สรุปผล อภิปรายผลและขอเสนอแนะ 5.1 สรุปผลการศึกษา 92 5.2 การอภิปรายผล 96 5.3 ขอเสนอแนะ 98 บรรณานกุรม 100 ภาคผนวก 102

(8) ภาคผนวก ก 103 ภาคผนวก ข 108 ภาคผนวก ค 111 ประวัติผูเขยีนสารนิพนธ 112

สารบัญตาราง ตารางที่ หนา

2.1 คุณสมบัติของกาซชีวภาพ (ที่ 0 องศาเซลเซียส ความดัน 1 บรรยากาศ) 55 2.2 ปริมาณพลังงานทดแทนตอเดือน (คิดจาก 21 วันทํางาน คิดเฉพาะขยะเศษอาหาร) 55 3.1 องคประกอบของขยะเศษอาหารจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทค 75

โนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี ที่ใชในการ Start up ระบบ และศึกษาการผลิตกาซชีวภาพ

4.1 เปรียบเทียบคณุสมบัติทางเคมีของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร 78 4.2 การเปรียบเทยีบผลกระทบทางดานเทคนิคของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 85

และเศษอาหาร 4.3 การเปรียบเทยีบผลกระทบทางดานตนทนุการผลิตของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 88

และเศษอาหาร 4.4 การเปรียบเทยีบผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอมของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 90

และเศษอาหาร 5.1 การเปรียบเทยีบการศึกษาการนําตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพ 97

และเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ 5.2 การเปรียบเทยีบการศึกษาการนําตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพ 99

และเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ

สารบัญภาพ ภาพที่ หนา

2.1 หลักการของเทคโนโลยีสะอาด 5 2.2 กระบวนการยอยสลายสารอินทรียภายใตสภาวะไรออกซเิจน 47 2.3 กระบวนการผลิตแบบโตโยตา 61 3.1 การเก็บตวัอยางกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 71 4.1 กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 79 4.2 ระบบการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพ 82 4.3 ระบบการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหาร 84

บทที่ 1

บทนํา 1.1 ท่ีมาและแนวคิดในการศึกษา

กากอุตสาหกรรม แบงไดเปน 2 ประเภท คือ กากของเสียอันตราย และกากของเสียไมอันตราย (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 1-1) ซ่ึงการจัดการกากอุตสาหกรรมนัน้มีคาใชจายในการกําจัดคอนขางสูง ผูประกอบการจึงพยายามคิดหาแนวทางในการจัดการกากอุตสาหกรรมเหลานั้น โดยยึดหลักการลงทุนที่นอย ไดผลการตอบแทนสูง ไมตองมีจัดการที่ซับซอนมาก และที่สําคัญคือเปนการกําจัดที่ถูกตอง ถูกกฏหมาย และไมทาํลายสิ่งแวดลอม จงึไดมีการนําแนวคิดของเทคโนโลยีสะอาดมาใชเปนแนวทางการจดัการกากอุตสาหกรรมดังกลาว กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ตามประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมฉบับที่ 6 เร่ืองการกําจัดสิ่งปฏิกูลหรือวัสดุที่ไมใชแลว ลงวันที่ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2540 รหัสของชนิดและประเภทของสิ่งปฏิกูลหรือวัสดุที่ไมใชแลว คือ 19 08 11 HM หมายความถึง กากตะกอนที่มสีารอันตรายจากการบําบัดน้าํเสียอุตสาหกรรมโดยวิธีชีวภาพ ซ่ึงถูกจัดวาเปนกากของเสียอันตราย และถูกกําจัดดวยวิธีการที่ 076 คือเผาทําลายรวมในเตาเผาปนูซีเมนต ซ่ึงเตาเผาปูนซีเมนต เปนเตาเผาที่สามารถกําจัดกากอุตสาหกรรมไดโดยไมมเีถาหรือเศษเหลือใหตองนําไปฝงกลบ และใชกันอยางแพรหลาย (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 3-1) และยังสามารถใชประโยชนจากกากอุตสาหกรรมที่เผาในรูปของการทดแทนวตัถุดิบบางสวนของปูนซีเมนตได แตอยางไรก็ตาม ถึงแมวากากตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพจะสามารถนําไปใชประโยชนในการทดแทนวัตถุดิบในการผลิตปูนซีเมนตแลวก็ตาม แตโรงงานผูกอใหเกดิของเสียยังคงมีคาใชจายในการกาํจัดกากตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพดังกลาวอยูในอัตราที่สูง ดังนั้นผูประกอบการจึงยงัคงหาวิธีการในการลดคาใชจายในการกาํจัดกากตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพ

ในขณะที่ขยะเศษอาหารที่เกดิขึ้นจากการรับประทานอาหารของพนักงาน และการประกอบอาหารของผูขายอาหารในโรงงานก็เปนของเสยีอีกประเภทหนึ่งที่อาจกอใหเกิดปญหาทางดานสิ่งแวดลอมไดงายเชนเดียวกนั ถึงแมวาจะไมไดเปนของเสียที่อันตราย แตถากําจัดไมถูกวิธีก็อาจที่จะกอใหเกิดปญหาทางดานสิ่งแวดลอมไดเชนเดยีวกันกับของเสียประเภทอืน่ๆ ซ่ึงการกําจดัขยะเศษอาหารที่จะไมกอใหเกิดกลิ่นเหม็น ไดพลังงานและปุยจากเศษอาหารไปใชงานอีก ก็คือ การทํากาซชีวภาพจากขยะเศษอาหาร ซ่ึงทางสํานักงานโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) และ

2

สถาบันวิจัยพลังงาน จุฬาลงกรณมหาวทิยาลัย ไดมีการจัดทําโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อจดัการของเสีย คือ เศษอาหารจากโรงแรมและสถานประกอบการตางๆขึ้น และบรษิัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด โรงงานบานโพธิ์ ไดเขารวมโครงการนี้ในฐานะสถานประกอบการที่เปนโรงงานอุตสาหกรรม โดยในการเขารวมโครงการในครั้งนี้ มีบริษัทที่ปรึกษาโครงการ คือ บริษัท สยามเวสท แมเนจเมนท คอนซัลแทนท จํากดั และกลุมบริษัท ธรรมสรณ และ เลือกเทคโนโลยีในการผลิตกาซชีวภาพ แบบการยอยสลายสารอินทรียภายใตสภาวะไรออกซเิจนแบบสองขั้นตอน (Two-stage anaerobic digestion of Continuous Stirred-Tank Reactor : CSTR) ดังนั้นจากโครงการดังกลาวผูทําการวิจัย มีแนวคิดวาถาสามารถนํากากตะกอนน้ําเสียชีวภาพมาผลิตกาซชีวภาพได จะสามารถลดปริมาณและคากําจัดกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ รวมทั้งสามารถนําผลิตภัณฑที่ไดไปใชใหเกิดประโยชนในดานพลังงาน โดยใชเปนเชื้อเพลิงได จึงไดทําการศึกษาเปรียบเทียบคณุภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ โดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน ในกรณีศึกษาบริษทัโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) 1.2 วัตถุประสงคของการศึกษา

1.2..1 เพื่อศึกษาคณุสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารที่สามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพโดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน

1.2..2 เพื่อเปรียบเทยีบปริมาณกาซชีวภาพที่ไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารโดยการคํานวณ

1.2..3 เพื่อศึกษาถึงผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทุนการผลิต และสิ่งแวดลอมจากการใชกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ

1.3 ผลท่ีคาดวาจะไดรับ

1.3.1 ทราบถึงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหารที่สามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพได

1.3.2 ทราบถึงปริมาณกาซชีวภาพที่ไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหารที่นํามาผลิตกาซชีวภาพ โดยการคํานวณ

1.3.3 ทราบถึงผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทนุการผลิต และส่ิงแวดลอมจากการใชกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ

3

1.4 ขอบเขตการศึกษา การศึกษาวิจยัคร้ังนี้เปนการเปรียบเทียบคณุภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพของ บริษัทโต

โยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) กับเศษอาหาร ในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ โดยศึกษาคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร ปริมาณกาซชีวภาพ รวมถึงศึกษาผลกระทบดานเทคนิค ตนทุนการผลิต (การลงทุน และการลดคากําจัดกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ) และผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอมในการจดัการของเสียอุตสาหกรรม

ระยะเวลาตั้งแต เดือนมิถุนายน ถึงเดือนกนัยายน 2552 1.5 นิยามศัพทเฉพาะ

1.5.1 กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ หมายถึง กากตะกอนน้ําเสียที่ผานกระบวนการบําบัดน้ําเสียทางชีวภาพของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์)

1.5.2 เศษอาหาร หมายถึง ขอมูลเศษอาหารจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบรีุ ที่ใชในการ Start up ระบบ และศึกษาการผลิตกาซชีวภาพ (วุฒภิัณฑ คุมรินทร, 2544) ซ่ึงผูวิจยัไดนําขอมูลทุติยภูมินี้มาเปรยีบเทียบกับกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อการจัดการของเสียเศษอาหารสําหรับสถานประกอบการ ของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จาํกัด (โรงงานบานโพธิ์)

1.5.3 Main and Minor components หมายถึง คาการตรวจสอบทางดานเคมี และกายภาพ ของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ

1.5.4 เทคนิคการผลิตกาซ หมายถึง เทคนิคการผลิตกาซชีวภาพโดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซเิจนแบบสองขัน้ตอน

1.5.5 ผลกระทบทางสิ่งแวดลอม หมายถึง ผลกระทบทางดานน้าํเสีย ของเสีย และกลิ่น 1.5.6 ตนทุนการผลิต หมายถึง คาใชจายในการติดตั้งระบบผลิตกาซ ระบบนํากาซไปใช

ประโยชน งานฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็ก งานไฟฟา - ประปาเขาระบบ และ คาทอสงกากตะกอนไปยังจดุผลิตกาซชีวภาพ

4

บทที่ 2

การศึกษาวจิัยที่เกี่ยวของ การศึกษาเรื่องการเปรียบเทยีบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณีศึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัดนี้ ไดรวบรวมขอมูลที่เกี่ยวของในการศึกษาซึ่งไดแก

2.1 เทคโนโลยีสะอาด(Clean Technology) 2.2 การจัดการกากอุตสาหกรรม 2.3 ระบบบําบัดน้าํเสีย 2.4 กระบวนการผลิตกาซชีวภาพ 2.5 ขอมูลทั่วไปของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) 2.6 งานวิจยัที่เกีย่วของ

โดยมีรายละเอยีด ดังตอไปนี ้

2.1 หลักการเทคโนโลยีสะอาด (Clean Technology)

เทคโนโลยีสะอาด (Clean Technology, CT) หมายถึง การปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิต หรือผลิตภัณฑเพื่อใหการใชวัตถุดิบ พลังงานและทรัพยากรธรรมชาติเปนไปอยางมีประสิทธิภาพ เปนการลดมลพิษที่แหลงกําเนิด รวมถึงการเปลี่ยนวัตถุดิบ การใชซํ้า และการนํากลับมาใชใหม เพื่อลดของเสียใหเหลือนอยที่สุด การเนินงานในลักษณะนี้จะเรียกวา “Win-Win” คือเปนการอนรัุกษส่ิงแวดลอมและลดตนทุนการผลิตไปพรอมๆ กัน (กรมโรงงานอตุสาหกรรม, 2548, 4-1) หลักการของเทคโนโลยีสะอาด แบงออกเปน 2 หลักใหญๆ คือ การลดมลพิษที่แหลงกําเนิด และการนํากลับมาใชใหม ดังรูปที่ 2.1

5

รูปท่ี 2.1 หลักการของเทคโนโลยีสะอาด ท่ีมา: กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 4-2

2.1.1 การลดมลพิษท่ีแหลงกําเนิด (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 4-3-4-14) การลดมลพิษที่แหลงกําเนิด เปนวิธีการลดองคประกอบของมลพิษ ความเขมขน ปริมาณ

ลักษณะความเปนพิษที่แหลงกําเนิด รวมถึงการเปลี่ยนแปลงตัวกลางรองรับของเสียทางส่ิงแวดลอมแบงไดเปน 2 แนวทางใหญ ๆ คือ การปรับปรุงกระบวนการ และการปรับเปล่ียนผลิตภัณฑ

1.1 การปรับปรุงกระบวนการผลิต ไดแก 1.1.1 การเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบ

ขอบเขตการสูญเสียวัตถุดิบหรือสาเหตุการเกิดมลพิษ เร่ิมตั้งแตการไดมาซึงวตัถุดิบ การขนสงเขาโรงงาน จนขั้นสุดทายกอนปอนเขากระบวนการผลิต รวมถึงสิ่งปนเปอนมากบัวัตถุดิบ และคุณสมบัติของตัววัตถุดิบเอง

1.1.2 การปรับปรุงเทคโนโลยี วิเคราะหหาบริเวณหรือสาเหตุของการสูญเสียที่เกิดขึ้นใน

ระหวางกระบวนการผลิต แลวหาวิธีหรือเทคโนโลยีเพื่อลดการสูญเปลา

หลักการของเทคโนโลยีสะอาด

การลดมลพิษที่แหลงกําเนิด

การเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบ

การปรับปรุงเทคโนโลยี

การปรับปรุงกระบวนการ

การปรับเปลี่ยนผลิตภัณฑ

การปรับปรุงการดําเนินการ

การใชเทคโนโลยีหมุนเวียน

การใชซ้ํา

การนํากลับมาใชซ้ํา การใชใหม

6

ของทรัพยากรใหมากที่สุด ซ่ึงถือเปนการลดมลพิษที่แหลงกําเนิด หากไมสามารถลดหรือกําจัดทีแ่หลงกําเนิดได กใ็หทําการเคลื่อนยายหรือแยกแหลงกําเนิดไปสูตัวกลางใหม

การปรับปรุงเครื่องจักร อุปกรณหรือหนวยเสริม ควรใชระบบ Modular system ที่สามารถติดตั้ง ประกอบ เคลื่อนยาย เปลี่ยนแปลง เพิ่มหรือลด หรือถอดเก็บไดงายภายในระยะเวลาอันสั้นโดยมีผลตอกระบวนการผลิตนอยที่สุด

1.1.3 ปรับปรุงการดําเนินงาน เปนการบริหารการวางแผนการผลิต เพื่อควบคุมตนทุนการผลิต

และลดผลกระทบตอส่ิงแวดลอมไดอยางมปีระสิทธิผล 1.1.3.1 การบริหารจัดการองคกร 1.1.3.2 ปรับปรุงกระบวนการผลิต 1.1.3.3 ความตองการใชวัตถุดิบ น้ํา พลังงาน 1.1.3.4 วิธีการควบคุมการผลิต 1.1.3.5 ระยะเวลาการเดินเครื่องแตละหนวยการผลิต 1.1.3.6 การควบคุมของเสีย 1.1.3.7 มาตรฐานการผลิต 1.1.3.8 การจัดทําโปรแกรม วิธีการรกัษา ซอมแซมเครื่องจักรอุปกรณ 1.1.3.9 การวางแผนทีจ่ะชวยกระตุนใหพนกังานทกุคนมีความ

กระตือรือลนในการปฏิบัติงานที่รับผิดชอบเพิ่มศักยภาพการผลิต 1.1.3.10 ทํา Benchmark เปรียบเทียบตนทนุการผลิต และการลด

ผลกระทบสิ่งแวดลอมกับโรงงานอื่น 1.2 การปรับเปลี่ยนผลิตภัณฑ

ผลผลิตที่เกิดขึ้นอาจมีผลกระทบตอส่ิงแวดลอมทั้งทางดานคุณภาพ รูปลักษณะ ขนาด ภาชนะบรรจุผลิตภัณฑ นัน่หมายถึงการสูญเสียทรัพยากรและกลายเปนมลพิษปนเปอนสูส่ิงแวดลอมแหลงที่เกิดมลพิษในสายงานเริ่มตั้งแตการไดผลผลิตจากกระบวนการผลิต การเก็บรักษาในโรงงาน การขนสงสินคาออกจําหนาย และการประกันสนิคา ซ่ึงตองเปลี่ยนการออกแบบผลิตภัณฑ ปรับปรุงคุณภาพสินคาหรือเปลี่ยนวิธีการบริการ สามารถแยกได 4 หัวขอ คือ

7

1.2.1 Product Change Factor หมายถึง การออกแบบใหม เพื่อปรับเปลี่ยนผลิตภัณฑ คณุภาพ ลักษณะ รูปราง ขนาดผลิตภัณฑ ซ่ึงเปนการยากที่จะปรับปรุงเปลี่ยนแปลง ตองทําการประเมนิโยเลือกหนวยพื้นฐานเปรียบเทียบกนั โดยมีเงื่อนไขตางๆ ที่เหมาะสม รวมทั้งทางดานเทคนิคและ Function ตางๆ ของผลิตภัณฑทีม่ีผลกระทบตอส่ิงแวดลอมและตนทุนการผลิต

1.2.2 Production Change Factor หมายถึง การปรับปรุงวิธีการควบคุมสินคา การเก็บรักษาผลิตภัณฑเพื่อรอจําหนาย

1.2.3 Maker Change Factor หมายถึง ปรับปรุงวิธีการตลาด โดยคาดคะเนประมาณความตองการของตลาดทั้งในปจจุบันและอนาคตในระยะเวลา 5 ปลวงหนา รวมท้ังคาดคะเนปริมาณการขายเพื่อหาปริมาณการผลิต ไมใหเกิดการสะสมและคางอยูในคลังสินคามากเกินไป ซ่ึงจะทําใหเกกิารสูญเสียและมผีลกระทบตอส่ิงแวดลอม หากผลิตภณัฑนั้นมีอายกุารเก็บดไดไมนาน

1.2.4 Marketing Change Factor หมายถึง รับปรงุวิธีการบริการ ไดแก การประกันสินคา สามารถรับไปรีไซเคิลเปนผลิตภัณฑใหม หรือนําไปใชในกระบวนการผลิตอื่นได

2.1.2 การนํากลับมาใชซํ้า/ การใชใหม (วรพจน มีถม, 2552: 2-3) 2.1 การใชซํ้า

เพื่อใหการใชทรัพยากรมีศักยภาพเพิ่มขึ้น เมื่อผานการใชงานครั้งหนึ่งแลวหากคุณภาพของทรัพยากรยังมีคุณคาที่จะนําไปใชงานตอได ควรหาวิธีการที่จะนําไปใชใหเกิดประโยชน เชน นํากลับไปใชในกระบวนการผลิตเดิม หรือนําไปใชในกระบวนการผลิตอื่นในโรงงานเดียวกันเองหรอืโรงงานอื่น

2.2 การใชเทคโนโลยีหมุนเวียน เมื่อพบแหลงกําเนิดของเสยีแลวหาวิธีการนํากลับไปใชในกระบวนการ

ผลิตเดิมหรือกระบวนการผลิตอื่นไมไดแลว จะใชวธีิการศึกษาเทคโนโลยีเพื่อออกแบบกระบวนการใดๆ เพื่อนําทรัพยากรน้ํา วัตถุดบิ หรือพลังงานกลับมาใชอีก หรือทําใหเปนผลพลอยไดเกิดขึ้นเพื่อเปนการเพิ่มผลผลิต

8

2.1.3 ขั้นตอนการดาํเนินงานดานเทคโนโลยีสะอาด วิธีการดําเนนิงานดานเทคโนโลยีสะอาดประกอบดวย 5 ขั้นตอน (วรพจน มีถม, 2552: 3-

4) คือ

ขั้นตอนที่ 1 การวางแผนและการจัดตั้งทีมงาน (CT Planning & Organization) การวางแผนและการจัดทีมมวีัตถุประสงคเพื่อจะแสดงความรวมมือในการกําหนดเปาหมายในการทําเทคโนโลยีสะอาด โดยผูประกอบการสงตัวแทนเขารวมกับอาจารยพี่เล้ียงและนิสิตฝกงาน

ขั้นตอนที่ 2 การตรวจประเมนิเบื้องตน (Pre assessment) หลังจากที่ไดจดัทีมงานและทราบวัตถุประสงคการทํางานเปนที่เรียบรอยแลว ทีมงานจะเร่ิมทําการกําหนดขอบเขตการพิจารณาและประเมินเบื้องตนวา ประเด็นใดบางทีเ่กดิความสูญเสียและสามารถปรับปรุงใหดีขึน้ได การประเมินเบื้องตนอาศัยหลักวิชาการประกอบกบัประสบการณในทางปฏิบัตขิองโรงงานในการกําหนดเกณฑการจัดลําดับความสําคัญของแตละประเด็นปญหาที่มีตอส่ิงแวดลอมและเศรษฐศาสตร ผลจากการประเมินนีจ้ะใชเปนแนวทางกําหนดบริเวณหรือทรัพยากรที่จะศึกษาตอไป

ขั้นตอนที่ 3 การประเมินละเอียด (Detail assessment) เมื่อไดประเดน็ที่เกิดความสูญเสียสูงและตองการจะปรับปรุงใหดีขึ้นแลว จึงเริ่มทําการประเมินละเอยีดโดยจัดทําสมดุลมวลสารและพลังงานเขา-ออก เพื่อใหทราบถึงแหลงกําเนิดของของเสียและสาเหตุของการสูญเสีย จากนั้นจึงทําการวิเคราะหแนวทางในการแกไขปญหาหรอืเรียกวา ทางเลือกเทคโนโลยสีะอาด (CT option)

ขั้นตอนที่ 4 ศึกษาความเปนไปได (Feasibility study) การศึกษาความเปนไปไดมวีตัถุประสงคเพื่อลําดับความสําคัญของทางเลือกที่ไดจากขั้นตอนการประเมินละเอยีดโดยพิจารณาองคประกอบ 3 ดานคือ ความเปนไปไดทางเทคนิคหรือความเหมาะสมในการนําทางเลือกไปปฏิบัติ ความเปนไปไดทางเศรษฐศาสตร และความเหมาะสมดานสิ่งแวดลอม

ขั้นตอนที่ 5 ลงมือปฏิบัติและติดตามผล (Implementation & evaluation) การลงมือปฏิบัติตองมีแผนการทํางานโดยละเอียดประกอบดวย บริเวณเปาหมาย ขั้นตอน ระยะเวลาและผูรับผิดชอบอยางชัดเจน เมื่อดําเนินกิจกรรมไปไดระยะหนึ่งควรติดตามประเมินผล

9

เพื่อใหแนใจวาการปฏิบัติเปนไปตามแผนงานที่กําหนดไวหรือหากมปีญหาจะไดทบทวนแกไขตอไป 2.1.4 ประโยชนท่ีไดจากการทําเทคโนโลยีสะอาด (วรพจน มีถม, 2552: 5-6)

ประโยชนตอตัวเรา มีสุขภาพแข็งแรง ปลอดภัยจากสารพิษตางๆ เพราะมีสารพิษทีป่ลอยสูธรรมชาติและตกคางอยูในผลิตภัณฑนอยลง สุขภาพจิตก็ดีดวย เทคโนโลยีสะอาดทําใหเราไดใชสินคาอุตสาหกรรมที่มีคุณภาพสูงขึ้น มีสภาพแวดลอม ความเปนอยู และคุณภาพทีด่ีขึ้น เชน แมน้ําลําคลองจะสะอาดขึ้นและมขียะลดนอยลง ประหยัดคาใชจายในการรักษาพยาบาล มีความภาคภูมใิจในผลงานที่มีสวนทําใหเกดิสิ่งดีๆ ขึ้นในสังคม

ประโยชนตอชมุชน มีความสมานสามัคคีกันระหวางบาน ชุมชน และโรงงานดีขึ้น เพราะเขาใจปญหา และรวมกันหาหนทางแกไข ทําใหเกดิสังคมที่นาอยู มีทรัพยากรธรรมชาติเหลือใหใชอยางเพยีงพอ เพราะมีการจดัสรรและใชทรัพยากรอยางคุมคา และมีประสิทธิภาพสูงสุด เชน มีการนําเอาของเสียกลับมาใชใหม เปนตน

ประโยชนตอภาคอุตสาหกรรม • ชวยทําใหเกิดการประหยัดการใชน้ําวัตถุดิบ พลังงาน และลดการเกิดมลพิษ โดย

กระบวนการนํากลับมาใชใหมและใชซํ้า • การปรับปรุงสภาพการทํางานเทคโนโลยีสะอาดจะทําใหการทํางานมีประสิทธิภาพเพิม่

มากขึ้น เนื่องจากคนงานมีสุขอนามัยดีขึ้นและลดความเสี่ยงในการเกดิอุบัติเหตุตางๆ • การปรับปรุงคุณภาพของสินคาคุณภาพของสินคาเปนสิ่งสําคัญของผูผลิตภาคอุตสาหกรรม

เนื่องจากตองแขงขันในระดบัสากลการลดมลพิษ ณ แหลงกําเนิดทําใหคุณภาพสินคาดีขึ้น • การเพิ่มประสทิธิภาพและกําไร การประหยัดวัตถุดิบ และพลังงานนาํไปสูการลดตนทุน

การผลิตซึ่งเปนการเพิ่มกําไร และขีดความสามารถในการแขงขัน • เทคโนโลยีสะอาด ทําใหโรงงานเกิดของเสียนอยลง งายตอการจัดการและยังปฏิบตัิไดตาม

มาตรฐานกฎหมายบานเมือง • การลดตนทุนการบําบัดของเสีย การลดมลพิษที่แหลงกําเนิดทําใหมลพิษมีปริมาณลดลง

ซ่ึงจะมีผลทําใหตนทุนการบําบัดของเสียลดลงดวย • การมีภาพพจนที่ดีตอสาธารณชนเทคโนโลยีสะอาดทําใหโรงงานหรือสถานประกอบการ

สะอาด และทาํใหเปนเพื่อนบานที่ดีกับชุมชนรอบขาง • เทคโนโลยีสะอาดจะลดจํานวนมลพิษจากอุตสาหกรรมลง และเปนการลดการสะสมตัว

ของความเปนพิษตางๆ ในสิง่แวดลอม

10

ประโยชนตอภาครฐั เทคโนโลยีสะอาดชวยแบงเบาภารกิจในการติดตามตรวจสอบของภาครัฐ และบรรลุเปาหมายของแผนพฒันาเศรษฐกจิและสังคมแหงชาติ สงเสริมภาพพจนของประเทศไทยในดานการจัดการสิ่งแวดลอม และเพิ่มศกัยภาพในการสงออก

ปจจัยสําคัญสูความสําเร็จในการทําเทคโนโลยีสะอาด ความมุงมั่นของผูบริหาร ความมั่นคงในนโยบาย การไดรับการฝกอบรมในทกุระดับ ทกุคนมีศรัทธา และเหน็คุณคาของเทคโนโลยีสะอาดอยางแทจริง สรางแรงจูงใจที่เหมาะสม การมีสวนรวมของพนักงานทุกระดับอยางสม่ําเสมอ มีแหลงขอมูลสารสนเทศที่ทันสมัย ทีมงานที่มีประสิทธิภาพ ทําเทคโนโลยีสะอาดอยางตอเนื่อง

ปญหาอุปสรรคของการนําเทคโนโลยีสะอาดไปใช ไมเขาใจแนวความคิดเทคโนโลยีสะอาด การไมมีสวนรวมของบุคลากรในองคกร ไมมีขอมูล ขาดเทคโนโลยี ทั้งดานความรูของบุคลากร และการพัฒนาวัสดุ อุปกรณ เครื่องมือ เครื่องจักรที่คํานึงถึงสิ่งแวดลอม ตัวอยางความสําเร็จ CT ในเชิงรูปธรรมยังมีจํานวนนอย การไมยอมเปดเผยขอมูลความสําเร็จของ CT ในวงกวาง บุคลากรที่มีความรูความสามารถดาน CT ยังมีจํานวนนอย

การทําเทคโนโลยีสะอาด อาจจะเปนเรื่องที่ใหม และเมือ่ยังไมไดลองทําแลว จะมีความคิดวายุงยาก เนื่องจากไมไดปรับเปลี่ยนหรือกระทําไดดวยใคร คนใดคนหนึ่งจะตองเปนการปรับกระบวนการทัง้ระบบ ปรับวิธีการ/วัสดุ ในตอนแรกอาจจะดูวาเปนการลงทุน ซ่ึงอาจจะสิ้นเปลืองคาใชจายในการปรับเปลี่ยน แตกระบวนการในระยะยาวทั้งการลดมลพิษ และเพิ่มผลผลิตจะคุมคากวา

การนําเทคโนโลยีสะอาดมาใชใหประสบความสําเร็จนัน้ จําเปนที่จะตองดําเนนิการอยางเปนขั้นตอนที่เปนระบบอยางตอเนื่อง และตองอาศัยความรวมมือของทุกๆ คนในองคกร

ถึงเวลาแลว ที่ทุกหนวยในประเทศไทยควรตระหนัก และนําเทคโนโลยีสะอาดมาใชใหมากขึ้น ซ่ึงผลลัพธที่ไดจะสงผลใหส่ิงแวดลอมดีขึ้น ลดการสูญเสียทรัพยากรอยางเปลาประโยชน และยังทําใหสามารถเพิ่มผลผลิตไดมากขึ้นอีกดวย 2.2 การจัดการกากอุตสาหกรรม

ในที่นี้ผูวจิัยไดถือเอาตําราระบบการจัดการมลพิษกากอตุสาหกรรม ของกรมโรงงานอุตสาหกรรมเปนหลักในการอธิบายถึงการจัดการกากอุตสาหกรรม เนื่องจากเปนหนวยงานที่มีหนาที่รับผิดชอบโดยตรง และเปนผูออกกฏหมายควบคมุการจัดการกากอุตสาหกรรม

กากอุตสาหกรรม หมายถึง กากอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิต การเก็บวัตถุดิบจนเสื่อมสภาพ ผลิตภัณฑที่ไมไดคุณภาพหรือเสื่อมคุณภาพ ภาชนะที่มกีารปนเปอนและ

11

ของเหลือใช (วิระ มาวิจักขณ และคณะ, 2545 อางถึงใน กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 1-1) แบงเปน 2 ประเภท ไดแก

1. กากของเสียอันตราย หมายถึง ของเสียที่อยูในสภาพของแข็ง ของเหลว หรือกาซที่มีลักษณะเปนอนัตราย กลาวคือ ติดไฟงาย กัดกรอน เมื่อทําปฏิกิริยาแลวเกดิอันตรายงาย และสารพิษตางๆ รวมทั้งกากของเสียอันตรายที่บําบัดแลว อยางไรก็ตามก็ยังมิไดมีการกําหนดคําจํากดัความทั่วไปของ “กากของเสียอันตราย” ไวในกฏหมายใดโดยเฉพาะ แตมีคําจัดความที่เกี่ยวของกบักฏหมายตางๆ ซ่ึงสามารถนํามาใชในการควบคุมของเสียอันตราย

2. กากของเสียไมเปนอันตราย หมายถึง ของเสียซ่ึงไมมีคุณสมบัติของเสียอันตราย 2.2.1 ประเภทและแหลงกําเนิดกากอุตสาหกรรม กากอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นจากโรงงานอุตสาหกรรมสามารถจําแนกได 5 ประเภท (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 1-1-1-2) ดังนี ้

1. กากอุตสาหกรรมไมอันตราย ซ่ึงเกิดจากกระบวนการผลิต 2. กากอุตสาหกรรมอันตราย ซ่ึงเกิดจากกระบวนการผลิต 3. กากอุตสาหกรรมที่ไมไดเกดิจากกระบวนการผลิต แตมาจากสวนของสถานที่

ทํางาน โรงอาหาร ฯลฯ 4. กากอุตสาหกรรมประเภทขยะติดเชื้อหรือเวชภณัฑ โดยมาจากหองพยาบาลหรือ

การบริการดานสุขภาพภายในโรงงาน 5. กากอุตสาหกรรมกัมมันตภาพรังสี โดยกากอุตสาหกรรมจะตองมีการรายงานปริมาณและขออนุญาตกําจัดจากโรงงาน

อุตสาหกรรม มีเพียงกากอุตสาหกรรมไมอันตรายและกากอุตสาหกรรมอันตรายที่ เกิดจากกระบวนการผลิตหรือเกิดจากการประกอบกิจการโรงงานเทานั้น สวนกากอุตสาหกรรมประเภทอ่ืนๆ ที่เหลือสามารถสงกําจัดกับหนวยงานที่เกี่ยวของโดยตรง เชน ของเสียที่เกิดจากสํานักงานหรือมูลฝอยทั่วไปที่ไมไดเกิดจากกระบวนการผลิตสามารถสงกําจัดไดโดยหนวยงานทองถ่ินที่มีหนาที่ในการกําจัดสิ่งปฏิกูลตามพระราชบัญญัติสาธารณสุข พ.ศ. 2535 สวนขยะมูลฝอยติดเชื้อจากหองพยาบาลจะตองกําจัดสิ่งปฏิกูลตามประกาศของกระทรวงสาธารณสุข เร่ืองขยะมูลฝอยติดเชื้อ และกากอุตสาหกรรมกัมมันตภาพรังสีอยูในความรับผิดชอบของสํานักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ

12

ดังนั้น ผูประกอบการจึงตองมีการจัดการของเสียที่เกิดขึ้นในโรงงานอุตสาหกรรมใหตรงกับหนวยงานที่รับผิดชอบ

ดังนั้นจึงกลาวถึงเฉพาะกากอุตสาหกรรมไมอันตรายและอันตรายซึ่งเกดิขึ้นจากกระบวนการการผลิตและตองกําจัดตามประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมฉบับที่ 1 (พ.ศ. 2541) และประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2540) โดยกากอุตสาหกรรมตามประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมสามารถจําแนกไดเปน 2 ประเภทดังนี ้

(1) กากอุตสาหกรรมทั่วไป หมายถึง กากของเสียที่ไมใชแลวที่เกดิจากการประกอบกิจการโรงงานหรือกระบวนการผลิต แตไมเปนอันตรายตอบุคคล ทรัพยสินหรือส่ิงแวดลอม เชน เศษกระดาษ เศษยางธรรมชาติ เศษโลหะและโลหะผสมที่ไมไดอยูในรูปของเกลือโลหะ ฝุนที่ไดจากการบําบัดมลพิษทางอากาศ หรือเถาที่เกิดจากการเผาไหมของเชื้อเพลิงฟอสซิล มวลชีวภาพหรือวัสดุที่เผาไหมตางๆ

โดยเมื่อทดสอบกากอุตสาหกรรมหรือวัสดุที่ไมใชแลวซ่ึงไมไดผานกระบวนการบําบัดใดๆ มากอน ดวยวิธีการสกัดสาร (Leachate Extraction Procedure) ตามที่กําหนดในประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมฉบับที่ 6 เร่ืองการกําจัดสิ่งปฏิกลูหรือวัสดุที่ไมใชแลว ลงวนัที่ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2540 แลวตองไมมีลักษณะและคณุสมบัติเปนสิ่งปฏิกูลหรือวัสดทุี่ไมใชแลว ตามที่ประกาศดังกลาว (2) กากอุตสาหกรรมที่เปนอันตราย หมายถึง กากของเสียทีไ่มใชแลวที่มอีงคประกอบหรือวัตถุอันตรายตางๆ ไดแก วัตถุอันตราย วตัถุออกไซด วัตถุเปอรออกไซด วัตถุมพีิษ วัตถุที่ทําใหเกิดการเปลีย่งแปลงทางพันธุกรรม วัตถุกัดกรอน วัตถุที่ทําใหเกิดการระคายเคือง ซ่ึงมีผลทําใหเกิดอันตรายแกบคุคล ทรัพยสินหรือ ส่ิงแวดลอม เชน น้ํามันหลอล่ืนที่ใชแลว กากตะกอนระบบบําบัดน้ําเสียที่มาจากกระบวนการผลิตวัตถุระเบิด เศษผากันเปอน ตัวทําละลาย เปนตน 2.2.2 หลักเกณฑและวิธีการจําแนกกากอุตสาหกรรมที่เปนอันตราย การจําแนกกากอุตสาหกรรมใดๆ วาจะเปนกากอุตสาหกรรมที่อันตรายหรอืไมไดกําหนดหลักเกณฑไว 2 ประการ (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 1-3) คือ 2.2.2.1 การจําแนกตามคุณสมบัติ (characteristic) ซ่ึงสามารถแบงออกไดเปน 5 ประเภทดังนี้

13

2.2.2.1.1 สารไวไฟ (Ignitable Substance) จุดวาบไฟต่ํากวา 60 องศาเซลเซียส เปนสารที่ไมใชของเหลวแตสามารถลุกเปนไฟเมื่อเสียดส ี หรือการดูดความชื้น หรือเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีขึ้นเองภายในสารนั้น เปนกาซที่อัดจุระเบิดได และเปนสารออกซิไดเซอร

2.2.2.1.2 สารกัดกรอน (Corrosive Substances) เปนสารที่มีคาความเปนกรดเปนดาง (pH) นอยกวาหรือเทากับ 2 และคาความเปนกรดเปนดางมากกวาหรือเทากับ 12.5 สามารถกัดกรอนเหล็กกลาชั้นชั้น SAE มากกวา 6.35 มิลลิเมตร/ป ที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส

2.2.2.1.3 สารที่เกิดปฏิกริิยาไดงาย (Reactive Substance) เปนสารที่มีสภาพไมคงตัว สามารถทําปฏิกิริยาไดรวดเรว็โดยไมมีการระเบิดเกดิขึ้น และทําปฏิกริิยากับน้ํา เปนสารที่เมื่อรวมตัวกับน้ําจะไดของผสมระเบิดได หรือเกิดกาซพิษ หรือเปนสารที่ประกอบดวยไซยาไนตหรือซัลไฟด เมื่อมีคาความเปนกรดเปนดาง (pH) 2-11.5 แลวจะทําใหเกิดไอพิษ หรือควันพษิขึน้ในปริมาณที่อาจกอใหเกิดอันตรายตอสุขภาพบุคคลและสิ่งแวดลอมได

2.2.2.1.4 สารพิษ (Toxic Substance) เปนสารที่อันตรายตอสุขภาพอนามยัโดยทําใหถึงตายไดในปริมาณเล็กนอย เปนพิษตอสัตวทดลอง เปนสารกอใหเกิดมะเร็ง หรือสกดัแลวมีโลหะหนักหรือสารพิษมากกวาทีก่ําหนด

2.2.2.1.5 สารพิษที่ถูกชะลางได (Leachable Substance) เปนสารซึ่งเมื่อนํามาสกัดตามวธีิวิเคราะหที่กําหนดตามหลักเกณฑของประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2540) แลวมีปริมาณโลหะหรือสารทีม่ีพิษ เชน ตะกัว่ ปรอท สารหนู ปนเปอนอยูในน้ําสกัดเทากับหรือเกนิกวามาตรฐานกําหนดไว

รายละเอียดของกากอุตสาหกรรมทั้งกากของเสียจากอุตสาหกรรมอันตรายและไมอันตราย สามารถดูรายละเอยีดเพิ่มเติมไดในประกาศกระทรวงอุตสาหกรรมฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2540) เร่ืองการกําจัดสิ่งปฏิกูลหรือเศษวัสดุที่ไมใชแลว 2.2.3 การจดัการกากอุตสาหกรรมที่แหลงกําเนิด (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 3-1)

การเพิ่มขึ้นของปริมาณกากอุตสาหกรรมอยางรวดเร็ว ทําใหกรมโรงงานอุตสาหกรรมซึ่งเปนหนวยงานหลักในการดําเนินงานจัดการกากอุตสาหกรรมจําเปนตองกําหนดหาแนวทางที่

14

เหมาะสมในการจัดการกากอุตสาหกรรมเพื่อการพัฒนาและรักษาคุณภาพสิ่งแวดลอมอยางยั่งยืน โดยผูที่ประกอบการกิจการโรงงาน สามารถนําแนวคิดดังกลาวไปประยุกตใชในงานประจําได โดยไมสงผลกระทบตอการลงทุน และสรางสมดุลในการแกไขปญหาสิ่งแวดลอมไปพรอมๆกัน อยางไรก็ตามการลงทุนโดยใชงบประมาณสูงๆ เพื่อแกไขปญหาที่ส่ิงแวดลอมเกิดขึ้น เมื่อปญหานั้นสงผลกระทบตอส่ิงแวดลอมหรือการแกไขที่ปลายเหตุ โดยสรางการสรางระบบบําบัดมลพิษที่ตองลงทุนสูง พบวาไมสามารถแกไขปญหาสิ่งแวดลอมที่เกิดขึ้นไดอยางมีประสิทธิภาพ กรมโรงงานอุตสาหกรรมจึงไดทบทวนมาตรการในการแกไขปญหาสิ่งแวดลอม โดยการสนับสนุนใหโรงงานอุตสาหกรรมนําแนวคิดในการลดมลพิษที่แหลงกําเนิดไปดําเนินการอยางตอเนื่อง เชนการลดกากอุตสาหกรรมจากแหลงกําเนิดโดยการสงเสริมการใชเทคโนโลยีที่เหมาะสม รวมทั้งใหมีการใชซํ้าหรือนํากลับมาใชใหม การลดกากอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นกอนการสงไปกําจัด โดยการแลกเปลี่ยนหรือจําหนายใหแกโรงงานที่สามารถนําของเสียเหลานั้นกลับมาใชประโยชนใหมได และการกําจัดอยางถูกวิธี แนวทางการจัดการกากอุตสาหกรรม ซ่ึงแนวทางในการจัดการอุตสาหกรรมที่แหลงกําเนิดสามารถสรุปไดดังนี้

2.2.3.1 การลดปริมาณกากอุตสาหกรรมที่แหลงกําเนิด (Source Reduction) การลดปริมาณกากอุตสาหกรรมที่แหลงกําเนิด เปนการปองการลดการเกิดกาก

อุตสาหกรรมเกิดขึ้นจากกระบวนการผลิต เทคนิคการลดปริมาณกากอุตสาหกรรมที่แหลงกําเนิดมีไดหลายวิธีการ โดยทั่วไป แบงได ดังนี้

2.2.3.1.1 การใช เปล่ียนแปลง และ/หรือทดแทนผลิตภัณฑ (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 3-3-3-4)

1. การเปล่ียนผลติภัณฑใหม การยกเลิกผลิตภัณฑเดิมและคิดคนผลิตภณัฑใหมขึ้นใชทดแทน โดยสามารถใช

งานได ตามวัตถุประสงคเดิมเปนวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการลดกากของเสีย

1) การเปลี่ยนมาใชสารกําจัดแมลงและศัตรูพชืกลุมออรแกโนฟอสเฟตแทนกลุมออรแกโนคลอรีนซึ่งเปนสารที่อยูในกลุมที่มีความคงทนในสภาพแวดลอม ยอยสลายไดยากโดยธรรมชาติ

2) การเปลี่ยนมาใชผงซักฟอกที่ไมมีสารฟอสเฟตเปนองคประกอบแทนผงซักฟอกที่มีฟอสเฟตเปนสวนประกอบซึ่งมีโครงสรางโมเลกุลเปนสายยาวถูกยอยสลายทางชีวภาพไดยาก

15

3) การผลิตสีทาละลายน้ําแทนสีทาละลายในตัวทําละลาย ทําใหไมตองเกียวของกับตัวทําลายละลายเปนพิษ ซ่ึงสีทาละลายเปนตัวทําละลายนั้นเปนอันตราย แตการใชสีทาละลายน้ําเปนการลดการปลอยสารอินทรียระเหยงายสูบรรยากาศอีกดวย

2. การเพิ่มอายุการใชงานผลติภณัฑ

การเพิ่มอายกุารใชงานผลิตภณัฑทําใหความถี่ในการเปลีย่นชิ้นสวนใหมได ซ่ึงเปนการลดกากของเสียไดแนวทางหนึ่ง โดยการซอมบํารุงและดูแลอยางสม่ําเสมอ

3. การเปล่ียนสวนประกอบ/สวนผสมในผลิตภัณฑ

การเปลี่ยนสูตรผสมของผลิตภัณฑใหมกีารใชสารที่มีความเปนอันตรายนอยลง เชน การใชตวัทําละลาย Non-halogenated แทนกลุม Halogenated เปนสารสําคัญในสวนผสมหรือการใชเม็ดสีอินทรียแทนเมด็สีที่มีโลหะหนักในการผลิตเม็ดสี เปนตน

อยางไรก็ตาม การใช การเปลี่ยนแปลง และ/หรือทดแทนผลิตภัณฑดังกลาวนี้จะมีความเปนไปไดมากนอยเพียงใดขึ้นกับองคประกอบหลายประการ เชน การทดแทนตองทาํใหกระบวนการผลิตสามารถดําเนินการไปไดดังเดิม มีความคุมทุนในแงเศรษฐกิจสิง่แวดลอม หรือสามารถลดผลกระทบตอส่ิงแวดลอมได เปนตน 2.2.3.1.2 การควบคุมท่ีแหลงกําเนิดกากอุตสาหกรรม (กรมโรงงานอุตสาหกรรม,

2545: 3-4) การควบคุมทีแ่หลงกําเนิดกากอุตสาหกรรม เปนการลดหรือการกาํจัดกาก

อุตสาหกรรมที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตดวยวิธีการเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบ กระบวนการผลิต และ/หรือวิธีปฏิบัติที่ใชในขั้นตอนการผลิต เพื่อใหเกดิกากอุตสาหกรรมนอยที่สุด ซ่ึงสรุปประเด็นหลักๆ ไดดังนี ้1) การเปล่ียนแปลงวัตถุดิบท่ีใชในการผลติ

การเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบที่ใชในการผลิตใหมีความเปนพิษนอยลง เลือกใชวัตถุดิบที่มี คุณภาพ หรือมีความบริสุทธิ์สูง และพยายามใชวัตถุดิบที่สามารถนํากลับมาใชใหมได ซ่ึงเปนเทคนิคที่นาที่สนใจในการวิจยัและพฒันามากขึ้นในปจจบุัน เทคนิคการเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบมีอยู 2 วิธีไดแก

16

1. การใชวัตถดุิบท่ีมีความบริสุทธ์ิมากขึ้น การใชวัตถุดิบทีม่ีการปนเปอนนอยจะทําใหเกิดกากของเสียจากกระบวนการผลิตนอยลดลงเชน ในกระบวนการกลั่นน้ํามันที่มีเกรดสูงเปนวัตถุดิบจะทําใหเกิดกากอุตสาหกรรมนอยลง เปนตน อยางไรกต็ามเทคนิคนี้อาจจะไมมีผลตอการลดกากอุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมที่ใชวัตถุดิบสงัเคราะหซ่ึงคอนขางมีความบริสุทธิ์อยูแลว

2. การใชวัตถุอ่ืนแทน การลดหรอืยกเลิกใชวัตถุที่มีพิษหรือเปนอันตรายเปนเทคนิคที่ลดความเสี่ยงของผลกระทบตอส่ิงแวดลอมในระยะยาวตัวอยางเชน การใช 1,1,1-trichloroehhane (TCA) ซ่ึงเปนตัวทําละลายที่มีพิษนอยกวาแทนการใช Tricholoroethylene ซ่ึงเปนสารกอมะเร็งในการลางทําความสะอาดชิ้นสวนในอุตสาหกรรมชุบโลหะ หรือการใช Aliphatic Solvent แทนเบนซีนและ Aromatic Solvent เปนตน ตวัอยางการใชวัตถุดิบอื่นแทนในอุตสาหกรรมในประเภทตางๆ

2) การเปล่ียนแปลงเทคโนโลย ีการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีเปนเทคนิคที่มปีระสิทธิภาพมากในการลดปริมาณ

กากอุตสาหกรรม จําเปนตองวิจัยและพฒันา ใชเงนิลงทุนสูง และใชระยะเวลานานในการนํามาปฏิบัติไดแก

1. การเปล่ียนแปลงกระบวนการผลิต การเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิตจําเปนตองศึกษาและทบทวนกระบวนการผลิตเดิมทั้งหมด ตั้งแตการจัดสงวัสดุไปจนถึงผลิตภัณฑที่เปนขั้นตอนสุดทายแหลงที่ทําใหเกิดกากของเสีย ในกระบวนการผลิตมาจากการทําปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นไมสมบูรณและไมมีประสิทธิภาพ ดังนั้นการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต โดยการเปลี่ยนตัวเรงปฏิกิริยา การออกแบบถังปฏิกิริยา และพารามิเตอร เชนอัตราการไหล ในการผลิตจะชวยลดปริมาณกากของเสีย ตัวอยางเชน

1) โรงงานผลิตสารอะครีไลโนไลต ไดเปลี่ยนตัวเรงปฏิกิริยาจาก Antimony-uranium เปน Ferrobismuth Phosphomolybdate ในกระบวนการผลิตสารอะครีไลไนไตรตโดยกระบวนการ Catalytic

17

Ammoxidation of Propylene เปนการผลทําใหไดสารอะครีโลไนไตรตเพิ่มขึ้น ซ่ึงทําใหผลผลิตมากขึ้น

2) โรงงานชุบโลหะอาจเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของโครเมียมในอางชุบโลหะใหมคีาเหมาะสมทีสุ่ด และลดความเขมขนของโครเมียมที่ใช เปนผลใหมีโครเมียมที่ตองบาํบัดในภายหลังนอยลง

3) การลดใชตัวกรองแบบใชแลวทิ้งในกระบวนการกรองตางๆ เปลี่ยนเปนใชตัวกรองที่นํากลับมาใชใหมได นอกจากนั้นควรนําน้ําที่ใชลางเครื่องกรองแลวกลับมาบําบัดเพื่อนํากลับมาใชใหมดวย

4) ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกสควรเปลี่ยนจากวิธีการลางแบบใชน้ําเปนการลางแบบแหง และเลิกใชตวัทําละลายที่มีสารคลอโรฟลูออโรคารบอน (CFCs) เปลี่ยนไปใชตัวตวัทําละลาย CFCs หรือน้ํามันแทน

5) การเปลี่ยนจากการใชเซลไฟฟาที่ขั้วปรอทในกระบวนการผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด ซ่ึงทําใหมีน้ําเสยีปนเปอนปรอท หลังการบําบัดจะเกดิกากตะกอนที่มีปรอทปนเปอนอยูตองทําใหเปนกอนและฝงกลบอยางถูกวิธี เปนการใชเซลลชนิดใชเนื้อเยื่อ (Membrance Cell) ทําใหสามารถลดของเสียที่เกิดขึน้ได

2. การเปล่ียนเครือ่งจักร ทอ และการจัดวางผังใหม การแทนที่หรือการปรับปรุงเครื่องจักรที่ดอยประสิทธิภาพหรอืทําใหเกดิกากของเสียมากเกินไป อาจเปนทางเลือกของเทคนิค การลดการเกิดกากที่แหลงกําเนดิ การใชเครื่องจกัรที่มีประสิทธิภาพสามารถลดจํานวนของผลิตภัณฑที่ไมไดตามมาตรฐาน นอกจากนั้นการปรับปรุงทอและวาลวตางๆ ที่เปนตัวสงวัตถุดิบตางๆ ใหมีประสิทธิภาพ สามารถเกิดการรั่วไหลได เชน การใชปมที่มชีีลสองชั้นสามารถลดโอกาสรั่วไหลและทําความสะอาดกากที่เกดิการรั่วไหลได เปนตน

3. การใชระบบอตัโนมัต ิ ในขั้นตอนบางสวนของกระบวนการผลิตจําเปนตองการความแมนยําเพื่อลดการเกิดกากของเสียใหไดมากที่สุด การใชระบบอัตโนมตัิเปนทางเลือกหนึ่ง เชน การใชหุนยนตในงานพนสี ชวยลดกากสีไดมากและยังชวยใหสีบนชิ้นงานมีความหนาสม่ําเสมอ เปนตน

18

2.2.3.1.3 วิธีการปฏิบตัท่ีิใชในขัน้ตอนการผลิต การปฏิบัติงานที่ดีรวมไปถึงการเปลี่ยนแปลงการปรับปรุงวิธีการรวมทัง้

องคกรปฏิบัติงานในกระบวนการผลิตดวย โดยมีเปาหมายเพื่อกําจัดกากอุตสาหกรรมที่อาจมาจากผูปฏิบัติงานในโรงงานอุตสาหกรรม การปฏิบัติงานที่ดีกระทําไดหลายขั้นตอนของกระบวนการผลิต และเปนวธีิการที่ไมตองลงทุนอะไรหรือเสียคาใชจายมากแตกลับใหผลตอบแทนหรือคืนตนทุนสูงในระยะเวลาอันสั้น (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 3-6-3-8) ไดแก 1. การจัดทําบัญชีคาชจายในการบําบัด โรงงานอุตสาหกรรมหลายแหงที่

ผูประกอบการไมมีขอมูลกากของเสียที่เกดิขึ้นหรือคาใชจายที่เสียไปกับการบําบัดและกําจดั ดังนั้น การรวบรวมและการจัดทําบัญชีคาใชจายที่เกดิขึ้นในการจัดการของเสียสามารถใชเปนหลักฐานขอมูล เร่ิมตนในการประเมินและตรวจสอบการลดปริมาณกากของเสียในโรงงานได

2. การใชวัตถดุิบ การสั่งซื้อวัตถุดิบในปริมาณที่เหมาสมกับการผลิต ทําใหวตัถุดิบไมหมดอายุการใชงานกอนกาํหนด ซ่ึงเปนการลดการเกิดกากของเสียไดเปนอยางดี

3. การวางแผนการผลิต การวางแผนการผลิตทําใหลดปญหาการจัดเก็บวัตถุดิบและผลิตภัณฑลดการสูญเสียของวัตถุดิบในระหวางใชงานในการผลิต เชน การเปลี่ยนแปลงตารางการผลิต สามารถลดความถี่ในการทําความสะอาดอุปกรณใหนอยลง

4. การปรับปรงุการจัดเก็บและขนยายวัตถุดบิ ในการจัดเก็บและขนยายวัตถุดิบอยางถูกวิธี เปนการลดการเกิดกากของเสียไดอีกทางหนึ่ง ตัวอยางของการจัดการที่ดี เชน

(1) การใหการอบรมผูปฏิบัติงานใหรูจกัอุปกรณและเครื่องมือที่ใชในการขนยาย เชน การใชรถยก การใชสายพานลาํเลียง เปนตน

(2) การคัดแยกวตัถุดิบแตละประเภทและจดัวางโดยมีระยะหางที่ถูกตอง (3) การจัดวางภาชนะบรรจุบนแผนรองแทนพืน้จะชวยใหภาชนะไมสึก

กรอนหรือ ไมเกิดการรั่วไหล การจัดภาชนะซอนกนัในลักษณะทีม่ีโอกาสเกิดรอยร่ัวหรือแตกนอยที่สุด

19

(4) การควบคุมและการติดตามวตัถุดิบตางๆ อยางมีประสิทธิภาพ โดยมีระบบคอมพิวเตอรในการขนสง การเก็บ และการขอเบิกวัตถุดิบเขาดวยกัน

5. การคัดแยกประเภทและของเสีย การคดัแยกของเสียที่ไมเปนอันตรายออกจากกากของเสียอันตราย และแยกกากของเสียอันตรายที่เปนของเหลว จะชวยลดปริมาณกากของเสียอันตราย ทําใหลดคาใชจายในการบาํบัดและกําจัด และการนํากลับไปใชใหมสามารถทําไดงายขึ้น

6. การใหความรูแกผูปฏบิัตงิาน การฝกอบรมเปนสิ่งจําเปนในการปฏิบัติงานไดสรางความตระหนกัและเกิดความรับผิดชอบรวมกันในการลดปริมาณกากของเสีย เพื่อเพิ่มทักษะในการปฏิบัติงาน รวมถึงการจัดการใหมีโปรแกรมการจูงใจใหกับผูปฏิบัตงิานทุกระดับ

2.2.3.2 การนํากากอุตสาหกรรมกลับมาใชซํ้า (Reuse) การนํากลับมาใชซํ้า เปนการใชประโยชนจากของเสีย โดยไมตองผานกระบวนการ

ใดๆ ซ่ึงในการนํากากของเสียมาใชใหมซํ้า ควรคํานึงถึง 3 ประการ (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 3-8) ดังนี้

1) องคประกอบทางเคมีของของเสียและผลกระทบตอกระบวนการนําไปใช 2) คุณคาทางเศรษฐกิจของของเสียที่นํากลับมาใชอีกคุมคากบัการปรับเปลี่ยน

กระบวนการเพื่อใหสามารถนําของเสียนั้นมาใชอีกหรือไม 3) ของเสียที่จะนาํมาใชอีกนั้นหาไดงายเพยีงใด และปริมาณการเกิดขึ้นมีความ

สม่ําเสมอหรือไม 2.2.3.3 การนํากากอุตสาหกรรมมาใชประโยชนใหม (Recycleing) (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 3-8-3-13) การนํากากอุตสาหกรรมกลับมาใชใหมเปนหลักการของการลดปริมาณกากของเสียอันตรายทีสํ่าคัญรองจากการลดที่แหลงกําเนิด ขอเดนของการนํากลับมาใชใหมคือ ไมตองมีการจัดการมาก และใหผลตอบแทนสูง กลาวคือ ผลตอบแทนในทางเศรษฐศาสตรจากปริมาณวัตถุดิบที่นอยลง ลดภาระการจดัการของเสีย ดังนั้นการนํากลับมาใชประโยชนใหมจึงเปนแนวทางการจดัการของเสียที่นิยมใชกนัอยางแพรหลายในโรงงานอุตสาหกรรม ตัวอยางของเสยีที่สามารถนํากลับมาใชประโยชนได เชน เศษกระดาษ เศษโลหะ เศษพลาสติก ขวดแกวและเศษแกว เศษ ยางเปนตน

20

2.2.3.3.1 การนํากากอุตสาหกรรมกลับมาใชประโยชนใหมภายในแหลงกําเนิด ลักษณะและวธีิการใชประโยชน จะแตกตางกัน แตโดยสวนใหญจะถูกนํา

กลับมาใชใหม 2 แนวทางคอื 1) การใชวัตถุดิบทดแทนหรือใชวัตถุดิบรวมในการผลิตวัตถุดิบ 2) การใชเปนแหลงพลังงาน

ทางเลือกในการใชประโยชนภายในโรงงานเปนผลใหเกิดปริมาณของเสีย ณ แหลงกําเนิดนอยลง ไมตองเสียคาขนสงกากของเสีย แตมีขอเสียอยูคือ จะตองมีคาอุปกรณในการลงทุน การฝกอบรมพนักงานปฏิบัติและคาใชจายในการดําเนินงาน และคาติดตั้งอปุกรณ

2.2.3.3.2 การนํากากอุตสาหกรรมมาใชประโยชนใหมภายนอกแหลงกําเนิด การแปรรูปและการนํากากอตุสาหกรรมกลับมาใชใหม ไดดําเนนิการในเกือบ

ทุกอุตสาหกรรมโดยเฉพาะการขายสงของเสียที่มีมูลคาไปใหโรงงานอื่นใชเปนวัตถุดิบในกระบวนการผลิตใหม เมื่อของเสียที่เกิดขึน้ไมเพียงพอและไมคุมคากับการจะติดตั้งอุปกรณ เพื่อนํากลบัมาใชประโยชนในโรงงานของตนเอง ทั้งนี้ก็เพื่อลดตนทุนของวัตถุดิบที่ส่ังซื้อใหม 2.2.3.3.3 การเปล่ียนแปลงกากอุตสาหกรรม

ในทางปฏิบัตแิลวยังมกีารนาํกากของเสียจากอุตสาหกรรมมาใชประโยชนนอยมาก เนือ่งจากกากอุตสาหกรรมมีความปนเปอนมากเกินไป มีปริมาณนอยไมคุมคาแกการนาํมาใชประโยชนในทางปฏบิัติ จึงมีการจัดตั้งหนวยงานกลางเพื่อเปนศูนยขอมูลและศูนยรับซื้อขาย แลกเปลีย่นของเสียจากโรงงานตางๆ

ศูนยสวนใหญ มีลักษณะการทํางานมุงเนนการประสานงานเพื่อใหเกิดการแลกเปลี่ยนกากอุตสาหกรรม ระหวางผูกอใหเกิดของเสียและผูตองการใชประโยชน โดยสรางสิ่งอํานวยความสะดวกในการติดตอประสานงาน เชน การจดัทําเว็บไซตเพื่อใหบริการขอมลูขาวสาร

การตัดสินใจขัน้สุดทายที่จะมีมาตรการการใชกากของเสียในลักษณะหมุนเวียนนํากลับมาใชใหมหรือไมนั้น ขึ้นอยูกับหลายปจจัยดวยกัน เชน ระยะหางระหวางสถานที่ตั้ง ระบบหมุนเวยีน และแหลงผลิต คาใชจายในการขนสงกากของเสียอันตราย เปนตน

21

2.2.3.4 การนํากลับคืน เนื่องจากมกีากอุตสาหกรรมชนิดตางๆ มากมาย ซ่ึงแตละชนิดใชวิธีการและ

เทคโนโลยีในการนํากลับคนืที่แตกตางกนั สรุปแนวทางการนํากลับคืน ไดเปน 2 กลุม (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 3-13-3-14) คือ

2.2.3.4.1 การนํากากอุตสาหกรรมกลับคืน (Material Recover) การนํากากอุตสาหกรรมกลับคืน สวนใหญเปนการนํากลับคืนที่แหลงกําเนดิ

มากกวาการขนยายไปจัดการที่อ่ืน เชน การกลั่นแยกตัวทาํละลายที่ใชในการขจดัคราบของไขมันชนดิตางๆ หรือจะเปนการแยกน้ําเสยีดวยไฟฟา ทั้งนีข้องเสียทั้งหลายที่กลาวมานั้นจะตองมีปริมาณมากเพียงพอทีจ่ะนํากลับคืนไดและคุมทนุในแงเศรษฐกจิ สําหรับการขนยาย หรือนําไปสกัดของมคีา กากของเสยีที่มีปริมาณนอย ดังกลาวนี้เชนน้ํามันเครื่องทีใ่ช นํามาเปนตวัทําละลายสารที่ปนเปอนมลพิษ แบตเตอรี่เกา โลหะหนัก พลาสติกเกา เปนตน 2.2.3.4.2 การนําพลังงานจากกากอุตสาหกรรมกลับคืน (Energy Recovery)

การนําพลังงานจากกากอุตสาหกรรมกลับคืนมีแนวโนมที่จะเปนทีน่ิยมในอนาคต เนือ่งจากมีการเตบิโตทางดานเทคโนโลยีอยางรวดเร็ว โดยเฉพาะการใชพลังงานจากตวัทําละลายตางๆ ซ่ึงเปนกระบวนการทางฟสิกสมีการแยกตวัทําละลายออกจากกากของเสีย เพื่อนําไปใชในการขายสําหรับอุปกรณอุตสาหกรรมอื่นๆ โดยไมมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีใดๆ ทั้งสิ้น

2.2.3.5 การสกัดของมคีา การสกัดของมีคา เปนการนําของเสียกลับคืนมาโดยตองนําของเสียมาผาน

กระบวนการเพื่อเปลี่ยนใหอยูในรูปที่สามารถนํากลับมาใชใหมได วิธีการสกัดของมีคา ไดแก การแยกดวยกระบวนการทางเคมี ฟสิกส และเคมีไฟฟา เชนการกลั่นตัวทําละลายที่ใชแลว การสกัดเอาโลหะทีเ่จือปนในกากอุตสาหกรรม เปนตน ตวัอยางการสกัดของมีคา (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 3-14-3-15) ไดแก

1) โรงงานที่มีการใชตัวทําละลายอินทรีย เชน โรงพิมพ เมื่อใชแลวอาจมีการปนเปอนทําใหไมสามารถนํากลับมาใชไดทันที โรงงานจะตองเก็บรวบรวมตวัทําละลายสารอินทรียเหลานั้นแลวนํามากลั่น เพื่อใหไดตวัทําละลายที่บริสุทธิ์เพียงพอ จะนํากลับมาใชงานไดอีกครั้ง

22

2) โรงงานผลิตเยื่อกระดาษจากไมยูคาลิปตัส นําไมยูคาลิปตสัมาปอกเปลือกออกแลวสับเปนชิ้นเล็กๆ แลวนําไปตมกับ White liquor ซ่ึงมี NaOH เปนองคประกอบ เมื่อตมเสร็จแลวและแยกเยื่อออกไปแลว สารที่ใชในการตมเยื่อเปลี่ยนเปน Black liquor ซ่ึงสามารถนํามาใชประโยชนโดยการระเหยใหเขมขนจนสามารถลุกติดไฟได สวน White liquor สามารถนํากลับมาใชไดใหมเปนวัตถุดิบในการตมเยื่อคร้ังตอไป

3) โรงงานฟอกหนัง น้ําทิ้งที่เกดิจากกระบวนการมีสารโครเมียมปะปนอยูมาก นํามาตกตะกอนโดยใชแมกนีเซยีมออกไซดและปูนขาว แลวเติมกรดซัลฟูริคเพื่อเปลี่ยนรูปของโครเมียมในตะกอนเปนโครเมียมซัลเฟต ซ่ึงสามารถนํากลับมาเปนวัตถุดิบในการฟอกหนังได

4) การสกัดเอาโลหะจากน้ําลางในกระบวนการชุบโลหะโดยการแลกเปลี่ยนประจุและการระเหย

2.2.3.6 การคัดแยก การกักเก็บ ขนถายและอุปกรณการขนถายอุตสาหกรรม (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 3-15-3-20) การคัดแยก การกักเก็บ ขนถายเปนขั้นตอนเริ่มตนของการจัดการของเสียที่เกิดขึ้น

ในโรงงานอุตสาหกรรม ซ่ึงมีการคัดแยกขยะ การกกัเก็บ และการขนถายที่เหมาะสมแลว จะทําใหปริมาณของเสียที่ตองนําไปบําบัดลดนอยลง ไดกากอุตสาหกรรมที่สามารถนําไปใชประโยชนตอไปได และไมเกิดมลภาวะตอส่ิงแวดลอม

2.2.3.6.1 การคัดแยก (Sorting) การทิ้งกากอุตสาหกรรมโดยไมมีการคัดแยกกาก อุตสาหกรรมอันตรายออก

จากกากอุตสาหกรรมที่ไมอันตรายที่แหลงกําเนิด อาจทําใหกากอุตสาหกรรมทั้ง 2 เกดิการปนเปอนกนั เปนผลทําใหกากทั้ง 2 ชนิดนี้ตองมีการจัดการแยกกากอุตสาหกรรมอันตรายออกจากกันกอน เชน น้ํามันที่ใชแลวเมื่อมเีศษมูลฝอยหรือของแข็งอื่นมาปนเปอนจะทําใหเพิ่มคาใชจายในการกําจดักากอุตสาหกรรมมากขึ้น จึงตองมีการแยกของเสียออกจากกระบวนการตางๆ โดยคัดแยกไวตามประเภท เชน แกว กระดาษ พลาสติก โลหะชนิดตางๆ ตวัทําละลาย วัตถุไวไฟ เปนตน

23

2.2.3.6.2 การเก็บรวบรวม (Storage) กากอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้น ณ ที่แหลงจาํหนายตองไดรับการกับเก็บไวเปน

อยางดี เพื่อสามารถกักเก็บและขนสงไปบําบัดและกําจดัไดอยางมีประสิทธิภาพ โดยอยางยิ่งเฉพาะการกักเก็บอุตสาหกรรมประเภทของเสยีอันตรายหากมไิดเก็บไวอยางเหมาะสมแลวอาจกอใหเกิดการสะสมกากอุตสาหกรรมอันตรายเหลานั้น ซ่ึงมีอันตรายมากกับสุขภาพและสิ่งแวดลอมโดยรวม โดยตองคํานึงถึงปจจัยดังตอไปนี ้

1. ผลของการเกบ็กักตอคุณลักษณะของกากอุตสาหกรรมที่เปล่ียนไป 1) การยอยสลายดวยจุลินทรีย (Microbiological Decomposition) กาก

อุตสาหกรรมที่เปนอินทรียสารตางๆ ที่เก็บรวบรวมไวในภาชนะ ณ แหลงกําเนิดจะถูกยอยสลายไดโดยปฏิกิริยาทางชีววิทยาโดยพวกจุลินทรียตางๆ

2) การดูดซึมของเหลว (Absorption of Fluids) เนื่องจากปริมาณความชื้นของสวนประกอบของกากอุตสาหกรรมนั้นตางกัน ดังนั้นเมื่อเก็บกากอุตสาหกรรมไวนานๆ ปริมาณความชื้นในกากอุตสาหกรรมจะเปลี่ยนไป นอกจากนี้การเก็บไวเปนเวลานานๆ ภายนอกโรงงาน และทีเ่ก็บกากอุตสาหกรรมไมมีฝาปด เมื่อฝนตกลงมาจะทําใหกากอุตสาหกรรมเปยกชืน้ ปริมาณความเปยกชื้นของกากอุตสาหกรรมนั้นมีผลตอการกําจัดกากอุตสาหกรรม เชน การเผาไหมก็ตองใชพลังงานความรอนมากขึ้น เปนตน

3) การปนเปอนของสวนประกอบกากอุตสาหกรรม (Contamination of waste Component) ส่ิงที่อาจเกิดขึ้นในการกักเก็บกากอุตสาหกรรมก็คือ การปนเปอนจากสิ่งที่ทิ้งปนกับกากอุตสาหกรรมเชน น้ํามนัเครื่องที่ใชแลว สารทําความสะอาดตางๆ ซ่ึงจะทําใหกากอุตสาหกรรมเหลานี้สามารถนํากลับมาใชประโยชนไดอีก

2. ประเภทของขนาดของภาชนะรองรับ ภาชนะที่ใชในการกักเก็บกากอุตสาหกรรมตองอยูในสภาพดี ทําดวยวัสดุ

ที่มีน้ําหนกัเบา คงทน แข็งแรง ไมร่ัวซึมงาย ไมผุกรอนงาย มีรูปทรงเหมาะสมกับการขนยายและสะดวกตอการใชงาน ในการคัดเลือกวัสดุของภาชนะตองคํานึงถึงลักษณะและคณุสมบัติของกากอุตสาหกรรมเปนสําคัญ

24

ขนาดของภาชนะรองรับก็มคีวามสําคัญ ซ่ึงขึ้นอยูกับระบบการเก็บขน ความถี่ของการเก็บขน และบริเวณพื้นที่วางที่ใชวางภาชนะเหลานัน้ จึงตองมีขนาดเพยีงพอตอการเก็บกกักากอุตสาหกรรมที่เกิดขึ้น

อยางไรก็ตามในการกักเก็บกากอุตสาหกรรมยังคงตองระวังในเรื่องการเก็บของเสียทีห่ามเก็บดวยกนัในภาชนะเดยีวกัน หรือสถานที่เดียวกัน เพราะอาจทําใหเกดิความรอน ไฟไหม การระเบิด หรือสารที่เปนพิษได

3. สถานที่ตั้งของภาชนะรองรบั โดยทั่วไปตองเปนหองหรืออาคารเปดโลงกวาง ควรอยูหางจาก

กระบวนการผลิต แหลงสาธารณูโภค หรือที่พักอาศัย มีระบบการระบายน้ําเสยีและปองกันน้าํทวม พื้นที่ของอาคารควรทําดวยวัสดุที่เหมาะสม เพือ่ปองกันการร่ัวซึมของเสียลงสูดิน ถนนเขาออกสะดวกสําหรับการขนถาย ระบบการระบายอากาศดี มีอุณหภูมิไมสูงเกินไป มีอุปกรณดับเพลิ่งติดตั้งและพรอมใชงานตลอดเวลา รวมไปถงึอุปกรณการปองกนัอันตรายตอรางกายผูปฏิบัติงาน จัดทําเครื่องหมายวาเปนที่กักเก็บกากอุตสาหกรรมอยางชัดเจน โดยเฉพาะทีก่ักเก็บของเสียที่เปนอันตราย นอกจากนี้วัสดุทีใ่ชในสถานที่เก็บรวบรวมควรพจิารณาใชใหเหมาะสมในกรณีตางๆ ดังนี ้1) คอนเทรนเนอร พื้นที่วางคอนเทรนเนอร จะตองมีการปองกันการรั่วซึมและ

ใชวัสดุที่เหมาะสม เชน กากอุตสาหกรรมประเภทกรด-ดาง พื้นที่ของสถานที่เก็บกักควรทาํดวยไม เปนตน

2) แทงคบรรจุ ตองมีระบบปองกันการรั่วไหลของกากของเสียอันตราย ระบบปองกันการรั่วไหล เชน ผนังแทงค 2 ช้ัน มรีะบบควบคุมการปด-เปด 2 ช้ัน

3) บอเก็บรวบรวม จะตองมีคนัดินโดยรอบ พื้นลางและผนังบุดวยวัสดกุันซึม 2 ช้ัน ตลอดจนวางทอรวบรวมน้ําเสียระหวางวัสดุทั้ง 2 ช้ัน และควบคุมระดับกากของเสียในบอใหต่ํากวา 60 เซนติเมตรจากปากบอ เมื่อเลิกใชแลวตองกลบดวยดินเหนียวและวัสดกุันซึมตอไป

4) บริเวณทีก่ักเกบ็กากอุตสาหกรรม โดยเฉพาอยางยิ่งประเภทกากอุตสาหกรรมอันตรายควรมคีวามปลอดภยั ปองกันไมใหผูที่ไมมีสวนเกี่ยวของเขาไปในบริเวณดังกลาว ซ่ึงหมายความวา ที่กักเกบ็กากอุตสาหกรรมตองเก็บอยูในที่ที่ปลอดภัย ถาหากไมปลอดภัยก็ควรทีจ่ะกั้นดวยกําแพงและมีการปดประตูที่

25

มั่นคงแข็งแรง สําหรับกากอุตสาหกรรมที่อาจทําปฏิกิริยารุนแรง ตองแยกเก็บใหแยกจากกนั อาจทําหองแยกเก็บ เปนตน แลวส่ิงที่ใชในการทําความสะอาดของเสียที่หกหลนหรือร่ัวไหลนั้นอาจจะกลายเปนของเสียดวย ซ่ึงจําเปนที่จะตองกําจัดเชนเดียวกับการจัดการกากอุตสาหกรรม

4. ความเปนระเบียบเรียบรอยและปญหาทางดานสาธารณสุข ส่ิงที่เกี่ยวของกับปญหาทางดานสาธารณสุข คือ กักเก็บกากของเสยีจะมี

พวกสัตวแทะ และแมลงเขามาเกี่ยวของและกลายเปนแหลงแพรพนัธุไปในที่สุด กลาวคือถังขยะหรือภาชนะที่ใชเก็บขยะมลูฝอยตองมีฝาปดใหมดิชิดเรยีบรอย มีการลางทําความสะอาดเปนระยะ ๆ ทั้งบริเวณเก็บกกัและภาชนะเหลานัน้ดวย กากอุตสาหกรรมที่เนาเปอยที่ถูกยอยสลาย ไดดวยปฏิกิริยาชีวภาพจะตองขนยายออกโดยเร็ว

ส่ิงที่สําคัญในเรื่องความไมเปนระเบียบเรียบรอยหรือทําใหเกดิเหตุรําคาญ คือเร่ืองกล่ิน ถาทิ้งกากอุตสาหกรรมไวนานๆ จะทําใหเกิดกลิ่นเหม็นเนาได ดังนัน้ควบควบคุมดวยการใชฝาผิดใหมิดชดิ และมีการขนยายกากอุตสาหกรรมเปนประจํา ไมปลอยทิ้งไวนานๆ ถากลิ่นยังคงอยู ก็ควรฉดีน้ํายาดับกล่ินบางเปนครั้งคราว เพื่อรักษาสภาพแวดลอมใหเปนระเบียบเรยีบรอย ของแหลงเก็บรวบรวม ภาชนะตางๆ ที่ใชเก็บรวบรวมจะตองมีการทําความสะอาดโดยการเช็ดถูหรือลางทําความสะอาดเปนประจํา

2.2.3.6.3 การขนถายและอุปกรณการขนถายกากอตุสาหกรรม ในการขนถายกากอุตสาหกรรมในแตละกระบวนการผลิต เพื่อคัดแยกและเก็บนัน้

อาจใชรถยก ซ่ึงรถยกนั้นมหีลายชนิด ชนิดที่ใชแบตเตอรี่ ชนิดที่ใชน้ํามันเปนเชื้อเพลิง การเลือกใชรถนั้นขึ้นอยูกับสถานที่ของประเภทอุตสาหกรรมที่จะทําการขนยาย การใชรถยกไมถูกวิธีจะทําใหเกดิประกายไฟ เกิดการกระแทกฉกีขาดของภาชนะบรรจุ เปนผลทําใหเกดิการรัว่ไหลหรือเกิดเพลิงไหมขึ้นไดการฝกใหผูขับรถยกใหเขาใจวิธีการปฏิบัติงานในการใชรถยกมคีวามสําคัญซึ่งจะตองดําเนนิการ คือ 1) ในพื้นที่ทีเ่ก็บกากอุตสาหกรรมที่เปนอันตราย เชน ของเหลวไวไฟ หรือ กาซไวไฟ

ตองใชรถประเภทปองกนัประกายไฟ รวมทั้งอุปกรณไฟฟาทั้งหมดบนรถยก

26

2) การใชรถยกเคลื่อนยายภาชนะบรรจุหรือแทนรองของตองยกในระดับต่ํา ไมควรบรรทุกน้ําหนกัใหเกินทีก่ําหนด และไมควรบรรทุกคนขณะกาํลังใชรถยกเคลื่อนยายของเสียประเภทกากอุตสาหกรรมอันตราย

3) บริเวณทีจ่อดรถยกและบริเวณที่เติมไฟฟาและไฟฟาแบตเตอรี่ ตองแยกออกจากพื้นที่เก็บ สารอันตรายและมรีะบบระบายอากาศเพื่อระบายแกซไฮโดรเจนที่เกดิขึ้น

2.2.4 การกําจัดกากอุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมผลิตปูนซีเมนต (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 11-21)

กากอุตสาหกรรมบางชนิดสามารถนําไปเผากําจัดในเตาอตุสาหกรรมบางประเภทที่มีสภาพการนาํไปเผาที่เหมาะสมได โดยเตาเผาอตุสาหกรรมประเภทหนึ่งทีส่ามารถกําจัดกากอุตสาหกรรมไดโดยไมมีเถาหรือเศษเหลือใหตองนําไปฝงกลบ และใชกันอยางแพรหลายคือ เตาปูนซีเมนต ซ่ึงจะใชประโยชนจากกากอุตสาหกรรมที่เผาในรูปของการทดแทนวัตถุดบิบางสวนหรือพลังงานความรอนบางสวนหรือจะเปนทั้งสองอยาง ทั้งนี้จะตองมกีารควบคุมคุณสมบัติและปริมาณของกากอุตสาหกรรม ที่จะนําไปใชเผาไมใหเกิดผลกระทบที่ไมพึงปรารถนากับคุณภาพของปูนซีเมนตตอผูบริโภค ตลอดจนคุณภาพของสิ่งแวดลอมและความปลอดภัยของผูปฏิบัติงาน

ในประเทศไทย ผูผลิตปูนซีเมนตที่สามารถเผากําจัดกากอุตสาหกรรมในเตาเผาปูนซีเมนตไดอยางถูกตองตามกฏหมายจะตองไดรับการขึ้นทะเบียนจากกรมโรงงานอุตสาหกรรมเปนโรงงานกําจัดของเสียลําดับที่ 101 (โรงงานปรับคุณภาพของเสียรวม) เทานั้น

2.2.4.1 กระบวนการผลิตปูนซีเมนต ในการนํากากอุตสาหกรรมมากําจัดในเตาเผาปูนซีเมนตนั้น จําเปนตองทราบถึง

กระบวนการผลิตปูนซีเมนตพอสังเขป เพื่อใหสามารถใชเปนขอมูลในการพจิารณาแนวทางการกําจัดกากของเสียอุตสาหกรรม กระบวนการผลิตปูนซีเมนตประกอบดวย 3 ขั้นตอนหลัก (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 11-21-11-22) ดังนี้

1) การเตรียมวัสดุดิบ วัสดุดบิหลักไดแก หินปูน (CaCO3) หินดนิดาน (SiO2) ดินอลูมินาสูง (AL2O3) ดินลูกรัง (Fe2O3) และอ่ืนๆ เชนทราย วัตถุดิบจะไดรับการเตรียมผสมเพือ่ควบคุมสัดสวนและคุณภาพ กอนถูกนําไปบดจนละเอียดเปนผง (Raw Meal) ดวยหมอบดวัตถุ (Raw Mill) แลวลําเลียงไปเก็บรักษาในไซโล (Homogenizing silo)

27

2) การเผาปนูซีเมนต วัตถุที่บดละเอียดแลว จะถูกปอนเขาสูระบบเตาเผาปูนซีเมนต โดยวัตถุดิบจะไหลสวนทางกับลมรอนที่เกิดจากการเผาไหมของเชื้อเพลิงและเกดิการถายเทความรอน เมื่อวตัถุดิบไดรับความรอนจะเกดิปฏิกิริยาทางเคมีและแปรสภาพเปนปูนเม็ด(Clinker) ที่อุณภูมิ 60 องศาเซลเซียส จากนั้น ปนูเม็ดจะถูกลดอุณหภูมิอยางรวดเร็วโดยผาน Clink Cooler แลวลําเลียงไปเก็บไวในไซโลปูนเม็ด (Clinker Silo)

3) บดปูนซีเมนต ปูนเม็ดจะถูกลําเลียงจากไซโลเม็ดเขาบดดวยหมอบดปูนซีเมนต โดยจะมีการเตมิสารเขารวมบดกับปูนซีเมนตดวย เชน ยปิซั่ม 5% หรือยิปซั่มผสมปูน 30% เปนตน ขึ้นอยูกับประเภทของปนูซีเมนตที่ตองการ

2.2.4.2 เตาเผาปูนซีเมนต (Cement kiln) เตาเผาปูนซีเมนต เปนเตาเผาแบบหมุน ซ่ึงมีสวนประกอบหลัก 4 สวนไดแก

ความรอนเบื้องตนเพื่ออุนวัตถุดิบตางๆ ใหมอุีณหภูมิสูงพรอมที่จะเริ่มกระบวนการ สวนที่เผาไหมเบื้องตนดวยเชื้อเพลิง ซ่ึงเปนสวนที่ปฏิกิริยาเคมตีางๆ เร่ิมขึ้น อุณหภูมิ 850 องศาเซลเซียส (Precalciner) สวนเตาเผาผลิตปูนเม็ด วัตถุดิบจะถูกเผานานประมาณ 30 นาที ที่อุณหภูมิ 1,450 องศาเซลเซียส โดยใชเชื้อเพลิง (Rotary kiln) และสวนลดอุณหภูมิใหเยน็ลงใชเวลาประมาณ 30 นาที

ลักษณะเดนของเตาเผาปูนซเีมนตท่ีมําใหสามารถนํามาใชกําจัดกากอุตสาหกรรมได คือ 1) มีอุณหมิของเตาเผาอยูสูงถึง 1,450 องศาเซลเซียส และอุณหภูมเิปลวไฟ (Flame

temperature) ก็สูงถึง 1,800-2,000 องศาเซลเซียส ซ่ึงสามารถหลอมละลายหรือเผาไหมวัตถุดิบหรือกากอุตสาหกรรมไดหลากหลายประเภท

2) มีชวงเวลาการเกิดปฏิกิริยาเคมีของวัตถุดิบตางๆ ในเตาเผา (Material Resident Time) ที่อุณหภูมิสูงสุด 30 นาที โดยมีชวงเวลาในการถูกเผาไหมดวยเปลวไฟรอน (Gas Resident Time) ที่อุณหภูมิสูงสุดนานกวา 10 นาที

3) เถาจากการเผาไหม (Ash) ใชเปนสวนหนึง่ของวัตถุดิบที่ถูกหลอมละลายรวมอยูในรูปเม็ดปูน ทําใหไมมีขี้เถาที่ตองถูกนํามากําจดัอีกขั้นหนึ่ง

4) สารปรับสภาพ (Neutralizing Agent) ที่นิยมใชเพื่อปรับสภาพกากของเสียตางๆ ใหเปนกลาง ไดแก ปูนขาว ซ่ึงผลิตมาจากหินปูน วัตถุดิบหลักในการผลิตปูนซีเมนต

5) โลหะหนกัปรมิาณเล็กนอย (Trace Elements) ที่อาจปนเปอนอยูในกากอุตสาหกรรม สามารถยึดจบัไวในปูนเมด็ได

28

6) กําลังผลิตของเตาเผาปูนซีเมนตคอนขางสูง ทําใหสามารถรองรับกับปริมาณกากอุตสาหกรรมไดมากดวย

2.2.4.3 ประเภทกากอุตสาหกรรมที่สามารถกําจัดไดในเตาเผาปนูซีเมนต กากอุตสาหกรรมที่สามารถกําจัดในเตาเผาปูนซีเมนตไดแบงออกเปน 2 ประเภท (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2545: 11-23-11-24) ไดแก

1) ประเภทวัตถุดบิทดแทน (Alternative Raw Material) กากอุตสาหกรรมที่สามารถนํามาใชเปนวตัถุดิบทดแทน สามารถใชไดในรูปของ

ของแข็งที่มีความชื้นต่ํา และตองมีองคประกอบที่เหมือนกับองคประกอบของวัตถุดิบในการผลิตปูนซีเมนต โดยจะนําเขามาผสมในกองวัตถุดิบที่เตรียมนําไปบด ตัวอยางกากอุตสาหกรรมมีการนํามาใชแลว เชน • กากอุตสาหกรรมที่มีซิลิกา (SiO2) สูง • เถา (Fly Ash) • ตัวดูดซับ (Adsorbent) • ผงเหล็ก (Iron Powder) • กากตะกรันเตาหลอมและถลุงโลหะ (Slag) • ตัวเรงปฏิกิริยา (Catalyst) ที่มีโลหะหนกันอย • ตะกอน (Sludge) จากโรงผลิตน้ําและโรงบาํบัดน้ําเสีย

2) ประเภทของเชื้อเพลิงทดแทน (Alternative Fuel) กากอุตสาหกรรมที่สามารถนํามาใชเปนเชือ้เพลิงทดแทนจะตองมีคาความรอนในตัว

ทั้งนี้สามารถใชไดทั้งในรูปของของแข็งและของเหลว เชน • น้ํามันที่ใชแลว • ตัวทําละลายและทินเนอร • เรซินและอนพุันธของเรซิน • Spent Charcoal ถานกัมมันตรังสี แวกซ ถานหิน • ผาและถุงมือที่เปอนน้ํามัน • กากตะกอนส ี• ถุงยาง ขี้ยาง ยางรถยนต • พลาสติก ขวดบรรจุน้ําชนิดโพลีเอทิลีน (PET)

29

• เ ศษไม ขี้เล่ือย ขี้กบ แกลบ กะลา 2.2.4.4 ประเภทกากอุตสาหกรรมที่ไมสามารถกําจัดไดในเตาเผาปูนซีเมนต

กากอุตสาหกรรมบางประเภทไมสามารถนําเขารวมในกระบวนการผลิตปูนซีเมนตได เนื่องจากอาจมีผลตอคุณภาพของปูนซีเมนต ความปลอดภัย ของเครื่องมืออุปกรณและคนงาน ความปลอดภัยของผูบริโภค อาชีวอนามัย และสิ่งแวดลอม ตวัอยางเชน

• กากของเสียทีม่ีฤทธิ์กัดกรอนรุนแรง เชน กากตะกอนกรดตางๆ • กากของเสียทีม่ีอัลคาไลนสูง เชน กากตะกอน NaOH หรือไฮดรอกไซดอ่ืนๆ • กากของเสียทีม่ีคลอไรด (Cl) สูง • กากของเสียทีม่ีซัลเฟอรสูง (S) เชน กากกตะกอน CaSO4

• กากของเสียทีม่ีกล่ินเหม็นเสียรุนแรง • กากของเสียทีม่ีโลหะสูง เชน ตัวเรงปฏิกิริยาชนิดนิกเกิล กากตะกอนโครเมียม • กากของเสียทีม่ีความชื้นสูง • กากของเสียทีม่ีกัมมันตภาพรังสี

2.3 กระบวนการบําบัดน้ําเสีย (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 5-1)

ในที่นี้ผูวจิัยไดถือเอาตําราระบบการจัดการมลพิษน้ํา ของกรมโรงงานอุตสาหกรรมเปนหลักในการอธิบายถึงการจัดการน้ําเสีย เนื่องจากเปนหนวยงานที่มีหนาที่รับผิดชอบโดยตรง และเปนผูออกกฏหมายควบคุมการจัดการน้ําเสียดวย

ปญหาการบําบัดน้ําเสียเกิดขึ้นพรอมๆกับ การเจริญเติบโตของชุมชน เนื่องจากน้ําเสียเกิดขึ้นจากการใชน้ําเพื่อวัตถุประสงคตางๆ ในสมัยกอนปริมาณน้าํเสียที่เกิดขึน้มีจํานวนไมมาก เมื่อระบายลงสูแหลงน้ําสาธารณะ ธรรมชาติจะสามารถทําความสะอาดน้ําเสียไดทนั อยางไรก็ตามเมื่อมีการขยายตัวของชุมชนและมีการพัฒนาอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้น น้ําเสียก็มีปริมาณเพิ่มขึ้นจนถึงจดุที่การทําความสะอาดน้ําเสียที่เกิดขึ้นตามวธีิการทางธรรมชาติไมไดผล การเนาเหม็นของน้ําเสียก็ปรากฏขึ้นทําใหจําเปนตองมกีารบําบัดน้ําเสียดวยวิธีการตางๆ 2.3.1 ความหมายของน้ําเสีย

น้ําเสีย หมายถึง น้ําที่มีส่ิงเจือปนตางๆ ในปริมาณสงู จนกระทั่งกลายเปนน้ําที่ไมเปนที่ตองการและเปนที่นารังเกยีจของคนทั่วไป น้ําเนาเสยีกอใหเกดิปญหาตางๆ แกลําน้ําซึ่งเปนที่

30

รองรับ เชน ทําใหเกดิการเนาเหมน็หรือเปนอันตรายตอส่ิงมีชีวิต เปนตน (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 5-1)

ส่ิงเจือปนตางๆ ที่ทําใหน้ํากลายเปนน้ําเสยี ไดแกสารอินทรียตางๆ กรด ดาง ของแขง็ หรือสารแขวนลอย และสิ่งที่ลอยปนอยูในน้ํา เชน น้ํามัน ไขมัน เกลือและแรธาตุ ที่เปนพิษ เชน โลหะหนัก สารที่ทําใหเกดิฟอง ความรอน สารพิษเชน ยาฆาแมลง สี กล่ิน และสารกัมมนัตภาพรังสี เปนตน 2.3.2 ประเภทของน้าํเสีย

น้ําเสียแบงออกเปน 3 ประเภทใหญๆ คือ น้ําเสียจากชมุชน น้ําเสียจากการเกษตร และน้ําเสียจากอุตสาหกรรม (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 5-1)

กระบวนการบาํบัดน้ําเสียสามารถแบงออกเปนประเภทใหญๆ ได 3 ประเภท คือ 1. กระบวนการทางกายภาพ 2. กระบวนการทางเคมี 3. กระบวนการทางชีวภาพ

กระบวนการทางกายภาพสวนใหญมหีนาทีก่ําจัดของแข็งแขวนลอยขนาดใหญซ่ึงสามารถตกตะกอนดวยตัวเองไดงาย โดยมากจะเปนขั้นตอนแรกของการบําบัดน้ําเสีย สวนกระบวนการทางเคมีมีหนาที่กําจัดของแขง็แขวนลอยขนาดเล็กหรือของแข็งที่ตกตะกอนดวยตวัเองไดซํ้า และกระบวนการทางชีวภาพเปนการบําบดัน้ําเสียโดยอาศัยจุลชีพในการยอยสลายและเปลี่ยนสารอินทรียตางๆ ใหกาซลอยข้ึนสูอากาศ

2.3.3 ลักษณะน้ําเสียจากโรงงานอตุสาหกรรม (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 5-9) ลักษณะน้ําเสียจากโรงงานอตุสาหกรรม ไดแก น้ําเสียที่เกิดจากกิจกรรมตางๆ ของโรงงาน

อุตสาหกรรม โดยน้ําเสียสวนใหญมักเปนน้ําลางจากกระบวนการตางๆ ทําใหน้ําเสียมีส่ิงเจือปนจากวัตถุดิบดวยเสมอ

น้ําเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมนับวามีความสกปรกสูงกวาน้ําเสียจากชมุชน ดงันั้นโรงงานอุตสาหกรรมสวนใหญจึงตั้งอยูในเขตนอกเทศบาล เพื่อลดความเดอืดรอนรําคาญตอชาวบานขางเคยีง น้ําเสยีจากโรงงานอุตสาหกรรมบางประเภทที่มีสารอนิทรียเปนองคประกอบหลักสามารถบําบัดไดงาย เชน โรงงานแปรรูปอาหารเครื่องดื่ม กระดาษ น้าํตาล ฟอกยอม โรงฆาสัตว ฟอกหนัง น้ําเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมบางประเภทจะบําบัดไดยากเนื่องจากมีโลหะหนักหรือสารประกอบบางชนิดปนเปอนอยูในน้ําเสียดวย เชน โรงงานอิเล็กทรอนิกส ชุบโลหะ แบตเตอรี่ ปโตรเคมี เปนตน

31

2.3.4 กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางกายภาพ ส่ิงเจอปนที่สามารถบําบัดออกจากน้าํเสียไดดวยวิธีการทางกายภาพ (กรมโรงงาน

อุตสาหกรรม, 2548: 5-9-5-14) ไดแก • ของแข็งขนาดใหญ เชน เศษผา กระดาษ เศษพลาสติก เศษอาหาร ฯลฯ • กรวด ทราย • ไขมัน น้ํามัน (ที่ไมละลายน้ํา)

อุปกรณที่ใชบาํบัดน้ําเสียทางกายภาพไดแก ตะแกรงหยาบและตะแกรงละเอียด ถังตักกรวด ทราย ถังดักไขมัน ถังตกตะกอน เปนตน

2.3.4.1 ตะแกรงหยาบและตะแกรงละเอียด ตะแกรงหยาบใชสําหรับดักสิ่งของที่ลอยน้ํา เชน เศษขยะ เศษผา ใบไม ถุงพลาสติก

ฯลฯ ตะแกรงละเอียดที่มีขนาดตะแกรงหยาบและใชดกัสิง่ของที่มีขนาดเล็ก ตะแกรงทั้งสองนี้ชวยปองกันมใิหเครื่องสูบน้าํอุดตัน 2.3.4.2 ถังตักกรวดทราย

ถังตักกรวดทรายเปนถังขนาดเล็กที่ออกแบบใหสามารถจับกรวดทรายในน้ําที่เสียที่ไหลผาน ถังดักกรวดทรายเปนสิง่ที่จําเปน ทั้งนี้เพื่อปองกันมิใหเครื่องสูบน้ําสึกกรอนและเกิดความเสียหาย เนื่องจากถูกขัดสีจากกรวดทราย 2.3.4.3 ถังดักไขมันและน้ํามัน

น้ําเสียหลายประเภทมนี้ํามันหรือไขมันปนอยูดวย เนื่องจากไขมันหรือน้ํามันมีความถวงจําเพาะนอยกวาจึงลอยตวัอยูเหนือน้ํา ทําใหสามารถใชถังดักไขมันดักทางออกของถังดักไขมันจุมอยูใตน้ําซึ่งต่ํากวาชั้นไขมันหรือน้ํามัน จึงสามารถดึงเฉพาะสวนที่เปนน้าํออกจากถังดักไขมันดวยทอรูปตัว T ไขมันจะสะสมตัวอยูในถังดักและสามารถตักออกไปทิง้ได ถังดักไขมันขนาดเลก็นิยมใชกับน้าํเสียจากการปรุงอาหารซึ่งเปนน้ําเสียที่มีปริมาตรต่ํา ในกรณีที่น้ําเสียมีปริมาตรสูง ควรใชถังไขมันและน้ํามนัแบบชนดิ API (American Petroleum Institute) น้ําเสียที่มีน้ํามันหรือไขมันละลายอยูไมสามารถใชถังดักหรือแยกน้าํมันดังกลาวได วิธีแกไขก็คือ ตองทําใหน้ํามนั และน้ําเสียแยกตวัจากกนั โดยใชสารเคมีชวยเสยีกอน จากนั้นจึงใชถังดักหรือแยกไขมันและน้ํามัน บางครั้งการแยกกากน้ํามันหรือไขมันอาจใชวธีิทําใหลอยตัว (Flotation) ก็ได

32

2.3.4.4 ถังตกตะกอน ของแข็งหรือสารแขวนลอยที่สามารถผานตะแกรงมาได จะถูกบําบัดออกจากน้ําเสียดวย

ถังตกตะกอนซึ่งเปนถังขนาดใหญที่เปนทอพักน้ําเสีย เมื่อน้ําเสียไหลผานเขามาในถังตกตะกอน น้ําเสียจะใชเวลาอยูในนี้ประมาณ 2-3 ช่ัวโมง อยางสงบ ทําใหสารแขวนลอยมีเวลาตกตะกอนลงสูกนถัง น้ําเสียที่ไหลออกไปจึงมีสารแขวนลอยเหลือนอย ถังตกตะกอนมีบทบาทอยูในการบําบัดน้ําเสียแบบตางๆ เกือบทุกประเภท และถือวาเปนหนวยสําคญัในการกําจัดสารแขวนลอย

ถังตกตะกอนแบบวงกลมใหประสิทธิภาพในการปฏิบตัิงานดีกวาถังแบบตกตะกอนแบบสี่เหล่ียม แตถังตกตะกอนแบบสี่เหล่ียม เหมาะสมที่จะใชในกรณทีี่มีพื้นที่อยูอยางจํากัด แตตองการสรางถังตกตะกอนหลายถัง

2.3.5 กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางเคมี กระบวนการบาํบัดน้ําเสียทางเคมีเหมาะสําหรับน้ําเสียที่มลัีกษณะอยางใดอยางหนึ่ง (กรม

โรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 5-15-5-21) ดงัตอไปนี ้1) มีกรดหรือดางสูงเกินไป (พีเอชต่ําหรือสูงเกินไป) 2) มีโลหะหนกัทีเ่ปนพิษ เชน สังกะสิ ดีบุก ฯลฯ 3) มีสารแขวนลอยขนาดเล็กทีต่กตะกอนไดยาก 4) มีสารประกอบอินทรียละลายน้ําที่เปนพิษ เชน ซัลไฟด 5) มีไขมันหรือน้าํมันละลายน้ํา

กระบวนการทางเคมีที่ใชบําบัดน้ําเสียไดแก โคแอกลูเลชัน (Coagulation) การตกตะกอนผลึก (Precipitation) การทําใหเปนกลาง (Neutralization) การแลกเปลีย่นไอออน (Ion Exchange) และออกซิเดชัน่-รีดักชั่น (Oxidation-Reduction)

2.3.5.1 กระบวนการโคแอกกูเลชัน กระบวนการโคแอกกูเลชัน เปนกระบวนการคอลลอยด ซ่ึงเปนสารแขวนลอยชนดิเลก็

ที่ตกตะกอนไดชามาก คอลลอยดมีขนาดอนุภาคอยูในชวง 0.1-1 นาโนเมตร ซ่ึงไมสามารถแยกตวัออกจากน้ําไดโดยวิธีตกตะกอนตามธรรมชาติ เนื่องจากอนุภาคของคอลลอยดมีขนาดเล็กเกินไป หลักการของกระบวนโคแอกกูเลชันคือ การเติมสารโคแอกกูแลนด (Coagulant) เชน สารสม ลงไปในน้ําเสยีทําใหคอลลอยดหลายๆอนภุาคจับตวักันเปนกลุม เรียกวา ฟล็อก (Floc) จนมีน้าํหนักมากและสามารถตกตะกอนไดอยางรวดเร็ว สารโคแอกกแูลนด ทําหนาที่เสมือนเปนตัวประสานใหอนุภาครวมตวักนัเปนฟล็อก

33

สวนประกอบสําคัญของกระบวนการโคแอกกูเลชันมี 2 สวนคือ ถังกวนเรว็ และ ถังกวนชา ถังกวนเรว็เปนที่เตมิสารเคมีและเปนทางเขาของน้ําเสีย สารเคมีและน้ําเสียจะผสมกันอยางรวดเรว็ในถังนี้ สวนถังกวนชาทีเ่ปนสําหรับกระบวนการฟล็อก (Flocculation) ที่เกิดจากการรวมตัวของอนุภาคคอลลอยด เพื่อสงตะกอนไปยังถังตกตะกอนซึ่งอยูตามหลังถังกวนชาหรืออาจรวมอยูในถังเดียวกนักับถังกวนชา อนุภาคคอลลอยดที่ไมถูกบําบัดโดยถังตกตะกอน จะถูกสงตอไปบําบัดในถังกรอง น้ําที่ออกจากถังกรองจึงมีความใสสงูมาก

นอกจากนี้ยังสามารถเติมสารโคแอกกูแลนดเอด (Coagulant aid) เปนสารเคมีประเภท โพลิอิเล็กโตรไลต (Polyelectrolyte) ซ่ึงเปนสารประเภทโพลิเมอรที่มีน้ําหนกัโมเลกุลสูง โดยใชโคแอกกแูลนดเอดทําหนาที่เปนสะพานเชื่อมระหวางอนุภาคหรือฟล็อกใหเกิดเปนขนาดใหญและตกตะกอนไดงาย สารโพลิอิเล็กโตรไลตที่ใชในกระบวนการโคแอกกูเลชนั มีอยู 3 ประเภท ไดแก

1) โพลิเมอรประจุบวก (Cationic Polymer) 2) โพลิเมอรประจุลบ (Anionic Polymer) 3) โพลิเมอรที่ไมมีประจุ (Non-lonic Polymer)

2.3.5.2 การตกตะกอนผลึก (Precipitation) โลหะหนกัที่พบในน้ําเสยีและที่เปนปญหามักอยูในรูปของสารละลาย ทําใหไมสามารถ

บําบัดออกจากน้ําเสียไดดวยวิธีการตกตะกอนหรือกรองเพียงลําพัง การกําจัดโลหะหนกัจําเปนตองทําใหเกดิการตกตะกอนผลึกของแข็ง ซ่ึงเปนปฏิกิริยาที่ทําใหไออนบวกและลบรวมกันเปนตะกอนแข็งไมละลายน้ําเสยีกอน จากนั้นจึงทําใหผลึกของแข็งรวมกนัเปนกลุมกอนหรือฟล็อก เพื่อใหสามารถแยกออกจากน้าํไดโดยวิธีการตกกะกอนหรือวิธีกรอง ดังนั้นจึงเห็นไดวาการจัดการโลหะหนกัตองใชวิธีการตกผลึกรวมกบัวิธีโคแอกกูเลชันตามดวยวธีิตกกะกอนและวิธีการกรอง

โลหะหนกั เชน สังกะสี ทองแดง ตะกัว่ แคดเมียม ฯลฯ จะเปนปญหาเฉพาะกับน้ําเสียที่มีคาพีเอชต่ํา เนื่องจากโลหะหนักสามารถทําละลายน้ําไดเที่คาพีเอชต่ํา การเพิ่มคาพีเอชจะทําให ความสามารถในการละลายน้ําของโลหะหนักลดลงและสามารถตกผลึกได ดงันั้นการเติมสารเคมีประเภทดาง เชน โซดาไฟ หรือ ปูนขาว ใหกบัน้ําเสีย จนมคีาพีเอชเพิ่มขึน้ถึงระดับที่เหมาะสมจนทาํใหโลหะหนกัตกตะกอนรวมกับไออนของไฮดรอกไซด (OH) ได จากนั้นจึงทําใหผลึกของของแข็งรวมตัวกันเปนฟล็อก ดวยกระบวนการโคแอกกเูลชัน แลวจงึแยกฟล็อกออกจากน้ําดวยถังตกตะกอน ปริมาณปูนขาวหรือโซดาไฟ ที่อาจตองใชการคํานวณคราวๆ ได

34

จากสมการเคมีของปฏิกิริยาการสรางตะกอน แตทางที่ดีควรทําการทดสอบการกําจัดโลหะหนักในหองปฏิบัติการ เพื่อหาระดับคาพีเอชที่เหมาะสมและปริมาณสารเคมีที่เหมาะสมสําหรับกําจัดโลหะหนักของแตละงาน โดยทํา Titration Curve ของเสียที่เกิดจากการเติมดางและการทําจารเทสท (Jar Test) เพื่อหาระดับคาพีเอชและปริมาณสารเคมีที่เหมาะสมที่สุด

นอกจากการตกตะกอนรวมกับผลึกไฮดรอกไซดแลว โลหะหนกัอาจจะตกตะกอนผลึกรวมกับไอออนประจุลบอื่นได เชน ซัลไฟด ซ่ึงซัลไฟดมีความสามารถในการละลายน้ํานอยกวาโลหะไฮดรอกไซด จึงมกีารใช NaHS ทําปฏิกิริยากบัโลหะหนกั เพื่อตกตะกอนผลึก แตมีขอเสียของการตกตะกอนผลึกของโลหะรวมคือ ซัลไฟด คือ ตะกอนมีขนาดเล็กและเกิดฟล็อกขนาดเล็กมาก ทําใหเกิดการตกตะกอนเปนไปไดยาก นอกจากนี้ปฏิกิริยาที่เกดิขึ้นยังทําใหเกิดกาซพิษ ดังนั้นการตกตะกอนผลึกโลหะดวยปูนขาวหรือโซดาไฟจงึไดรับความนยิมมากกวา โดยที่การใช ปูนขาวจะไดรับความนิยมมากกวา เพราะวาเมื่อใชปูนจะไดตะกอนผลึกของโลหะหนักขนาดใหญกวาการใชโซดาไฟ 2.3.5.3 การทําใหเปนกลางหรือการปรับพีเอช (Neutralization)

คาพีเอช มีบทบาทสําคัญมากในกระบวนการการบําบัดน้ําเสีย ดังนั้นในการเติมกรดหรือดางเพื่อปรับคาพีเอชของน้ําเสียจึงเปนสิ่งจาํเปน น้ําเสียทีม่ีคาพีเอชต่ําสามารถทําใหเปนกลางไดโดยใชปูนขาว โซดาไฟ หรือโซดาแอช สวนน้ําที่มีคาพีเอชสูงทําใหเปนกลางไดโดยใชกรดชนิดตางๆ เชน กรดกํามะถัน กรดเกลือ หรือบางครั้งอาจใชกาซคารบอนไดออกไซดก็ได 2.3.5.4 การแลกเปล่ียนไออน (Ion Exchange)

กระบวนการแลกเปลี่ยนไออน สามารถกําจัดไออนบวกและไออนลบจากน้ําเสยีได ในปจจุบันสารแลกเปลี่ยน แบงออกเปน 2 ประเภท คือ ซีโอไลต (Zeolite) และเรซนิแลกเปลี่ยนไออน (Ion Exchange Resin) ซ่ึงเรซินแลกเปลี่ยนไอออนเปนที่นิยมมากกวา เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงกวามาก น้ําเสียจะไหลผานถังที่บรรจุเรซินแลกเปลี่ยนไอออน ไอออนประจุบวกในน้ําเสยีจะแลกเปลี่ยนกับไออนของไฮโดรเจน (H+) หรือไออนของโซเดียม (Na+) ของเรซินแลกเปลี่ยนไออนไดแก เรซินแบบกรดแก ( Strong Acid Cation Resin) และเรซินแบบกรดออน (Weak Acid Cation Resin) สวนไอออนประจุลบในน้ําเสียจะถูกแลกเปลี่ยนกับไอออนของไฮดรอกไซด (OH) ของเรซินแลกเปลี่ยนไอออนแบบดางแก (Strong Base Anion Resin) เรซินทุกชนดิเมื่อใชไปในระยะเวลาหนึง่จะหมดประสิทธิภาพ แตสามารถเรียกประสิทธิภาพกลับคืนมาไดอีกโดยการทําการฟนฟูสภาพ (Regeneration) ซ่ึงเรซินแตละชนิดจะมีประสิทธิภาพในการรีเจเนอเรชันตางกัน

35

หนาท่ีของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออน หนาที่ของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนมี 2 ประการซึ่งเกิดขึ้นอยางตอเนื่องกัน

1) การกําจัดไอออนตางๆ ออกจากน้ําเชน Ca2+ Mg2+ Cl- นอกจากนี้เรซินอาจใชในการกําจัดโลหะตางๆ ไดดวยเชน สารหนู แบเรียม แคดเมียม โคบอลต สังกะสิ แตอาจตองใชเรซินที่สังเคราะหเปนพิเศษ

2) การทําใหไอออนตางๆ มีความเขมขนสูงมากๆ สวนที่เกิดหลังจากที่ไดน้ําสะอาดแลว กลาวคือ ไอออนที่ถูกกําจัดออกจากสารละลายจะหลุดออกมากับสารละลายฟนฟูสภาพ (Regenerant) ในการระหวางการทําฟนฟูสภาพ (Regeneration) เนื่องจากปริมาตรของสารละลายฟนฟสูภาพต่ํากวาปริมาณสารละลายซึ่งเปนที่อยูเดิมของไอออน ทําใหความเขมขนของไอออนสูงมาก ในบางระบบสารละลายที่มีความเขมขนสูงดังกลาวถือวาเปนของเสีย แตในบางกรณีอาจนําไปใชประโยชนได เชน การกําจัดโครเมียมออกจากน้ํา จะตองแยกไอออนออกจากสารละลายเจือจาง จึงตองทําใหมีความเขมขนสูงมากๆ เรซินแลกเปลี่ยนไอออนจึงใชประโยชนไดมากในกรณีนี ้

หลักการทํางานของระบบแลกเปลี่ยนไอออน ระบบแลกเปลีย่นไอออนนี้สามารถทํางานไดทั้งแบบเปนครั้งคราวไมตอเนื่อง (Batch) หรือ

แบบตอเนื่องกไ็ด (Continous) โดยที่การทํางานแบบตอเนื่องเปนการทํางานแบบคอลัมนที่มีเรซินบรรจุอยูแลวในถัง ปลอยใหน้ําเสียไหลผานชั้นของเรซินจากขางบนลงสูขางลาง เพื่อใหเกดิการแลกเปลี่ยนไอออนตลอดเวลา การทํางานของระบบแบบตอเนื่องจะไดรับความนิยมมากกวาแบบเปนครั้งคราวไมตอเนื่อง

การทํางานของถังเรซิน มี 4 ขั้นตอนตอเนือ่งกันคือ 1) การเปลี่ยนไอออน (Service) เปนขั้นตอนหลักของเรซิน คือ ไอออนอสิระในเรซินจะ

ถูกแลกเปลี่ยนกับไอออนอื่นๆ ในน้ําเสีย และการแลกเปลี่ยนไอออนจะลดลงหรอืส้ินสุด เมื่อไอออนอิสระในเรซินเหลือนอย จนกระทัง่ไมสามารถแลกเปลี่ยนไอออนตางๆ ในน้ําเสยีไดอีก

2) การลางยอน (Backwash) หลังจากที่เรซินไอออนหมดประสิทธิภาพในการแลกเปลีย่นไอออนแลวแตยังไมเสีย ตองทําการลางยอนเพื่อทําใหเรซินมีการขยายตัวเกิดขึ้น เพื่อทําลายการจับตัวเปนกอนของเรซิน การลางความขุนหรือสารแขวนลอยออกจากชั้น เรซิน การกําจัดฟองอากาศที่อาจเกิดขึ้นหรือติดอยูในชั้นเรซินและทําใหเกดิการเรียงตวัใหมของเรซิน ที่สามารถจะชวยใหเกดิการกระจายน้ําผาน ช้ันเรซินเกิดขึ้นไดอยาง

36

สม่ําเสมอ โดยที่อัตราการลางยอนกจ็ะขึ้นกับ ชนดิของเรซิน อุณหภมูิของน้ํา และระดับของการขยายตวัของชั้นเรซิน

3) การฟนฟู (Regeneration) หมายถึง การทําใหเรซินหมดประสิทธิภาพไปแลวคืนสภาพกลับมามีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนไอออนใหมไดอีก หรือเปนการเติมประจุใหกบัเรซินที่หมดสภาพ ซ่ึงจะทําใหเรซินไอออนกลับคืนสภาพเดิมและมีประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนไดอีกครั้งหนึ่ง สารเคมีที่ใชในการเตมิไอออนอสิระใหกับเรซินทีห่มดประสิทธิภาพไปแลวเรียกวา สารฟนฟูสภาพ (Regenerant) เชน NaCl ซ่ึงใชเติม Na+ หรือ Cl- ใหกบัเรซิน หรือ H2SO4 ที่ใชเตมิ H+ ใหกับเรซิน

4) การชะลาง (Rinse) หลังจากที่ผานขั้นตอนในการทําการฟนฟูสภาพแลว ยอมมีสารฟนฟูสภาพติดคางอยูในชั้นเรซิน จึงจําเปนตองใชน้ําสะอาดในการชะลางเรซินเพื่อที่จะขับไลหรือแทนที่สารฟนฟูสภาพใหหลุดออกจากชั้นของเรซิน การชะลางเรซิน 2 ขั้นตอนคือ การชะลางอยางชา (Slow Rinse หรือ Displacement Rinse) และการชะลางอยางรวดเร็ว (Fast Rinse) โดยการชะลางอยางชากอนโดยการใหน้ําประมาณ 1 เทาของปริมาตรเรซิน ใหไหลผานในอัตราเร็วเทากับการฟนฟูสภาพ หลังจากนัน้จงึทําการชะลางอยางรวดเร็วเพื่อไลสารฟนฟูสภาพที่ยังตกคางอยูใหหลุดออกจากชั้นเรซินใหหมด

น้ําที่ผานเขาถังเรซินควรเปนน้ําใสที่มีความขุนหรือสารแขวนลอยหรอืกาซละลายน้ําหรือน้ํามันลอยอยูนอยทีสุ่ด สารดังกลาวทําใหอายุของเรซินนอยกวาที่ควรจะเปน และการแลกเปลี่ยนไอออนไมเหมาะสําหรับสารละลายที่มีความขุนสูงกวา 700 มก./ล เพราะเปนวิธีที่ไมประหยัด

2.3.5.5 ออกซิเดชัน-รีดักชัน (Oxidation-Reduction) ในกรณีที่ตองกําจัดสารมลพษิที่ละลายอยูในน้ํา แตไมสามารถใชวิธีการตกตะกอน

ผลึกได อาจใชกระบวนการออกซิเดชัน-รีดักชัน ที่เปลี่ยนสารมลพิษใหเปนสารที่ไมมีพิษ กระบวนการออกซิเดชัน-รีดักชัน ไดแก การเติมสารเคมี ซ่ึงอาจจะเปนสารออกซิไดซ (Oxidant) หรือสารรีดิวซ (Reductant) อยางใดอยางหนึ่งเพื่อไปทําปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันกบัสารมลพิษ ผลของปฏิกิริยาทําใหไดสารที่ไมเปนพิษ ผลของปฏิกิริยาทําใหไดสารที่ไมเปนพิษหรือมีความเปนพิษนอยลดลง สารเคมีที่มักใชมีดังนี ้

1) สารออกซิไดซ ไดแก โอโซน ออกซิเจน คลอรีนในรูปแบบตางๆ โพแทสเซียมเปอรมังกาเนต (KMnO4) ไฮโดรเจนเปอรออกไซด (H2O2)

37

2) สารรีดิวซ ไดแก เกลือซัลไฟต เหล็กซัลเฟต ซัลเฟอรไดออกไซด(SO2) 2.3.6 กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางชีวภาพ (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 5-21-5-25)

การบําบัดน้ําเสียทางชีวภาพ แบงเปนแบบใชออกซิเจน (Aerobic Process) และแบบไมใชออกซิเจน (Anaerobic Process) ซ่ึงแบบที่ใชออกซิเจนอาศัยหลักการทํางานของจุลินทรียที่ใชออกซิเจนเปลีย่นความสกปรก (สารอินทรีย) ใหกลายเปน CO2 และ H2O เชนในกระบวนการผลิตเอเอส ระบบฟลมตรึงระบบโปรยอากาศเปนตน สวนการบําบัดแบบไมใชออกซิเจน ใชจุลินทรียที่ไมใชออกซิเจนเปลี่ยนความสกปรกใหกลายเปน CO2 CH4 และ H2S เชนในกระบวนการยอยไรออกซิเจน ถังกรองไรอากาศ ระบบยูเอเอสบี เปนตน

2.3.6.1 กระบวนการเอเอส (Activated Sludge Process) ในสารนิพนธเลมนี้ผูวิจัยกลาวถึงเฉพาะกระบวนการเอเอสซึ่งเปนกระบวนการบําบดั

น้ําเสียทางชีวภาพชนดิเดยีวกันกับของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) กระบวนการเอเอสเปนกระบวนการบําบัดน้ําเสียทางชีวภาพ แบบใชออกซิเจนโดยอาศัยส่ิงมีชีวิตพวก จุลินทรยทั้งหลายในการยอยสลาย ดูดซับ หรือเปลี่ยนรูปของมลสารตางๆ ที่มีอยูในน้ําเสียใหมีคาความสกปรกลดนอยลง หลังการทํางานของระบบเอเอสเปนวิธีการที่เลียนแบบธรรมชาติ

มวลสารที่อยูในน้ําเสียจะถูกจุลินทรียใชเปนอาหารและการเจริญเติบโตขยายพนัธุตอไป โดยอินทรียสารตางๆ ในน้ําเสีย เมื่อถูกเปลี่ยนมาเปนจุลินทรยจะมนี้ําหนักมากกวาน้ําและสามารถแยกออกไดงายดวยการตกตะกอนในถังตกตะกอน สวนกาซคารบอนไดออกไซดจะลอยขึ้นไปในอากาศ

การเกิดสลัดจ สลัดจ (Activated Sludge) เกิดขึ้นตอเนื่องกนั 3 ขั้นตอนในถังเติมอากาศ คือ 1) ขั้นสงถาย (Transfer Step) 2) ขั้นเปลี่ยนรูป (Conversion Step) 3) ขั้นรวมตะกอน (Flocculation Step) ขั้นแรก สารอินทรียในน้ําเสียจะถูกอนิทรียสารดูดมาติดผนังเซลลและสงเอนไซม (Enzymes) ออกมาเพื่อยอยสลายสารอินทรียใหเปลีย่นไปอยูในรูปของโมเลกุลที่เล็กพอจะซึมผานเขาไปในเซลลเพื่อใชเปนสารอาหารได ขั้นตอนที่ 2 จุลินทรียจะทําการเปลี่ยนรูปสารอินทรียโมเลกุลเล็ก โดยกระบวนการสังเคราะห (Synthesis) ซ่ึงหมายถึง การสรางเซลลใหมและกระบวนการออกซิเดชัน

38

ผลผลิตที่ไดคือ กาซคารบอนไดออกไซด น้ํา และพลังงาน กระบวนการทั้งสองนี้รวมกันเปนกระบวนการทางชีวเคมีที่เกดิขึน้โดยจุลินทรยี (Metabolic Process) ขั้นตอนที่ 3 เปนการรวมตัวของสลัดจ โดยจุลินทรยีจะถูกกวนผสมกันอยูในถังเติมอากาศ เมื่อชนกันกจ็ะรวมตัวกันเปนกอนที่ใหญขึ้นเรียกวา ฟล็อคหรือสลัดจ (Activated Sludge) ซ่ึงตกตะกอนไดดแีละสามารถแยกออกจากน้ําทีบ่ําบัดแลวไดงาย นอกจากนี้เมือสลัดจไปสัมผัสกับมวลสารในน้ําเสียจะจับมวลสารเหลานี้ภายในและทําการยอยสลายเปนอาหารตอไป สวนประกอบของระบบเอเอส

ระบบเอเอส ประกอบดวยสวนที่สําคัญอยางนอยสองสวน คือ ถังเติมอากาศ และถังตกตะกอน น้ําเสียจะถูกสงเขาถังเติมอากาศซึ่งมีสลัดจอยูเปนจํานวนมาก ภายในถังจะมีสภาพแวดลอมที่เอื้ออํานวยตอการเจริญเติบโตของจุลินทรียแบบใชออกซิเจน เชนออกซิเจนละลาย ปริมาณสารอินทรีย และพีเอชที่เหมาะสม จุลินทรียจะทําการลดคาสารอินทรียในรูปตางๆ ดวยการยอยสลายใหอยูในรูปกาซคารบอนไดออกไซด และน้ํา

น้ําเสียที่บําบัดแลวจะไหลตอไปยังถังตะกอนเพื่อแยกจุลินทรียออกจากน้ําใส สลัดจที่แยกตวัอยูที่กนถังตกตะกอนสวนหนึ่งงจะสูบกลับไปยังถังเติมอากาศ เพื่อลดมวลสารที่เขามาใหม อีกสวนหนึ่งจะเปนสลัดจสวนเกนิ (Excess Sludge) ที่เปนผลจากการเจริญเติบโตซึ่งจะตองนําไปทิ้ง สําหรับน้ําใสสวนบนจะเปนน้ําผานการบําบัดแลวทิ้งจากระบบ

การนําจุลินทรยีสวนเกินทิ้งเปนสิ่งจําเปนทีจ่ะตองกระทําอยางสม่ําเสมอ เพื่อรักษาปริมาณจุลินทรียในระบบใหมีคาเหมาะสม ซ่ึงเปนหลักสําคัญในการควบคุมการทํางานของกระบวนการเอเอสมีอัตราสวนของอาหารจุลินทรียที่สมดุลกัน ซ่ึงจะสงผลใหอาหารหรือมวลสารที่มีอยูในน้ําเสีย สามารถถูกกําจัดใหหมดไปหรือมีคาเหลืออยูนอย ปจจัยท่ีมีผลตอการทํางานของระบบ 1. ความเขนขนของสารอินทรยี

สารอินทรียในน้ําเสียเปนอาหารของจุลินทรียในระบบเอเอส ดังนั้นความเขนขนของสารอินทรียในน้ําเสียจึงมีผลตอการเจริญเติบโตของจุลินทรียในระบบ ในกรณีอัตราสวนของอาหารตอจุลินทรียสูง จํานวนจุลินทรียจะเพิ่มขึ้นอยางรวดเร็วจนมีลักษณะกระจายอยูทัว่ไป (Dispersed Growth) ไมรวมตัวเปนกลุมกอนที่ดีเปนผลให

39

ตกตะกอนไดไมดี น้ําที่ผานกระบวนการบําบัดจะมีความขุนและคาอนิทรียสารเหลอือยูสูง ถาอัตราสวนของอาหารตอจุลินทรียต่ํา จํานวนจุลินทรียจะเจริญเติบโตไดนอยลง จุลินทรียจะตกตะกอนไดอยางรวดเร็วแตไมสามารถจับสวนเล็กๆ ลงมาไดหมด ทําใหที่ไหลผานการบาํบัดแลวยังมีความขุนอยู ดงันั้นการควบคุมการทํางานที่ดีจึงตองควบคุมอัตราสวนของอาหารตอจุลินทรียในระบบใหมีคาเหมาะสม 2. ธาตุอาหาร

จุลินทรียตองการอาหาร (Nutrient) ไดแก ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และเหล็ก นอกเหนือไปจากสารอินทรียตางๆ ที่นํามาใชเปนพลังงาน โดยปกติแรธาตุเหลามีอยูครบในน้ําเสียชุมชน (Domestic Wastewater) แตอาจไมเพยีงพอในน้ําเสยีโรงงานอุตสาหกรรม การขาดธาตุอาหารที่สําคัญเหลานี้จะทําใหจุลินทรียสรางฟลอกเจริญเติบโตไดไมดี และทําใหจุลินทรียชนิดที่เปนชนิดเสนใย (Filamentous) เจริญเติบโตนอยกวา ซ่ึงจะทําใหสลัดจไมจมตัวและอาจไหลปนออกมากับน้ําทิ้ง โดยปกติจะควบคมุใหบีโอดี 100 กก. ตองมีไนโตรเจน 5 กก. ฟอสฟอรัส 1 กก. และเหล็ก 0.5 กก. การเติมไนโตรเจนมกัเติมในรูปแบบของแอมโมเนียหรือยูเรีย ฟอสฟอรัสจะเติมในรูปของกรดฟอสฟอริก และเหล็กในรูปของเฟอรริคคลอไรด ในการเติมธาตุอาหารจะตองสังเกตและวิเคราะห ตัวอยางน้ําออกใหมีคาแรธาตุตางๆ เหลืออยูเพียงเล็กนอย การเติมธาตุอาหารที่มากเกนิความจําเปนนอกจากเปนการสิ้นเปลืองแลว ยังเปนสารมลพิษทําลายสิ่งแวดลอมอกีดวย 3. ออกซิเจนละลาย

ในถังเติมอากาศ จะตองมีคาออกซิเจนละลายไมต่ํากวา 2 มก./ล. ซ่ึงปริมาณของอากาศหรือออกซิเจนที่ใชเพือ่รักษาคาความเขมขนของออกซิเจนละลายนี้จะขึ้นอยูกบัอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิของน้าํในถังเติมอากาศสูง จุลินทรียจะสามารถทาํงานไดมากและออกซิเจนจะมคีาการละลายอิ่มตัวต่ํา จงึทาํใหตองการออกซิเจนมาก ในทางตรงกันขามถาอุณหภูมใินถังเติมอากาศต่ํา ความตองการการเติมอากาศเพื่อที่จะรักษาระดับความเขมขนของออกซิเจนละลายจะนอยกวาที่อุณหภูมิหอง 4. ระยะเวลาในการบําบัด

ระยะเวลาที่ใชในการบําบัดน้าํเสียในถังเติมอากาศจะตองมีมากเพียงพอที่จุลินทรียจะใชในการยอยสลายมวลสารตางๆ หากระยะเวลาไมเพียงพอมวลสารบางสวนโดยเฉพาะสารที่ยอยสลายยากจะถูกยอยสลายไมหมด ทําใหคาบีโอดเีหลืออยูในน้ําเสีย

40

มาก สําหรับระยะเวลาที่ใชในถังตกตะกอนขั้นที่สองก็เชนเดียวกนั หากมีนอยเกนิไปก็จะทําใหสลัดจตกตะกอนไดไมดี แตถานานเกนิไปกจ็ะทําใหสลัดจขาดออกซิเจนและเนาได 5. พีเอช

คาพีเอชตอการทํางานของแบคทีเรีย โดยแบคทีเรียจะเจริญเติบโตไดดีที่คาพีเอช ระหวาง 6.5-8.5 ถาคาพีเอชต่ํากวา 6.5 ราจะเจริญเติบโตไดดีกวาแบคทีเรีย ทาํใหประสิทธิภาพต่ําลงและสลัดจตกตะกอนไมดี ถาคาพีเอชสูงจะทําใหฟอสฟอรัสตกตะกอนผลึก (Precipitate) แยกออกจากน้าํ ทําใหจุลินทรยีไมสามารถนําไปใชประโยชนได ทําใหระบบทํางานไดไมดเีชนกัน สวนในกรณีที่คาพีเอชต่ํามากหรือสูงมาก จุลินทรียก็จะตายหมดไมสามารถดํารงชีพตอไปได 6. สารพิษ

สารพิษแบงออกเปน 2 ประเภทคือ แบบพิษเฉียบพัน และพิษแบบออกฤทธิ์ชา ใชระยะเวลานานและคอยๆ ตาย พิษเฉียบพลันสามารถสังเกตดูไดงายเนือ่งจากมีผลเกดิขึ้นเร็ว ตัวอยางสารมีพิษประเภทนี้ เชน ไซยาไนต สารหนู สวนพษิที่ออกฤทธิ์ชาเชน ทองแดง และโลหะหนกัตางๆ จุลินทรียตางๆ จะสะสมเอาไวภายในเซลลจนเกิดเปนพิษและตายในที่สุด นอกจากนี้ความเปนพษิอาจเกิดจากสารอินทรียก็ได เชนแอมโมเนยีทีม่ีคาความเขมขนสูงเกิน 500 มก./ล. เปนตน 7. อุณหภูมิ

อุณหภูมิเปนปจจัยสําคัญในการทํางานและการเจริญเติบโตของจุลินทรียในกระบวนการเอเอส โดยทั่วไปในการเพิ่มอุณหภูมิขึ้นทกุ 10 องศาเซลเซียส จะทําใหจุลินทรียเจริญเตบิโตเพิ่มขึ้นอกีเทาตัว จนกระทั่งถึงอุณหภูมิประมาณ 37 องศาเซลเซียส อุณหภูมิจะมีคาสูงเกินไป จุลินทรียจะเจริญเติบโตไดนอยลง

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอณุหภูมิของน้ําในระบบนัน้ทาํไดยาก ผูควบคุมระบบจะตองปรับคาความเขมขนของสลัดจในถังเติมอากาศ ใหมีคานอยเมื่ออุณหภูมิสูง และเพิ่มปริมาณใหมากเมื่ออุณหภูมิต่ํา อยางไรก็ตามสําหรับประเทศไทย อุณหภูมใินฤดูรอนและฤดูหนาวไมตางกันมากนกั จึงไมคอยมีควาจําเปนในการปรับคาความเขมขนของสลัดจตามฤดูกาล โดยปกติอุณหภูมิต่ําจะตกตะกอนไดดีกวาอุณหภมูิสูง และถามีการเปลี่ยนแปลงแตกตางกันเกนิ 2 องศาเซลเซียส จะเกิดการรั่วไหลของน้ําเนื่องจากมคีวามหนาแนนที่แตกตางกันทําใหประสิทธิภาพของถังตกตะกอน

41

8. การกวน ภายในถังเติมอากาศจะตองมีการกวนอยางทั่วถึง เพื่อปองกันมิใหจลิุนทรีย

ตกตะกอน การกวนที่ถูกตองจะปองกนัมิใหน้ําเสียไหลลัดวงจร และทําใหประสิทธิภาพในการกําจัดมวลสารสูง การกวนที่สมบูรณในถังเติมอากาศแบบกวนสมบูรณ (Completely Mixed) จะตองมีคา MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) และคาความเขมขนของออกซิเจนละลายอยางสม่ําเสมอทั่วทั้งถัง 9. อัตราการไหลของน้ําเสีย

การเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของน้ําเสียที่ถูกสงเขามาบําบัด มีผลโดยตรงตอการทํางานของกระบวนการทางชีววิทยาและถงัตกตะกอน หากน้ําเสียมีอัตราการไหลเพิ่มมากขึ้น ระยะเวลาในการบําบัดนอยลง คาสารอินทรียจะเพิ่มมากขึน้ และระยะเวลาในการตกตะกอนในถังตกตะกอน ขั้นที่สองลดลง ทําใหประสิทธิภาพในการทํางานลดลง สวนอัตราการไหลที่นอยเกนิไปก็มีผลเสียเชนเดยีวกัน ดังนั้นจึงควรมีการควบคมุใหมีการสงน้ําเสียเขามาบําบัดอยางสม่ําเสมอในอัตราใกลเคยีงกับที่ออกแบบไวเชน อาจสรางเปนถังปรับเสมอ (Equalizing Tank) เปนตน

2.3.7 การบําบัดและการกําจัดสลัดจ (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 5-52-5-58) 2.3.7.1 ท่ีมา ลักษณะ และปริมาณของสลัดจ

สลัดจเกิดจากกระบวนการบาํบัดน้ําเสียซ่ึงแยกเอาของแข็งและสารอินทรียออกจากน้าํเสีย แลวปลอยน้ําที่บําบัดแลวทิง้ไป คงเหลือแตสลัดจที่ตองผานการบําบัด ลักษณะของสลัดจจะมีความแตกตางกัน เนื่องจากแหลงที่มา ชนิดของของแข็ง อายุของสลัดจ และกรรมวิธีทําใหเกิดสลัดจนั้น

1) สลัดจจากถังตะกอนขั้นแรก จะมีสีเทาเปนเมือก มีกล่ินเหม็นมาก และสามารถยอยสลายไดงาย

2) สลัดจเกิดจากการใชสารเคมี มักจะมีสีดําหรือแดงหากมีเหล็กปนอยูมาก มีกล่ินเหม็น เปนเมือกวุนหากตั้งทิ้งไวจะยอยสลายอยางชาๆ และมีความหนาแนนเพิ่มขึ้น

3) สลัดจจากถังเติมอากาศ มีสีน้ําตาล ลักษณะเปนปยุ ไมมกีล่ิน แตหากหยุดเติมอากาศจะกลายสภาพอยางรวดเร็ว เปลี่ยนเปนสีดํา มกีล่ินเหม็นของการหมัก

4) สลัดจจากถังยอยสลายแบบไรออกซิเจน มสีีน้ําตาลแกปนดํา มีกาซมากหากยอยสลายจนเต็มที่แลว จะมีเพยีงกล่ินจางๆ คลายกลิ่นยาง สามารถแตกตวัไดงาย

42

2.3.7.2 การปฏิบตัิขั้นตน การปฏิบัติขั้นตน ไดแก การบดสลัดจ การแยกกรวดทราย การผสม และการกักเก็บ มี

วัตถุประสงคเพื่อทําใหสลัดจที่มาจากสวนตางๆ ของระบบมีลักษณะเดียวกัน 1) การบดสลัดจ ทําใหของแข็งในสลัดจมีขนาดเล็กลง เพื่องายในการบําบัดสลัดจ

ปองกันการอุดตันในทอ และยังชวยใหสลัดจทําปฏิกิริยาไดดีขึ้น 2) การแยกกรวดทราย หากมกีรวดทรายหลดุรอดไปถึงกระบวนการบําบดัสลัดจก็จะเกดิ

การสะสมถังยอยสลายสลัดจ และสิ้นเปลืองเนื้อที่ การแยกกรวดและทรายมักอาศัยวธีิแรงหนีศูนยกลาง

3) การผสมสลัดจ ใชในกรณีทีม่ีสลัดจหลายชนิด 4) การเก็บสลัดจ เปนการเก็บสลัดจไวระยะหนึ่ง เพื่อเตรียมตัวนําไปบําบดัตอไป

2.3.7.3 การทําขนสลัดจ การทําขนสลัดจ คือ การแยกน้ําออกจากของแข็ง ทาํใหปริมาณของแข็งในสลัดจสูงขึ้น

กรรมวิธีในการทําใหตะกอนขนคือ การตกตะกอน การทําใหลอย (Flotation) และการหมุนเหวีย่ง (Centrifugation) การลดปริมาตรของสลัดจจะทําใหขนาดถังและอปุกรณของกระบวนการทีต่ิดตามมา เชน ปริมาณสารเคมีที่ใชในการปรับสภาพสลัดจ และเชื้อเพลิงที่ใชในการทําใหแหงและเผาลดลง 1) การทําใหสลัดจขนแบบตกตะกอน

การทําใหสลัดจขนขึ้นแบบตกตะกอน เปนการตกตะกอนของสลัดจโดยใชถังทําขน (Thickener) ลักษณะของถังขนจะมีเครื่องกวาดและกวดสลัดจ เครื่องกวาดสลัดจทาํหนาที่ในการกวาดสลัดจใหมารวมกันและไหลเขาไปอยูในหลุมเกบ็สลัดจเพื่อระบายทิ้ง สวนเครื่องกวนสลัดจจะหมนุชาและมีหนาที่เปดชองวางในชั้นสลัดจเพื่อใหน้ําหนีออกจากชั้นของสลัดจจะเปนผลทําใหสลัดจอัดตัวแนนขึ้นอีก การตกตะกอนของสลัดจจะเกิดขึน้ไดดีเมื่อน้ําทีอ่ยูขางลางใตช้ันสลัดจถูกเบียดและไหลขึ้นมาขางบน การกวนอยางชา ๆ โดยใบกวนที่มีขนาดใหญจะชวยใหเกิดชองวางในชัน้สลัดจทําใหสามารถเคลื่อนที่ขึ้นมาทางดานบนได จะสามารถชวยการทําใหสลัดจไดผลดียิ่งขึ้น 2) การทําใหขนแบบลอยตัว (Flotation)

การทําใหขนแบบลอยตัว เปนการทําใหสลัดจลอยตัวข้ึนขางบน การลอยตัวของสลัดจ เกิดขึ้นโดยการอาศัยลมชวยทําใหเกดิฟองอากาศพาสลัดจลอยตัวข้ึนสูบนผิวน้ํา การทําขนสลัดจแบบลอยตัว แบบที่นยิมใชคือ การลอยตัวดวยอากาศละลาย (Dissolved Air Flotation ,

43

DAF) อากาศจะถูกอัดอยูภายในน้ําและถูกปลอยผานหัวฉีดใหผสมกับสลัดจ เมือ่ลดแรงดันอากาศจะกลายเปนฟองขนาดเล็กเกาะจับกบัฟล็อกแบคทเีรีย ทําใหฟล็อกลอยตัวข้ึนบนผิวน้ําขางบนซึ่งมีสลัดจเขมขนอยูถูกกวาดออกไป 3) การทําใหขนดวยเครื่องหมนุเหวีย่ง (Centrifuge)

โดยปกตแิลวเครื่องหมุนเหวีย่งมักใชในการรีดน้ําออกจากสลัดจ (Dewatering) สามารถนํามาใชทําขนกับสลัดจชีวภาพที่ทิ้งจากระบบเอเอส วิธีนี้ไมเปนวิธีที่นิยมใชกับระบบบําบัดน้ําเสียขนาดเล็ก เนื่องจากมีคาใชจายสูง แตมขีอดีที่ประหยดัพื้นที่ไดมากและกระทดัรัด บางครั้งจึงมีการนําไปใชกับระบบเอเอสขนาดใหญ 2.3.7.4 การปรับเสถียรสลัดจ

สลัดจจากระบบบําบัดน้ําเสียมีสวนประกอบหลักคือ สารอินทรียที่สามารถเนาเปอยและยอยสลายได ทําใหเกิดกลิ่นเหม็นเปนที่นารังเกียจ การปรับสลัดจมีจุดประสงคเพื่อลดกลิ่นเหม็นของสลัดจ โดยกรรมวิธีไดแก การออกซิไรดดวยคลอรีน การเปลี่ยนสภาพดวยปูนขาว การใชความรอน การยอยแบบไรอากาศ และการยอยแบบใชอากาศ 1) การออกซิไรดดวยคลอรีน กระทําโดยใหกาซคลอรีนปริมาณสูง ทําปฏิกิริยากับสลัดจใน

ถังปดในเวลาสั้นๆ วิธีนี้มีขีดจํากัดในการใชกับโรงงานบําบัดน้ําเสียที่มีขนาดเล็กกวา 0.2 ลบ.ม./วินาท ี

2) การเปลี่ยนสภาพดวยปูนขาว กระทําโดยการเติมปูนขาวใหตะกอนมีคาพีเอชสูงถึง 12 ที่คาพีเอชนี้ จุลินทรียไมสามารถมีชีวิตอยูได มผูีพบวาหากคงคาพีเอช ที่ 12 ไวนาน 3 ช.ม. จะสามารถฆาจุลินทรียไดดีกวาการยอยสลายแบบไรอากาศ แตหลังจากเปลี่ยนสภาพแลวสารอินทรียที่คงอยูอาจเนาเปอยไดอีกเมื่อคาพีเอชต่ําลง

2.3.7.5 การแยกน้ําออก การแยกน้ําออกจากสลัดจ ชวยลดปริมาณสลัดจที่จะตองกาํจัดในขั้นตอนสุดทาย ซ่ึงเปน

การลดคาใชจาย นอกจากนีส้ลัดจที่แหงสามารถขนถาย ตัก บรรทุกไดงาย ในการถามที่ควรใชสลัดจแหงเพื่อปองกันน้ําเสียไหลซึมออกไป กรรมวิธีแยก ไดแก การกรองดวยสูญญากาศ การเหวีย่ง การกรองดวยแรงอัด การกรองดวยสายพาน การตากสลัดจ และบอกกัสลัดจ การเลือกใชวิธีแยกน้ําขึ้นอยูกับ ชนิดของสลัดจ ความแหงที่ตองการ และขนาดของทีด่ิน โรงงานบําบัดน้ําเสียขนาดเล็กที่มีที่ดนิเพียงพอมักจะใชกากจากสลัดจหรือบอกกัสลัดจ สําหรับโรงบําบัดที่มีพื้นทีน่อยควรใชเครื่องจักรกลในการแยกน้ํา เชน เครื่องอัดกรอง (Filter Press) สายพานรีดน้ํา (Belt Press) หรือเครื่องหมนุเหวี่ยง (Centrifuge)

44

1) เครื่องรีดน้ําสลัดจแบบอัดกรอง การกําจัดน้ําของเครื่องอัดกรอง ทํางานโดยใชเครื่องสูบสลัดจที่แรงดันสูงอัดน้ําผานผา

กรองใหออกจากสลัดจ เครือ่งประเภทนี้ประกอบดวยผากรองสีเหล่ียมขนาดตางๆ วางประกบกันในแนวนอนที่ตั้งฉากกับพื้น สลัดจจะสูบเขาไปในชองระหวางผากรองดวยความดันสูง ผากรองจะบรรทกุอยูภายในกรอบที่เปนโครงเหล็กหรือพลาสติกชนิดแข็ง ในการกรองจะใชเวลาประมาณ 1-3 ช่ัวโมง น้ําใสจะถูกกรองออกมาและสลัดจแหงจะติดอยูภายในชองวางระหวางผากรองซึ่งสามารถถอดออกได เมื่อกรองจนแหงพอแลวก็จะมีการถอดแผนกรองเพื่อเอาสลัดจออกและทําความสะอาดผากรอง 2) เครื่องรีดน้ําสลัดจแบบสายพานรีดน้ํา (Belt Press)

เครื่องรีดน้ําสลัดจแบบสายพาน ประกอบดวยสวนตางๆ ไดแก เครือ่งปอนสลัดจ แบบ Mono และ Diaphragm เครื่องปอนโพลิเมอร เครื่องกวนสลัดจ และเครื่องรีดน้ําสลัดจ สลัดจจะถูกผสมกับโพลิเมอร (ชนิดประจุบวก) เพื่อใหงายตอการปอนเขาสูเครื่องรีดน้ําสลัดจที่มีสายพาน ผากรองเคลื่อนที่ผานลูกกลิ้ง สลัดจจะอยูบนผากรองที่หมุนชา ๆ การกําจัดน้ําจะเกิดขึ้นบนผากรอง 2 บริเวณคือ บริเวณใชแรงดึงดดูโลก และบริเวณที่มีแรงดนั สลัดจจะถูกปอนเขาผากรองบริเวณแรกที่กรองน้ําโดยใชแรงดึงดดูโลก จากนั้นสายพานจะพาสลัดจไปรีดน้ําทิ้งดวยลูกกลิ้ง เนื่องจากการกรองโดยไมเติมโพลิเมอรจะไมสามารถรีดน้ําออกจากสลัดจไดอยางมีประสิทธิภาพ การกรองดวยวิธีนี้จึงตองเติมโพลิเมอรชนิดประจุบวก (Cation Polymer) เพื่อใหอนุภาคของสลัดจจับตัวเกาะกนัเปนฟล็อกได สลัดจจึงสามารถจับและเกาะกันไดแนน น้ําจึงถูกขับออกไปได

กรรมวิธีในการแยกน้ําออกจากสลัดจบางชนิดจะรวมการปรับสภาพสลัดจเพื่อชวยให แยกน้ําออกจากสลัดจไดงาย วิธีที่นิยมใชมากที่สุดคือ การเติมสารเคมี และการใชความรอน การใชสารเคมีเปนวิธีประหยดักวา โดยสามารถเพิ่มอัตราการแยกน้ําและเปลี่ยนแปลงการใชไดสะดวก 2.3.7.6 การกําจดัสลัดจขั้นสุดทาย

การกําจัดสลัดจในขั้นตอนสุดทาย คือการขนสลัดจเปยกหรือแหงไปทิง้ การทิ้งสลัดจทําไดโดยการเกลี่ยบนพื้นดนิ ทิ้งไวในบอพกั ฝงกลบ และถมที ่ ในการนํากากสลัดจไปทิ้งสูส่ิงแวดลอมภายนอกจําเปนตองมีสลัดที่ไดคุณภาพ คอืมีความปลอดภัยตอคนและสัตวไมกอมลพิษอีก ซ่ึงตองพิจารณาสารอินทรีย ธาตุอาหาร เชื้อโรค โลหะหนกั และสารพิษตางๆ วามีปริมาณมากนอยเพียงใด

45

2.4 การผลิตกาซชีวภาพ (อาริยา วิรัชวรกุล, 2546: 2-3) ในการอธิบายเรื่องการผลิตกาซชีวภาพในสารนิพนธเลมนี้ ผูเขียนไดเรียบเรียงมาจาก

รายละเอียดโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อจดัการของเสียเศษอาหารจากโรงแรมและสถานประกอบการตางๆ (สําหรับสถานประกอบการ) ของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) 2.4.1 ลักษณะโดยทั่วไปและองคประกอบของกาซชีวภาพ (อาริยา วิรัชวรกุล, 2546: 2-3)

กาซชีวภาพ หมายถึง กาซที่ไดจากการยอยสลายสารอินทรียตาง ๆ ภายใตสภาวะไรออกซิเจนโดยจุลินทรีย ในธรรมชาติกระบวนการนี้จะเกดิขึ้นในที่ลุม ช้ืน แฉะ กนทะเลสาบ ในที่ลึกลงไปใตผิวดิน ในบอบําบดัน้ําเสีย ปศุสัตว และในหลุมขยะฝงกลบ เปนตน

องคประกอบของกาซชีวภาพประกอบดวย กาซมีเทน 50-70 เปอรเซ็นต กาซคารบอนไดออกไซด 25-35 เปอรเซ็นต กาซไนโตรเจน 2-7 เปอรเซ็นต กาซไฮโดรเจน 1-5 เปอรเซ็นต และกาซคารบอนมอนนอกไซด กาซไฮโดรเจนซัลไฟด กาซอื่น ๆ จํานวนเล็กนอย

กาซมีเทน มคีุณสมบัติ เผาไหมไดงาย และปลอยกาซคารบอนไดออกไซดออกมาเมื่อเผาไหม กาซมีเทนบริสุทธิ์มีคุณสมบัติเบากวาอากาศ ละลายน้ําไดเพียงเล็กนอย ไมมรีส ไมมีกล่ิน สวนกาซชีวภาพซึ่งเปนกาซผสม เปนกาซที่มีกล่ินเล็กนอย ซ่ึงเกิดจากกาซไฮโดรเจนซลัไฟด ทําใหผูใชบางคนไมชอบเอาไปหุงตม แตกล่ินของกาซนี้ไมไดทําใหรสชาติของอาหารมีกล่ิน เมื่อเผาไหมแลวก็ระเหยไป เนื่องจากกาซคารบอนไดออกไซดเปนกาซที่คงตัวไมติดไฟ ดังนัน้คุณสมบัติของกาซชีวภาพทีส่ามารถใชเปนเชื้อเพลิงไดจึงขึ้นอยูกับกาซมีเทน โดยกาซชวีภาพที่สามารถใชเปนเชื้อเพลิงไดจะตองมีกาซมีเทนเปนองคประกอบไมนอยกวา 50 เปอรเซ็นต พลังงานของกาซชีวภาพ 1 ลูกบาศกเมตร เทียบเทา กับ กาซหุงตม (LPG) 0.46 กิโลกรัม น้ํามันเบนซิน 0.67 ลิตร น้ํามันดีเซล 0.60 ลิตร และฟนไม 1.50 กิโลกรัม 2.4.2 กระบวนการผลิตกาซชีวภาพ (Process Biogas Fermentation)

ประกอบไปดวย 4 ขั้นตอน (อาริยา วิรัชวรกุล, 2546: 6-7) ดังนี ้1) กระบวนการยอยสลาย (Hydrolysis)

กระบวนการนี้อาจเรียกอีกอยางหนึ่งวา กระบวนการแตกสลายโพลิเมอร ในขั้นนี้สารประกอบอินทรียประเภทซับซอนทั้งที่ละลายน้ํา และไมละลายน้าํ เชน โปรตนี ไขมัน คารโบไฮเดรต ถูกทําใหละลายน้ํา โดยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส และถูกยอยสลายดวยเอนไซมที่สรางขึ้น และปลอยออกมาสูภายนอกเซลล (Exoenzymes) เชน เซลลูเลส (Cellulases) โป

46

รติเอส (Proteases) และ ไลเปส (Lipases) เปนตัวเรงปฏิกิริยาจะไดสารประกอบที่ไมซับซอน เชน น้ําตาลกลูโคส กรดอะมิโน กรดไขมัน เปนตน 2) กระบวนการอะซิโดเจเนซิส (Acidogenesis)

สารประกอบอินทรียอยางงายที่เกิดขึน้ โดยปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส จะถูกแบคทีเรียประเภททีด่ํารงชีพอยูไดทั้งสภาพที่มี และไมมีออกซิเจนอิสระ (Facultative bacteria) ใชเปนแหลงคารบอน และ พลังงานโดยกระบวนการเฟอรเมนเตชั่น (Fermentation) ผลของปฏิกิริยาจะไดกรดไขมันระเหย ที่มีคารบอนไมเกนิ 5 ตัว เชน กรดอะซิติค (Acetic acid) กรดโพรพินิค (Propiomic acid) กรดบิวทิวริค (Butyric acid) และกรดวาเลริค (Valeric acid) แบคทีเรียจําพวกนีเ้รียกวา แบคทีเรียพวกสรางกรด (Acid former หรือ Non-methanogenic bacteria) ซ่ึงชนิดของแบคทีเรียแตกตางกันไปขึ้นอยูกับชนิดของสารอินทรีย นอกจากนี้ยังขึน้อยูกับความเขมขนของกรดไขมันระเหย และสภาพแวดลอมของปฏิกิริยาดวย 3) กระบวนการอะซิโตเจเนซิส (Acetogenesis)

กรดไขมันระเหยที่เกิดขึ้นจากกระบวนการอะซิโดเจเนซสิ จะถูกเปลี่ยนโดยแบคทีเรีย โฮโมอะซิโตเจนิค (Homoacetogenic bacteria) ใหเปนอะซิเตท (Acetate) ฟอรเมท (Formate) ไฮโดรเจน และคารบอนไดออกไซด ซ่ึงเปนสารประกอบสําคัญในการสรางกาซมีเทน ปฏิกิริยานี้ถือเปนปฏิกริิยาที่สําคัญในการหลีกเลี่ยงการสะสมของกรดไขมันระเหย และไฮโดรเจน ในปริมาณที่สูง ซ่ึงจะยับยั้งกระบวนการสรางกาซมีเทน

อะซิโตเจนิคแบคทีเรีย คือ แบคทีเรียผลิตกาซไฮโดรเจน และอะซิเตท ยกตวัอยาง เชน Syntrobacter wolinii และ Syntrophomonas wolfei สามารถเปลี่ยนกรดไขมัน เชน กรดโพรพิโอนิค และ กรดบิวทวิริค เปนตน และแอลกอฮอล ใหกลายเปน อะซิเตท กาซไฮโดรเจน และกาซคารบอนไดออกไซด ซ่ึงจะถูกนําไปใชโดยจลิุนทรียผลิตกาซมีเทน แบคทีเรียกลุมนี้ คือ แบคทีเรียสรางกาซไฮโดรเจน (hydrogen forming bacteria) เนื่องจากแบคทีเรียที่สรางกาซไฮโดรเจนมักสรางกรดอินทรียได แตชนดิที่สรางกรดไดอาจไมสามารถสรางกาซไฮโดรเจน จึงถือวาแบคทีเรียที่สรางกาซไฮโดรเจนเปนชนิดของแบคทีเรียที่สรางกรด แตแบคทีเรียทั้งสองชนิดอาจรวมเรียกไดวาเปนแบคทีเรียที่ไมสรางกาซมีเทน (Non-methanogenic bacteria)

47

4) กระบวนการสรางกาซมีเทน (Methanogenesis) กาซไฮโดรเจน กาซคารบอนไดออกไซด กรดฟอรมิค และกรดอะซิติค ซ่ึงเปนผล

ปฏิกิริยาของแบคที่เรียที่สรางกรด และกาซไฮโดรเจนจะถูกใชโดยแบคทีเรียอีกประเภทหนึ่ง เพื่อสรางกาซมีเทน แบคทีเรียประเภทนี้ เรียกวา แบคทีเรียสรางกาซมีเทน (Methanogenic bacteria) แบคทีเรียที่สรางกาซมีเทนจัดอยูในกลุม Archaebacteria

รูปท่ี 2.2 กระบวนการยอยสลายสารอินทรียภายใตสภาวะไรออกซิเจน ท่ีมา: อาริยา วรัิชวรกุล, 2546: 5

Lipids Complex organic polysaccharides

Compounds proteins

Nucleic acids

Long chain fatty acids

Simple organic Oligo and

monosaccharides

Compounds amino acids

Purines and Pyrimidines

Simple aromatics

Other fermentation products (e.g.propionate, butyrate,

Succinate, lactate, ethanol etc.

Methanogenic substraes (H2, CO2, formate, methanol,

Methylamines, acetate)

Acetate, H2, CO2

Methane+Carbondioxide

Hydrolysis

Acetogenesis

Methanogenesis

48

2.4.3 รูปแบบระบบผลิตกาซชีวภาพ ระบบผลิตกาซชีวภาพแบบไมใชออกซิเจนมีรูปแบบหลกั 4 แบบ ซ่ึงไดแกระบบหมกัแบบ

ตัวกลางกรอง (Anaerobic Filter; AF) ระบบหมักแบบคอนแทค (Anaerobic Contact; AC) ระบบหมักแบบยูเอเอสบี (Anaerobic Upflow Sludge Blanket; UASB) และระบบหมักแบบฟลูอิไดซ (Anaerobic Fluidized Bed; AFB) โดยหลักการระบบหมักประสิทธิภาพสูงเหลานี้ เปนการเพิม่ปริมาณแบคทเีรียใหสูงในถงัหมัก (กรมพฒันาพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน, 2552) 1. ถังหมักแบบ AF ภายในจะบรรจุดวยวัสดกุรอง (Packing media) ที่มีพื้นที่ผิวจาํเพาะสูงและมี

ชองวางสูง โดยแบคทีเรียจะเกาะเปนเมอืกบนผิววัสดกุรอง นอกจากนี้พบวามีแบคทีเรียเปนจํานวนมากอยูระหวางชองวาง ขอดีของระบบหมักนี้ คอื สามารถรับปริมาณสารอินทรียไดสูง ทนทานตอการเปลี่ยนแปลงของน้ําเสียและงายตอการควบคุมระบบ แตอยางไรก็ตามระบบหมักนีก้็มีขอเสีย ไดแก คากอสรางระบบสูงกวาระบบอืน่ ๆ ทั้งนี้เนื่องจากราคาของวสัดุกรองที่สูง และมีปญหาอุดตันในระยะยาว ดังนั้นจึงมีการประยุกตใชกับปริมาณน้ําเสียไมสูงมากนัก และในการออกแบบระบบหมัก AF นี้จะตองเลือกใชวสัดุกรองที่มีชองวางและพื้นที่ผิวจําเพาะสูง และบรรจุเพียง 10-20% ของปริมาตรจุ ทั้งนี้เพื่อปองกันปญหาการอุดตัน

2. ถังหมักแบบ AC ซ่ึงอาศัยหลักการนําตะกอนแบคทีเรียที่จมตัวในถังตกตะกอนยอนกลับมาเติมในถังหมัก ซ่ึงทําใหถังหมักมีตะกอนแบคทีเรียสูง จึงทําใหมีประสิทธภิาพสูง ระบบหมักแบบนี้มีขอดี คือ มีประสิทธิภาพสูง และคากอสรางระบบหมักไมสูงมากนัก แตก็มขีอเสียหลายประการ ไดแก มีความยุงยากในการออกแบบและควบคมุดูแลระบบ ทัง้นี้เนื่องจากตองระวังในการควบคุมปริมาณแบคทีเรียในระบบใหเหมาะสม ตองมีการกวนผสมในถังหมักตลอดเวลา และตะกอนแบคทีเรียมีคุณสมบัติจมตัวยาก ดังนัน้อาจจําเปนตองมีอุปกรณอ่ืนที่ชวยทําใหตะกอนแบคทเีรียนี้จมตวัดีขึน้ ระบบถังหมัก AC นี้ มักใชกับน้ําเสียปริมาณสูง ซ่ึงทําใหคากอสรางระบบต่ํากวามาก เมือ่เปรียบเทียบกับระบบหมกั AF

3. ระบบหมักแบบยูเอเอสบี (UASB) เปนระบบหมักที่ถูกพัฒนาในชวงหลัง โดยอาศัยหลักการสรางสภาวะในถังหมักใหเหมาะสม ทําใหแบคทีเรียทีม่ีลักษณะเปนเม็ด (Granular bacteria) สามารถเจริญเติบโตและมีปริมาณสูงในถังหมัก เมด็แบคทีเรียนี้มคีวามหนาแนนสูงและมีปริมาณเซลลสูง จึงทําใหระบบหมักนี้มปีระสิทธิภาพสูง ระบบหมัก UASB นี้ถูกนํามาประยุกตใชในชวงหลังมากกวาระบบหมกัแบบอื่น ๆ ทั้งนี้เนื่องจากมขีอดีหลายประการ ไดแก มีคากอสรางต่ําสุด ทั้งนี้เนื่องจากไมตองการเครื่องกวนผสมและถังตกตะกอน และสามารถรับ

49

ปริมาณสารอินทรียไดสูง แตอยางไรก็ตามระบบหมัก UASB นี้มีขอเสีย คือมีความยุงยากในการเริ่มตนเดนิระบบ

4. ระบบหมักแบบ AFB มีหลักการที่ทําใหเม็ดวสัดุขนาดเล็กลอยตัวเปนอิสระในถังหมกั (Fluidization) โดยแบคทีเรียจะเกาะเปนเมือกบนผิวเมด็วัสดุ ระบบหมักแบบนี้อาจกลาวไดวามีประสิทธิภาพสูงมาก แตมีขอเสียที่มีความยุงยากในการออกแบบและควบคุมดแูล และมีคาใชจายสงูทัง้การกอสรางระบบหมักและการควบคุมดแูล ทั้งนี้เนื่องจากตองมีการหมุนเวยีนอัตราน้ําไหลขึ้นที่สูงและคงที่ตลอดเวลา ดังนี้จึงทําใหระบบหมักแบบนี้ไมนิยมใชในอุตสาหกรรม

นอกจากหลักการเพิ่มประสทิธิภาพโดยการเพิ่มปริมาณแบคทีเรียในถังหมักดังไดกลาวมาแลว ยังมีวธีิการอื่น ๆ ที่ถูกนํามาประยกุตใชไดแก ระบบสองขั้นตอน (Two-Stage Process) การควบคุมระบบหมักอุณหภูมสูิง (Thermophilic Operation) ระบบผสม (Hybrid Process) และการเพิ่มปริมาณแบคทเีรียโดยการกรอง (Membrane Filtration) โดยพบวาการใชถังหมัก 2 ถังตออนุกรมกนั โดยถังแรกเรยีกวา ถังหมักกรด ถังที่สองเรียกวา ถังหมกัมีเทน ถังหมักกรดมีขนาด 20% ของถังหมักมีเทน พบวาวิธีการนี ้ (Two-Stage Process) สามารถลดขนาดของถังหมักมีเทนไดประมาณคร่ึงหนึ่ง หรือสามารถรับน้ําเสียไดสูงขึน้อีกหนึง่เทาตวั ทั้งนี้เนื่องจากแบคทีเรียสรางกรดและแบคทีเรียสรางมีเทน มีความตองการสภาวะแวดลอมที่แตกตางกนั ดงันั้นเมื่อแยกถงัหมักเปน 2 ถัง จึงทําใหแบคทีเรียทั้งสองกลุมมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

การควบคุมถังหมักที่อุณหภมูิสูง เปนอีกวธีิหนึ่งที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพถังหมักไดโดยทําการควบคุมที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ซ่ึงเปนชวงที่แบคทีเรียอุณหภูมิสูง (Thermophiles) ทํางานไดดีที่สุด การประยุกตใชหลักการนี้จะเหมาะสมเมื่อน้ําเสยีมีอุณหภูมิสูงอยูแลว เพื่อหลีกเลี่ยงคาใชจายการเพิ่มอุณหภูมิใหกบัน้ําเสีย

การใชระบบหมักผสมเปนวธีิการหนึ่งที่ถูกนํามาใชชวยเพิ่มประสิทธิภาพและชวยเพิม่เสถียรภาพของระบบหมักใหสูงขึ้น เชนระบบหมัก AF-UASB, AF-AC, AC-UASB, AC-AF-UASB เปนตน การใชระบบหมักผสมนี้อาจรวมถึงการประยุกตใชระบบหมักสองขั้นตอนดวย ซ่ึงเปนการนําขอดีของแตละระบบรวมเขาดวยกัน เชน ระบบหมัก AF-UASB จะทาํใหระบบหมกังายในชวงเริ่มตนเดินระบบ เนื่องจากตัวกลางกรองทําหนาที่ดักตะกอนแบคทีเรียไวในระบบ สวนการทํางานระยะยาวของระบบจะขึ้นกับการเกดิของตะกอนเมด็แบคทีเรีย

50

สวนการเพิ่มปริมาณแบคทีเรียโดยการกรองนี้ กลาวไดวาเปนวิธีการที่ดีที่สุดในการเพิ่มปริมาณแบคทเีรีย และยังทาํใหน้ําเสยีที่ผานถังหมักแลวมีคุณภาพดีทีสุ่ด แตการกรองนี้จําเปนตองใชพลังสูง จึงไมนิยมนํามาประยุกตใชในอุตสาหกรรม 2.4.4 การยอยสลายสารอินทรียภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน

( Two-stage anaerobic digestion of Continuous Stirred-Tank Reactor : CSTR ) ระบบการยอยสลายสารอินทรียภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน จะแบง

กระบวนการหมักออกเปนสองชวงปฏิกิริยาโดยแบงเปนถังปฏิกรณสองใบ ซ่ึงในที่นี้จะใชถังหมักแบบการกวนผสมสมบูรณ (Continuous Stirred-Thank Reactor : CSTR) ทั้งสองถังปฏิกิริยาที่มีการกวนอยางทั่วถึง สองถังแยกจากกัน โดยแบงเปนถังหมักกรดและถังหมักมีเทน แตทัง้สองถังวางตอกันแบบอนุกรม ซ่ึงภายในถงัหมักกรดจะแบงการทํางานออกเปนชวง ๆ โดยชวงแรกจะเปนการยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนสารอนิทรียโมเลกุลเล็ก ชวงที่สองจะเปลี่ยนสารโมเลกุลเล็กใหเปนกรดไขมันระเหยหรือกรดอะซิติกโดยแบคทีเรียพวกสรางกรด จากนั้นจะเปลี่ยนจากกรดไขมันระเหยไปเปนสารประกอบสําคัญในการสรางกาซมีเทนโดยอะซิโตเจนิคแบคทเีรีย คือ แบคทีเรียผลิตกาซไฮโดรเจน แตกลุมนีย้งัไมสรางกาซมีเทน กระบวนการที่ เกิดขึน้ในถังปฏิกิริยาใบแรกเปนดังตอไปนี้

- กระบวนการยอยสลาย (Hydrolysis) - กระบวนการอะซิโดเจเนซิส (Acidogenesis) - กระบวนการอะซิโตเจเนซิส (Acetogenesis) ถังปฏิกิริยาใบที่สองเปนการรับผลผลิตมาจากถังปฏิกิริยาใบแรกมาหมกัตอในกระบวนการ

หมกัเพื่อใหเกดิกาซมีเทนโดยการยอยสลายสารประกอบสําคัญในการสรางกาซมีเทนพวกไฮโดรเจนใหกลายเปนกาซมีเทนโดยแบคทีเรียที่สรางกาซมีเทนในถังใบที่สองนี้จะเกดิกระบวนการสรางกาซมีเทน (Methanogenesis)

เนื่องมาจากสภาพแวดลอมที่เหมาะสม (Optimum condition) กบัการเจริญเตบิโตของแบคทีเรียพวกสรางกรดและแบคทีเรียพวกสรางกาซมีเทนมีความแตกตางกัน เชน แบคทีเรียพวกสรางกรดเจริญไดดีที่ pH ต่ําและระยะเวลาเก็บกักนอย ซ่ึงจะไปยับยัง้การเจริญของแบคทีเรียพวกสรางกาซมีเทน ทําใหจุลินทรียทั้งสองกลุมทํางานไดไมเต็มที่ ประสิทธิภาพของระบบการยอยสลายสารอินทรียภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบขั้นตอนเดยีวต่ํา จึงไดมกีารพัฒนาระบบการยอยสลายสารอินทรียภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอนขึ้น โดยวิธีการแยกกลุมจลิุนทรียในแตละกลุม เพื่อใหจลิุนทรียในแตละกลุมนั้นสามารถที่จะทํางานไดอยางเต็มที่ เปนการเพิม่ประสิทธิภาพ

51

ใหกับระบบทาํใหระบบสามารถทํางานไดดีมากขึ้น วิธีการที่ใชในการแยกกลุมจุลินทรียมีหลายวิธี เชน การแยกดวยเมมเบรน (Membrane separation) การควบคุมจลศาสตร (Kinetic control) และการควบคุม pH (pH control) แตวิธีที่นิยมใชคือการควบคุมจลศาสตรรวมกับการควบคุม pH

จุดเดนของเทคโนโลยีการยอยสลายแบบไมใชออกซิเจน 1. ทางดานสิ่งแวดลอมและการจัดการของเสยี - เปนเทคโนโลยีการบําบัดขยะมูลฝอยที่เปนมิตรตอส่ิงแวดลอม - สามารถแกปญหากลิ่นเหมน็ สัตวพาหะนําโรคที่เกิดจากการกําจดัขยะมูลฝอยที่ไมถูกหลัก

วิชาการ - เปนการหมนุเวียนขยะมูลฝอยอินทรียกลับมาใชใหมในรูปของปุย - ลดการใชพื้นที่ในการกําจัดขยะมูลฝอย เมื่อเทียบกับระบบฝงกลบแบบถูกหลักสุขาภิบาล

และระบบหมกัปุยแบบไมใชอากาศแบบดัง้เดิม - สามารถใชบําบัดขยะมูลฝอยอินทรียในทีซ่ึ่งการฝงกลบขยะยงัไมเปนที่ยอมรับ - สามารถลดปริมาณขยะมูลฝอยที่จะตองกําจัดในขัน้ตอนสุดทาย 2. ทางดานพลังงาน - เปนเทคโนโลยีในการบําบัดขยะมูลฝอยซ่ึงสามารถใหพลังงานสุทธิ - มีศักยภาพในการผลิตพลังงานจาก “ขยะเปยก” ซ่ึงไมเหมาะสมสําหรับการเผาเพื่อผลิต

พลังงาน มีศักยภาพที่จะไดรับผลตอบแทนทางการเงินและเศรษฐศาตรสูง โดยเฉพาะเมื่อพลังงานชนิดอื่นราคาสูงและรัฐมีมาตรการสงเสริมการผลิตพลังงานจากกาซชีวภาพ

ขอดีของระบบการยอยสลายในสภาวะไรออกซิเจนแบบตามลําดับสองขั้นตอน การยอยสลายในสภาวะไรอากาศแบบสองขั้นตอนมีขอไดเปรียบหลายอยาง เมื่อเทียบกับ

การยอยสลายแบบธรรมดา และแบบอัตราสูง (Conventional stankard and hight rate process) ซ่ึง ไดแก

1) สามารถที่จะคงสภาพแวดลอมเหมาะสมสําหรับแตละกลุมของจุลินทรียในถังหมกัได 2) สามารถลดขนาดของถังหมัก ทําใหประหยดัคาใชจายในการกอสราง และควบคุม 3) มีอัตราการทําใหของแข็งคงสภาพสูงและอัตราของผลผลิตกาซขั้นสุดทาย มีเปอรเซ็นต

ของกาซมีเทนสูง 4) ลดความตองการความรอน (พลังงาน) ที่ตองการ และเพิม่ประสิทธิภาพทางความรอน

ใหสูงขึ้น 5) เหมาะสําหรับการติดตั้งรวมกับระบบบําบดัที่มีอยูแลว โดยมีคาใชจายในการลงทุนต่าํ

52

6) ลดองคประกอบของไนโตรเจน ของน้ําเสียที่ออกจากระบบดวยการละลายน้ํา และเกิด denitrification ของน้ําเสียทีป่อนเขาสูถังหมัก

ขอเสียของระบบการยอยสลายในสภาวะไรออกซิเจนแบบตามลําดับสองขั้นตอน 1) ใชเนื้อที่เพิ่มมากขึ้นกวาระบบหมักแบบถังเดี่ยว 2) ตองมีอุปกรณเพิ่มขึ้นเพื่อใชสําหรับติดตามตรวจสอบ และควบคุม

2.4.5 ปจจัยและสภาพแวดลอมท่ีมีผลตอการผลิตกาซชีวภาพจากขยะอินทรีย 1) อุณหภูมิในการเดินระบบ (Temperature)

โดยทั่วไปแบคทีเรียที่ผลิตกาซชีวภาพ หรือแบคทีเรียที่ผลิตมีเทน (Methane Bacteria) จะทาํงานไดดีที่อุณหภูมิ 2 ระดับ คือชวงอุณหภูมิระดับกลางประมาณ 25-40 องศาเซลเซียส และชวงอุณหภูมิสูงประมาณ 50-60 องศาเซลเซียส ซ่ึงโดยทั่วไปอัตราการผลิตกาซชีวภาพจะเพิ่มขึน้เมื่ออุณหภูมสูิงขึ้น แตสําหรับประเทศไทย การเดนิระบบที่อุณหภูมิสูงกวา 30-35 องศาเซลเซียส โดยไมตองใชพลังงานจากภายนอกเพื่อใหความรอนกับถังหมกั ดังนั้นการเดนิระบบที่อุณหภูมิระดับกลางจึงถือไดวาเปนหนทางที่จะไดพลังงานสุทธิมากกวาการเดินระบบที่อุณหภูมิสูง

2) พีเอช (pH) การเดินระบบผลิตกาซชีวภาพจะตองควบคุมคาพีเอช (คาความเปนกรด-ดาง) ให

อยูในชวง 6.6-7.8 โดยคาพีเอชที่เหมาะสมที่สุดสําหรับแบคทีเรียในระบบผลิตกาซชีวภาพจะอยูในชวง 7.0-7.2 ในกรณีที่มีการปอนขยะอินทรียเขาสูระบบมากเกินไป จะทําใหเกดิการสะสมของกรดระเหยงาย ซ่ึงทําใหคาพีเอชในถังหมักลดลงได โดยหากคาพีเอชลดลงต่ํากวา 5.5 ก็จะถือวาถังหมักนั้นลมเหลว ซ่ึงจะตองเริ่มเดนิระบบ (Start-up) ใหม

3) ปริมาณสารอินทรียที่ปอนเขาสูระบบ (Organic Loading) ปริมาณสารอินทรียที่ปอนเขาสูระบบจะตองควบคุมใหเหมาะสม เนื่องจากหาก

ปอนขยะอนิทรียนอยเกินไปจะทําใหไมเพยีงพอตอการผลิตกาซชีวภาพ และทําใหถังปฏิกิริยามีขนาดใหญโดยไมจําเปน ในขณะทีห่ากปอนสารอินทรียเขาสูระบบมากเกินไปจะทําใหเกิดการสะสมของกรดระเหยงาย ซ่ึงจะทําใหคาพีเอชลดลงและยับยั้งการทํางานของแบคทีเรีย ดังนั้นการพิจารณาวาปอนขยะอินทรยีเขาถังหมักไดหรือไม ใหพิจารณาจากคาพีเอชของตะกอนในถังหมักเปนหลัก โดยหากพบวาคาพีเอชต่ํากวา

53

6.8 ก็ใหหยุดปอนขยะอนิทรีย จนกวาคาพีเอชของตะกอนในถังหมกัจะเทากบั 6.8 ขึ้นไป จึงจะปอนขยะอินทรยีตอได

4) อัตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน (C/N Ratio) อัตราสวนคารบอนไดออกไซดตอไนโตรเจนของขยะอนิทรียที่เหมาะสมสําหรับ

การผลิตกาซชีวภาพจะอยูในชวงประมาณ 8.23 ซ่ึงเปนคาคอนขางต่ําหากเทียบกับการหมักปุยแบบใชอากาศทั่วไป วิธีการอยางงายในการพิจารณาวาขยะอินทรียที่มีอยู มีความเหมาะสมสําหรับการผลติกาซชีวภาพหรือไมใหสังเกตจากการกองขึ้นรูปของขยะอินทรยีเหลานั้น เชน ในกรณีที่นําขยะอินทรยีพวกกิ่งไม ใบไม ซ่ึงมีอัตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนสูงและยอยสลายไดยากมากองขึน้รูปจะเห็นไดวาทําไดงาย ขยะอินทรียเหลานีไ้มเหมาะสําหรับนํามาผลิตกาซชีวภาพ ในขณะทีน่ําเอาเศษอาหาร มลูสัตวมากองขึน้รูปจะเห็นไดวา ทําไดยากและมีน้ําไหลเยิ้ม สารอินทรียเหลานีม้ีอัตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนต่ําและยอยสลายงาย จึงเหมาะที่จะนํามาผลิตกาซชีวภาพ

5) ระยะเวลาเก็บกักขยะอินทรยีในถังหมกั (Retention Time) ระยะเวลาเก็บกักขยะอินทรยีในถังหมกัจะขึ้นอยูกับอณุหภูมิในการเดินระบบ

ชนิด ลักษณะ สมบัติ และปริมาณของสารอินทรียที่ปอนเขาสูระบบ นอกจากนี้ ยังขึ้นกับตนทุนประสิทธิภาพในการผลิตกาซชีวภาพ เนื่องจากทุกลูกบาศกเมตรที่เพิ่มขึ้นของถังหมักจะหมายถงึตนทนุที่เพิ่มขึ้น หากทําการออกแบบถังหมักใหมีระยะเวลาเกบ็กักสั้นเกนิไปก็จะไมเพยีงพอสําหรับการทํางานของแบคทีเรียในการผลิตกาซชีวภาพ และทําใหแบคที่เรียถูกชะลางออกจากระบบเร็วเกนิไป ในขณะที่การออกแบบใหถังหมักมีระยะเวลาเก็บกักมากเกินไปจะทําใหเกินการสะสมกากตะกอนที่ยอยสลายแลวที่บริเวณกนถังซึ่งจะระบายออกจากถังไดยากและทําใหถังหมักมีขนาดใหญโดยไมจําเปน

6) สารอาหาร (Nutrient) แบคทีเรียตองการสารอาหารในการเจริญเติบโตที่นอกเหนือจากคารบอนและ

ไฮโดรเจน ไดแก ไนโตรเจน ซัลเฟอร ฟอสฟอรัส โปตัสเซียม แคลเซียม แมกนีเซยีมและธาตุอ่ืนๆ ที่จําเปนในปริมาณนอย เชน เหล็ก แมกกานีส โมลิบดินัม สังกะสี โคบอลท ซิลิเนียม ทังสเตน และนิเกิล เปนตน ซ่ึงขยะอินทรียโดยทัว่ไปจะมีปริมาณธาตุ

54

อาหารเหลานีส้มดุลและเพียงพออยูแลว จึงไมจําเปนตองเติมสารอาหารใด ๆ ลงในขยะอินทรยีเพือ่หมักกาซชวีภาพ

7) สารยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย (Inhibitory Factors) โลหะหนกั สารพิษ สารปฏิชีวนะ รวมทั้งสารทําความสะอาดตาง ๆ สามารถยับยั้ง

กระบวนการผลิตกาซชีวภาพของจุลินทรีย และอาจทําใหระบบลมเหลวได 8) การคลุกเคลา (Mixing)

การคลุกเคลาขยะอินทรยีมคีวามสําคัญมากเนื่องจากจะทําใหขยะอินทรียไดสัมผัสกับ จุลินทรียไดอยางทัว่ถึง เปนการกระตุนการเกดิกาซชีวภาพ และลดการตกตะกอนของของแข็งที่กนถัง รวมทั้งปองกันการเกดิตะกอนลอย (Scum) บริเวณสวนบนของถัง

2.4.6 ประโยชนของกาซชีวภาพ ดานพลงังาน กาซชีวภาพจุดตดิไฟและใหความรอนสามารถนําไปใชประโยชนได ยกตวัอยางเชน ใชหุงตมอาหาร จุดตะเกยีงใหแสงสวาง ใชกับเครื่องกกลูกสัตว เครื่องทําน้ําอุน ใชกับเครื่องยนตผสมอาหารสัตวและเตาอบผลผลิตทางการเกษตร ดานการปองกันและรักษาสิ่งแวดลอม การนําเศษผักและเศษผลไมเหลือทิ้งในตลาดไปหมักในสภาวะไรออกซิเจนเพื่อผลิตกาซชีวภาพ นอกจากจะเปนการลดการสะสมของน้ําชะขยะจากผักและผลไมเหลือทิ้งแลว ยังมปีระโยชนอ่ืน ๆ เชน ลดการเนาเสียของแหลงน้ํา ลดเขมาจากการใชฟนหุงตมลดการตดัไมทําลายปา ดานเกษตรกรรม มูลสัตวที่ไดจากการหมกักาซชีวภาพสามารถนําไปใชเปนปุยไดดกีวามูลสัตวสด ทั้งนี้เนื่องจากในขณะที่มีการหมักนั้นจะมีการเปลี่ยนแปลงสารประกอบไนโตรเจนในมลูสัตวใหอยูในรปูที่พืชสามารถนําไปใชไดงายกวา และยงัมีคุณสมบัติที่ดีกวาปุยเคมีในการใชปรับปรุงดินเพื่อการเกษตร ใหมีสภาพทีด่ขีึ้นดวย ดานการผลิตกระแสไฟฟา ปจจุบันการใชกาซชีวภาพในประเทศไทย กําลังไดรับการพัฒนาถึงขั้นผลิตกระแสไฟฟา โดยบริษทั เอส พี เอ็ม อาหารสัตว จํากัด อําเภอปากทอ จังหวดัราชบุรี ซ่ึงผลิตกาซชีวภาพจากมูลสุกรเพื่อใชเปนเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟาในโครงการผลิตกระแสไฟฟารายยอยของการไฟฟาฝายผลิต กําลังการผลิต 60 กิโลวัตต

คุณสมบัติของกาซชีวภาพและคาพลังงานความรอนที่ไดสามารถเทียบเทาพลังงานเชื้อเพลิงอื่น ๆ ดังนี้ แสดงในตารางที่ 2.1 และ ตารางที่ 2.2 ตามลําดบั

55

ตารางที่ 2.1 คณุสมบัติของกาซชีวภาพ (ท่ี 0 องศาเซลเซียส ความดนั 1 บรรยากาศ) ปริมาณ CH4 65-70 % (v/v) ปริมาณ CO2 30-35 % (v/v) ปริมาณ H2S 75* ppm

คาความรอนทางต่ํา 24.48 เมกกะจูล/ลบ.ม. ความเร็วเปลวไฟ 25 ซม./วินาท ี

อุณหภูมิเผาไหมในอากาศ 650 องศาเซลเซียส ท่ีมา: กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน, 2552 ตารางที่ 2.2 ปริมาณพลงังานทดแทนตอเดือน (คิดจาก 21 วันทํางาน คิดเฉพาะขยะเศษอาหาร)

พลังงานทดแทน หนวย ปริมาณตอเดือน กาซหุงตม (LPG) น้ํามันเบนซิน น้ํามันดีเซล น้ํามันเตา ฟนไม ไฟฟา

กิโลกรัมตอเดอืน ลิตรตอเดือน ลิตรตอเดือน ลิตรตอเดือน

กิโลกรัมตอเดอืน กิโลวัตต-ช่ัวโมงตอเดือน

740.63 1,078.75 966.04 885.54

2,415.11 1,932.08

ท่ีมา: กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน, 2552 หมายเหตุ : กาซหุงตม (LPG) 0.46 กิโลกรัม/ลบ.ม.

น้ํามันเบนซิน 0.67 ลิตร/ลบ.ม. น้ํามันดีเซล 0.60 ลิตร/ลบ.ม. น้ํามันเตา 0.55 ลิตร/ลบ.ม. ฟนไม 1.50 กิโลกรัม/ลบ.ม. ไฟฟา 1.20 กิโลวัตต-ช่ัวโมง/ลบ.ม.

ประโยชนจากน้ําเสียขั้นหลงั น้ําเสียขั้นหลังเปนน้ําเสียที่ออกจากระบบผลิตกาซชีวภาพจะแบงออกเปนสองสวน สวนที่สามารถหมุนเวยีนกลับมาใชในกระบวนการเตรยีมเศษอาหารกอนเขาระบบผลิตกาซชีวภาพในขัน้ตอนการเตรยีมเพื่อลดตนทุนในการนําน้ํามาใชในสวนของการบดยอย

56

เศษอาหาร เนือ่งจากทุกครั้งที่มีการเตรียมเศษอาหารตองมีการผสมน้ําเพื่อนําไปเจือจางเศษอาหารที่ปอนเขาระบบถาหากใชน้ําดบิใหมทุกครั้งอาจจะทําใหส้ินเปลืองไดจึงตองมีการหมนุเวยีนน้ําที่ออกจากระบบมาใชรวมดวยเพื่อประหยดัน้ําดบิและเปนการเรงการทํางานของจุลินทรียที่มีในระบบใหเกิดเรว็ขึ้นเนื่องจากน้ําทีห่มนุเวยีนกลับมาใชยังมีจุลินทรยีที่ยังมีชีวิตอยูและพรอมที่จะเจริญเติบโตไดอยางตอเนือ่ง อีกสวนสามารถนํามาเปนน้ําปุยทีใ่ชรดน้ําตนไมและสนามหญาภายในบรษิัท โตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) ไดเนื่องจากน้ําที่ผานการหมกัมีธาตุอาหารที่เหมาะแกการเจริญเติบโตของพืชไดเพราะกระบวนการยอยสลายที่เกิดตามธรรมชาติของขยะเศษอาหาร และสามารถบํารุงตนไมใหสมบูรณไดเนื่องจากไมมีสารพิษสะสมในดิน ชวยในการรักษาสภาพหนาดินเนื่องจากถาใชปุยเคมีทําใหหนาดินแข็งตวัเมื่อใชในเวลานาน ๆ รวมถึงสามารถประหยดัเงินในสวนที่ซ้ือปุยเพื่อบํารุงตนไม รวมทั้งเปนไปตามนโยบายของทางบริษทัที่ใหสามารถนําของที่ไมใชแลวมาหมนุเวยีนใชใหเกิดประโยชน และสามารถรักษาสภาพแวดลอมไปไดดวยในเวลาเดยีวกัน 2.5 ขอมูลของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) 2.5.1 ขอมูลท่ัวไป (ขอมูล ป 2552)

ช่ือ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) เปดดําเนนิการ 13 มีนาคม 2550 พื้นที่ พื้นที่ทั้งหมด 760,000 ตร.ม.

พื้นที่โรงงาน 223,000 ตร.ม. มูลคาการลงทุน 15,000 ลานบาท กําลังการผลิต 100,000 คัน/ป การจางงาน 1,200 คน ประเภทธุรกิจ ผลิตและสงออกรถกระบะ ในโครงการ IMV โรงงานบานโพธิ์ เปนโรงงานประกอบรถยนตแหงที่ 3 ของโตโยตา ในประเทศไทย โดย

เร่ิมเปดสายการผลิตเมื่อวันที่ 12 มกราคม 2550 มีกําลังการผลิตในระยะแรก 100,000 คันตอป ทําการประกอบรถกระบะ ไฮลักซ เพื่อตลาดภายในประเทศและการสงออก เปนโรงงานที่ออกแบบมาเพื่อเปนมิตรกบัสิ่งแวดลอมโดยการนําเทคโนโลยีเพื่อส่ิงแวดลอมมาใช ผนวกกบัเทคโนโลยีการผลิตที่ทันสมัย อาจกลาวไดวา โรงงานบานโพธิ์ เปนโรงงานที่ทันสมัยที่สุดแหงหนึ่งในเอเชยี

57

โรงงานแหงความสมบูรณแบบเพื่อสิ่งแวดลอม (Ecological Factory) 1. การจัดการดานการอนุรักษพลังงาน ติดตั้งเครื่องกําเนดิไฟฟาชนิดพลังงานความรอนรวม

(Co-Generator) โดยการใชกาซธรรมชาติเปนเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟา รวมไปถึงการติดตั้งเซลลพลังงานแสงอาทิตย (Solar Cell) ที่อาคารสํานักงานเพื่อผลิตกระแสไฟฟาใชภายในสถานที่ทํางาน ซ่ึงจะสามารถลดปริมาณการปลอยกาซคารบอนไดออกไซดออกสูบรรยากาศไดกวา 8,500 ตันตอป ในสวนของกระบวนการผลิต การปมชิ้นสวน และการเชื่อมตัวถัง ไดติดตั้ง Servo motor และหุนยนต Servo Robot ซ่ึงชวยประหยดัพลังงาน ทําใหคุณภาพการเชื่อมตอดีขึ้น และยังสามารถลดสะเก็ดไฟ และควนัที่เกิดขึ้นจากกระบวนการเชื่อมไดอีกดวย

2. การจัดการดานมลภาวะทางอากาศ นําเทคโนโลยกีารผลิตขั้นสูงเพื่อลดผลกระทบตอส่ิงแวดลอม และการใชทรัพยากร โดยนําระบบการพนสีรถยนตที่ใชน้ําเปนตวัทําละลาย (Water-borne Paint) ที่มีคุณภาพดีกวาการใชสีผสมทินเนอร มีการนําหุนยนตมาใชในกระบวนการพนสเีพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการพนสี นอกจากนัน้ยังมีการตดิตัง้เตาเผาอุณภูมิสูง Regenerative Thermal Oxidizer Incinerator (RTO Incinerator) เพื่อลดปริมาณสารระเหยไฮโดรคารบอนและมลภาวะอากาศ ที่ปลอยออกสูบรรยากาศ

3. การจัดการมลภาวะดานขยะ ปจจุบัน โตโยตา สามารถนําขยะไปรีไซเคิลไดถึงกวา 80% นอกจากนั้นยังมีการลดปริมาณขยะทุกชนิดอยางตอเนื่องทุกป และยังมนีโยบายยกเลิกการนําขยะไปฝงกลบ หรือ Zero landfill ซ่ึงโรงงานโตโยตา บานโพธิ์ไดเร่ิมดําเนินโครงการ Zero landfill ตั้งแตเร่ิมตนการผลิต มีการติดตั้งเครื่องรีดน้ําจากกากตะกอนของระบบบําบัดน้าํทิ้ง หรือ Filter Press และจัดทําโรงตากตะกอนที่ใชความรอนจากแสงอาทิตย เพือ่ลดปริมาณกากตะกอนตางๆ ใหเหลือนอยที่สุดอีกดวย

4. ดานการจัดการมลภาวะทางน้ํา โรงงานบานโพธิ์ มีกระบวนการบาํบัดน้ําที่ใชแลวใหไดคุณภาพ โดยมีดัชนีคุณภาพน้ําทิ้งเขมงวดกวาคามาตรฐานตามที่กฎหมายกําหนดถึง 20% โดยกระบวนการบําบัดทางเคมี และกระบวนบําบัดทางชีวภาพ รวมถึงมีการติดตั้งระบบรีไซเคิลน้ําที่บําบัดแลวกลับมาใชในการผลิต และการอปุโภคในโรงงานอีกดวย ทัง้นี้ โตโยตา ยังมีการตรวจวัดคุณภาพน้ําทิ้งอยางตอเนื่องดวยระบบการตรวจวดัคา COD (Chemical Oxygen Online) แบบออนไลน ซ่ึงมีการทํางานตลอด 24 ช่ัวโมง รวมถึงการตรวจวเิคราะหน้ําทิ้งโดยหองปฏิบัติการวิเคราะหคุณภาพน้ําที่ผานการรับรอง และมีใบอนุญาตถูกตองตามกฎหมาย

58

นอกจากความรับผิดชอบตอส่ิงแวดลอมแลว โตโยตา มีเจตนารมยในฐานะองคกรที่ดีของสังคม โดยไดดําเนินกิจรรมสงเสริมสังคมอยางตอเนื่องมาโดยตลอด ทั้งในระดับชุมชนและระดับประเทศ ดังนั้นโรงงานบานโพธิ์ จะชวยให การกระตุนภาวะเศรษฐกิจของประเทศ จากการลงทุนและการสงออกรถยนตไปยังตางประเทศ ซ่ึงทั้งหมดนี้ เปนประโยชนตอภาพรวมของประเทศ ขณะเดียวกนั โตโยตา โรงงานบานโพธิ์ยังเอาใจใสและรับผิดชอบตอชุมชน อาทิ การสนับสนุนแหลงน้ําสะอาดเพื่ออุปโภค บริโภค กิจกรรมสาธารณประโยชนอ่ืนๆ แก วัด โรงเรียน และองคการบริหารสวนตําบล ในจังหวัดฉะเชิงเทรา อีกดวย 2.5.2 นโยบายดานสิง่แวดลอม

1. ปฏิบัติตามกฎหมายและมาตรฐานตาง ๆ ที่เกี่ยวของ พรอมทั้งมุงมั่นที่จะบรรลุวัตถุประสงค และเปาหมายดานสิ่งแวดลอมที่เขมงวดกวาเพื่อควบคุมมลภาวะมใิหเกดิขึ้น

• ลดการเกิดกาซ CO2

• ลดการใชทรัพยากรน้ํา • ลดการกอใหเกิดของเสีย • ลดการกอใหเกิดสารระเหยอินทรีย ( VOC ) • ไมมีการนําสารเคมีตองหามมาใชในกิจกรรมของ โรงงานโตโยตา บานโพธิ์

2. ทุมเทปรับปรุงและพัฒนาอยางตอเนื่อง เกี่ยวกับการทํางานดานสิ่งแวดลอม และการปองกันมลพิษ

3. เสริมสรางความเขาใจและใหความรูกับพนกังานทุกคนในการรับรูและทําความเขาใจพรอมทั้งหาสาเหตุของปญหาสิ่งแวดลอม เพื่อใหการปฏิบัตแิละการดําเนนิงานดานส่ิงแวดลอมบงัเกิดประสิทธภิาพสูงสุด

4. ส่ือสารกับชุมชนในทองถ่ิน และใหความรวมมอืที่ดีในกจิกรรมที่เกี่ยวกับการรักษาส่ิงแวดลอมในชุมชน

5. นโยบายสิ่งแวลอมโรงงานโตโยตา บานโพธิ์ สามารถเผยแพรสูสาธารณะได 2.5.3 กระบวนการผลิตแบบโตโยตา

กระบวนการผลิตแบบโตโยตา มี 5 ขั้นตอนหลัก โดยในแตละขั้นตอนจะตดิตั้งระบบและอุปกรณตางๆ ที่ทันสมัยเพือ่ลดมลพิษและของเสียในดานตางๆของการผลิต อาทิ มลพิษในอากาศ เสียงดัง น้ําเสยี เปนตน รวมถึงการจัดการของเสียทั้งของเหลวและของแข็งอยางเปนระบบ ดังนี ้

59

1. การปมขึ้นรปูชิ้นสวนตางๆของตัวถงัรถ (AO Line) ประกอบดวย ขั้นตอนการปมขึ้นรูป ตัดขอบ เจาะรู พับขอบ ปจจุบันโตโยตาใชระบบอัตโนมัติ ควบคุมดวยคอมพิวเตอรที่มีความเที่ยงตรงแมนยํา มาตรการดานสิ่งแวดลอม • ระบบควบคุมเสียง

ใชระบบปดโดยมีโครงสรางพิเศษสําหรับกันเสียงครอบเครื่องจักร การใชอุปกรณครอบหูปองกันเสียง

• ระบบควบคุมของเสีย น้ํามันที่ใชแลวจากการผลิตจะนําไปเปนเชื้อเพลิงในเตาปูนซีเมนต เศษโลหะชิ้นใหญจะนําไปปมขึ้นรูปอีกครั้งเพื่อทําเปนชิน้สวนชิ้นเล็ก เศษโลหะชิ้นเล็กจะนําสงโรงหลอมเพื่อนํากลับมาใชอีกครั้ง

2. การเชื่อมประกอบตัวถัง จะเริ่มจากการเชื่อมชิ้นงานยอยโดยพนักงาน หลังจากนัน้จึงใชหุนยนตเชื่อมสวนประกอบหลักเพื่อความแมนยําและไดมาตรฐานสูงสุด รวมทั้งลดการใชพลังงานและมลพิษดวย มาตรการดานสิ่งแวดลอม • ระบบควบคุมฝุนและไอระเหย

ใชตัวกรอง ดกัจับฝุนในกระบวนการเชื่อม Catalytic converter อุปกรณ Wet scrubber จะพนละอองน้าํเปนฝอย เพือ่จับไอระเหยตางๆ จากกระบวนการเชื่อม Catalytic converter แลวจึงนําไปบําบดัตอไป

มีกิจกรรมการลด Spatter จากการเชื่อม 3. กระบวนการพนสี เร่ิมจากการลางคราบน้ํามันและสิง่สกปรกบนพืน้ผิวตัวถัง จากนั้นจะ

นําไปชุบสีพื้นกันสนิมดวยประจุไฟฟา ระบบ Cation E.D.P แลวจึงเขาสูกระบวนการอุดตะเขบ็ปองกันการรั่วซึม พนสีรองพื้น และพนสีจริง มาตรการดานสิ่งแวดลอม • ระบบจัดการอากาศเสีย

ใชหุนยนตในการพนสีเพิ่มประสิทธิภาพและลดการสญูเสียสีไดถึง 80% ใชมานน้ําเพื่อจับฝุนสีจากกระบวนการพนสี ใชเตาเผา RTO เพื่อเผาไอระเหยไฮโดรคารบอนจากการพนสี ซ่ึงมีประสิทธิภาพ ลดไอระเหยไดถึง 95%

60

เปลี่ยนการใชสีผสมทินเนอร มาเปนสีที่ใชน้ําในการทําละลาย ซ่ึงจะลดมลพิษไดเปนอยางมาก

• ระบบจัดการน้ําเสีย โตโยตาใหความสําคัญกับระบบบําบัดน้ําเสียเปนอยางมาก โดยไดลงทุนติดตั้งระบบ

บําบัดน้ําเสียทีท่ันสมัยที่สุด มูลคากวา 100 ลานบาท โดยน้ําเสยีจากการผลิต และการใชเพื่ออุปโภคและบริโภคภายในโรงงานทั้งหมด จะถูกนําเขาบําบัดทั้งระบบเคมีและชีวภาพโดยน้ําที่บําบดัแลวจะถูกนํามาหมุนเวียนใชใหมภายในโรงงานเพื่อ

รดหลังคาเพื่อลดความรอนในพื้นที่ปฏิบัตงิาน รดน้ําตนไม เล้ียงปลาในบอ ใชสําหรับการชักโครกในหองน้ํา ลางพื้น ผสมสารเคมีในระบบบําบัดน้ําเสีย

กระบวนการบําบัดน้ําใชแลวใหไดคุณภาพตามมาตรฐาน น้ําที่ผานการใชงานจากกิจกรรมตางๆซึ่งจัดเปนน้ําใชแลวนั้น จะสามารถแบง

ออกไดเปน 2 ประเภท ดังนีค้อื น้ําใชแลวจากกระบวนการผลิต และ น้ําใชแลวจากการอุปโภคบริโภคโดยจะมวีิธีการบําบัดดังนี้ 1. น้ําใชแลวจากกระบวนการผลิต จะมีวธีิการบําบัดโดยการสงเขาสูกระบวนการ

บําบัดทางเคมี (Chemical Treatment System) ซ่ึงจะมกีารเติมสารเคมีบางชนิดที่จะทําปฏิกิริยากับสิ่งสกปรกตางๆ ที่ปะปนมากับน้าํใหเกดิการตกตะกอนและแยกตวัออกจากน้ําในรูปตะกอนของแข็ง จากนั้นน้ําใสที่ไดก็จะถูกสงไปบําบัดในกระบวนการบาํบัดทางชีวภาพตอไป

2. น้ําใชแลวจากการอุปโภคบริโภค จะถูกรวมเขากับน้ําใชแลวที่ผานกระบวนการบําบัดทางเคมีแลว จากนั้นจึงสงเขาสูกระบวนการบําบดัทางชีวภาพ (Biological Treatment System) โดยระบบที่ใชคือ "ระบบตะกอนเรง (Activated Sludge) " ซ่ึงจะเปนการใชจุลินทรียในการชวยยอยสลายสิ่งสกปรกทีป่ะปนมากับน้าํโดยน้ําที่ผานการบําบัดจากกระบวนการนี้จะมีคณุภาพตามที่มาตรฐานที่กําหนดใหสามารถระบายออกสูภายนอกได

61

นอกจากนั้นเรายังมีการนําน้าํกลับมาใชงานใหม โดยน้ําที่ผานกระบวนการบําบัดทางชีวภาพบางสวน จะถูกนํามาใชเปนน้ําตั้งตนเพื่อสงเขาสูกระบวนการ Recycle ซ่ึงใชระบบ RO (Reverse Osmosis) เพื่อนําน้ํากลับมาใชงานใหมอีกครั้งหนึ่งในกระบวนการผลิตซึ่งเปนการชวยลดการใชทรัพยากรน้ําหนทางหนึ่ง

หมายเหตุ : กากตะกอนจากกระบวนการบําบัดน้ําใชแลว จะถูกสงไปเผาทําลายในเตาปฏิกรณของโรงงานผลิตปูนซีเมนต ซ่ึงจะมีระบบควบคุมมลพิษอากาศที่ไดมาตรฐานตามที่กรมโรงงานอุตสาหกรรมกําหนด

4. การจัดการชิ้นสวนและอะไหลตางๆอยางเปนระบบ โดยการจัดหมวดหมู เพื่อใหงายตอการตรวจสอบ และสะดวกตอการนําไปประกอบตอไป มาตรการดานสิ่งแวดลอม • พลาสติกที่ขึ้นรูปเสียจะนํามาบดแลวนําไปหลอมกลับมาใชใหม • ระบบรวบรวมชิ้นสวนจากผูผลิตชิ้นสวนตางๆ คร้ังละมาก ๆ เพื่อลดจํานวนเทีย่วของ

การขนสงเขาสูโรงงานโตโยตา เพื่อประหยัดพลังงาน และลดกาซคารบอนไดออกไซดที่เกิดขึ้นจากการขนสง

5. การประกอบหองเครื่อง ระบบชวงลาง และภายในหองโดยสาร โดยตวัถังที่พนสีแลวจะถูกยกเคลื่อนมาตามสายพานเพือ่ประกอบเขากับระบบชวงลาง ประกอบเครื่องยนต และติดตั้งอุปกรณตางๆ ภายในหองโดยสาร มาตรการดานสิ่งแวดลอม • ระบบจัดการของเสีย

ขอความรวมมอืจากผูผลิตชิ้นสวน ใหใชวัสดุสําหรับหีบหอที่สามารถนํากลับมาใชใหมได เชน กลองพลาสติก ลดการใชโฟม และกระดาษ เปนตน

ระบบการกําจดัขยะโดยการแยกขยะอยางเปนระบบ

รูปท่ี 2.3 กระบวนการผลิตแบบโตโยตา ท่ีมา: บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด, 2552

62

2.6 งานวิจัยท่ีเกี่ยวของ อาริยา วิรัชวรกุล (2546: บทคัดยอ) การผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารโดยการยอยสลาย

ภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอนในระดับหองปฏิบัติการ ระบบประกอบดวยถังหมักกรด มีปริมาตรการหมัก 27.73 ลิตร และถังหมักกาซ มีปริมาตรการหมัก 52.83 ลิตร ซ่ึงถังปฏิกิริยาทั้งสองใบนี้มีการกวนผสมกันอยางสมบรูณดําเนนิระบบดวยสารละลายเศษอาหารที่มีคาของแข็งทั้งหมดประมาณ 4 เปอรเซ็นต (น้ําหนักตอปริมาตร) ที่ระยะเวลาเก็บกัก เทากบั 35 30 25 และ 20วัน คิดเปนอตัราการปอนสารอินทรเทากบั 5.77 6.39 8.30 และ 10.27 กรัม ซีโอดี/ลิตร.วัน ตามลําดับ ผลการศึกษาพบวาประสิทธิภาพการกําจดัซีโอดีมีคาอยูระหวาง 82.11-90.13 เปอรเซ็นต ประสิทธิภาพการกําจัดของแข็งทั้งหมดมคีาอยูระหวาง 75.29-84.34 เปอรเซ็นต ประสิทธิภาพการกําจัดของแข็งระเหยทั้งหมดมีคาอยูระหวาง 83.15-89.29 เปอรเซ็นต ประสิทธิภาพการกําจดัของแข็งแขวนลอย มีคาอยูระหวาง 61.75-83.93 เปอรเซ็นต โดยที่ระยะเวลาเก็บกัก 35 วัน อัตราการปอนสารอินทรีย 5.77 กรัม ซีโอดี/ลิตร.วัน มีประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีสูงที่สุด เทากับ 90.13 เปอรเซ็นต ปริมาณกาซชีวภาพทั้งหมดที่เกิดขึน้ 31.19 ลิตรตอวัน โดยมีองคประกอบของกาซมีเทนเปน 57.32เปอรเซ็นต สวนที่ระยะเวลาเก็บกัก 20 วัน อัตราการปอนสารอินทรีย 10.27 กรัม ซีโอดี/ลิตร.วัน มีประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีเทากับ 82.11 เปอรเซ็นต แตมีปริมาณกาซชีวภาพทั้งหมดที่เกิดขึน้สูงสุดคือ 54.35 ลิตรตอวัน และมีองคประกอบของกาซมีเทน เทากบั 61.26 เปอรเซ็นต วิลาวัลย ชาญณรงค (2549: บทคัดยอ) การศึกษาประสิทธิภาพการดําเนินการของระบบผลิตกาซชีวภาพจากการยอยสลายเศษอาหารภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบตามลําดับสองขั้นตอนในระดับ semi-pilot scale ประกอบไปดวยถังหมักกรดขนาด 250 ลิตร จํานวน 1 ถัง ปริมาตรการหมัก 180.2 ลิตร และถังหมักกาซมีเทนขนาด 1,000 ลิตร ปริมาตรการหมัก 881.44 ลิตร จํานวน 3 ถัง มีระยะเกบ็กักสารอินทรีย 25 วัน พจิารณาคาพารามิเตอรตางๆ เมื่อเพิ่มคาของแข็งทั้งหมดในสารละลายเศษอาหารที่เขาระบบจาก 4 เปน 5 และ 7 เปอรเซ็นต (น้าํหนักตอปริมาตร) ตามลําดับ พบวา ที่คาของแข็งทั้งหมดในสารละลายเศษอาหารที่เขาระบบ เทากบั 5 เปอรเซ็นต คิดเปนอัตราการปอนสารอินทรียเขาระบบเฉลี่ยเทากับ 4.21 กรัม ซีโอดีตอลิตร-วัน ปริมาณกาซมีเทนในองคประกอบของกาซทั้งหมดเฉลี่ยสูงสุดเทากับ 46.33 เปอรเซ็นต มีกาซชีวภาพเฉลี่ยเทากบั 1,355.80 ลิตรตอวัน ประสิทธิภาพการลดคาของแข็งทั้งหมดสูงสุดเทากับ 90.62 เปอรเซ็นต และประสิทธิภาพการลดของแข็งระเหยสูงสุดเทากับ 94.56 เปอรเซ็นต ผลจากการวิเคราะหความคุมคาทางดานเศรษฐศาสตรของโครงการ พบวา ไมมีความคุมคาทางดานเศรษฐศาสตร เนื่องจากการวดั

63

คาของการลงทุนที่อัตราคิดลดรอยละ 8 มีมูลคาปจจุบันสุทธินอยกวาศูนย แตอยางไรก็ตามระบบผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารของโรงอาหารคณะวิทยาศาสตร เปนโครงการที่สมควรลงทุน ถาลดจํานวนถังหมกักาซมีเทนใหเหลือเพียง 1 ถัง เพราะชวยลดปญหาสิง่แวดลอม และไดกาซชวีภาพเปนผลพลอยไดดวย ปยชน สังขกล่ินหอม (2545: บทคัดยอ) งานวิจยันี้ไดศกึษาการบําบัดและผลิตกาซชีวภาพจากขยะอาหารในถงัปฏิกรณแบบทอไหล ถังหมักมีปริมาตรใชงาน 12 ลิตร ภายในติดตั้ง Baffle ซ่ึงแบงถังหมักออกเปนหองหมักยอยๆ 20 หอง เพื่อปองกันการไหลลัดวงจรภายในถังหมัก โดยไดทําการศึกษาผลของการลดระยะเวลากําจัด (HRT) ความเขมขนของแข็ง (TS) ของขยะอาหารที่ปอนเขาสูถังหมัก และผลของ pH ที่ควบคมุที่ขาเขาของถังหมัก ตอประสิทธิภาพการบําบัดและผลิตกาซชีวภาพภายในถังปฏิกรณแบบทอไหล การศึกษาผลของการลด HRT จาก 20 วันเปน 10 วนั และ 7 วัน โดยใหปริมาณของแข็งในขยะอาหารที่ปอนเขาถังหมักอยูที่รอยละ 1 โดยมภีาระการปอนสารอินทรียที่ 0.75, 1.50 และ 2.15 kgCOD/m3.d ตามลําดับ พบวาที่ HRT 7-10 วัน มีประสิทธิภาพการผลิตกาซชีวภาพที่ดี คือมีการกําจัดซีโอดีรอยละ 80-90 มีประสิทธิภาพการผลิตกาซมีเทน 0.11-0.14 m3/kgCOD removed และอัตราการผลิตกาซชีวภาพ 0.25-0.50 v/v-d เกิดขั้นตอนการผลิตกรดอินทรีย(TVA) มีระยะทาง 1 ใน 3 ของความยาวถังหมัก โดยมีคา TVA สูงสุดในหองที่ 1 ของถังหมักคอื 4,000 mg/l สวนการศึกษาการเพิ่มความเขมขนของของแข็งของขยะอาหารที่ปอนเขาถังหมักจากรอยละ 2 เปนรอยละ 5 และ 10 พบวา เมื่อเพิ่มความเขมขนของของแข็งที่สูงกะทันหันจากปริมาณของแข็งรอยละ 5 เปนรอยละ 10 จะมีผลทําใหขั้นตอนการผลิตกรดและขั้นตอนการผลิตกาซมีเทนภายในถังหมักไมสมดุลกนั โดยเกดิการผลิตกรดอินทรียสูงมากจนจุลินทรียผลิตมีเทนไมสามารถรับได แตเมื่อทาํการเพิ่มความเขมขนของแข็งในขยะอาหารที่ปอนเขาสูทีละนอยที่รอยละ 2, 5 และ 7.5 พบวา ที่ความเขมขนของแข็งรอยละ 5 และ 7.5 มีประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีและการผลิตกาซมีเทนใกลเคียงกันคอืรอยละ 75-85 และ 0.10-0.11 m3/kgCOD removed ตามลําดับ โดยที่ความเขมขนของของแข็งรอยละ 7.5 มีอัตราการผลิตกาซมีเทนสูงสุดคือ 1.82 v/v.d และเกิดขั้นตอนการผลิตกรดอินทรียมีระยะทาง 1 ใน 3 ของความยาวถังหมกั โดยมีคา TVA สูงสุดในหองที่ 7 ของถังหมักคือ 10,000 mg/l สวนการศึกษาผลของการควบคุมคา pH ที่ขาเขาถังหมัก ที่ความเขมขนของของแข็งในขยะอาหารที่รอยละ 7.5 และ HRT 10 วัน พบวา เมื่อปรับคา pH ที่ขาเขาถังหมัก สูงขึ้นจากปกติที่ pH4.5 เปน 5.5 และ 6.5 ทําใหการยอยสลายสารอินทรียที่ตนถังหมักไปเปนกรดอินทรียสูงขึ้นจาก 10,000 mg/l เปน 22,000 และ 25,000 mg/l ตามลําดับ และประสิทธิภาพกาซมีเทนสูงขึ้นตามไปดวยจาก

64

0.11 m3/kg COD removed เปน 0.15 และ 0.22 m3/kg COD removed ตามลําดับ แตเมื่อปรับคา pH ที่ขาเขาถังหมักสูงขึ้นเปน 7.5 เกิดการผลิตกรดอินทรียสูงเกินกวาที่จุลินทรียในระบบสามารถรับได ทําใหประสิทธิภาพในการบาํบัดและผลิตกาซชีวภาพต่ําลง สภาวะทีเ่หมาะสมในการบําบัดและผลิตกาซชีวภาพจากขยะอาหารในงานวิจยันี้คือ อัตราการปอนที่ความเขมขนของของแข็งรอยละ 7.5 HRT 10 วนั และมีการควบคุม pH ที่ขาเขาถังหมักที่ pH 5.5 ซ่ึงจะมีอัตราการผลิตกาซชีวภาพ 2.52 v/v-d มีองคประกอบมีเทนในกาซชีวภาพรอยละ 60 และ ประสิทธิภาพการกําจัดในรูปซีโอดีรอยละ 70

ในการศึกษาการบําบัดขยะเศษอาหารพบวา ถังหมักแบบทอไหลมเีสถียรภาพการทํางานดีกวาถังหมักแบบขั้นตอนเดยีวและแบบสองขั้นตอน และจากการวิเคราะหทางดานการเงินเปรียบเทียบระหวางราคาเชือ้เพลิงอื่น และราคากาซชีวภาพจากระบบที่ทําการศึกษา คํานวณราคากาซชีวภาพได 1.48 บาท/ลบ.ม. (55.11 บาท/GJ) ซ่ึงมีราคาต่ําเมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงแหลงอื่นไดแก น้ํามันเตาเกรดซี กาซหุงตม น้ํามันดีเซล และน้าํมันเบนซิล มีราคา 215.36, 139.39, 363.54 และ 495.24 บาท/GJ ตามลําดับ ดังนัน้ระบบนี้จึงมีความนาลงทุนเนื่องจากมีตนทนุในการกําจดัขยะต่ํากวาตนทุนในการกําจดัแบบฝงกลบ และยังไดกาซชีวภาพซึ่งสามารถนํามาใชทดแทนพลังงานเชื้อเพลิงชนิดอื่นไดอีกดวย กฤษณา สวนจันทร (2549: บทคัดยอ) การศึกษาเรื่องการเปรียบเทยีบประสิทธิภาพการผลิตกาซชีวภาพจากน้ําเสียดวยระบบ Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) ของโรงงานแปงมันสําปะหลังกับโรงงานกระดาษมวีัตถุประสงคเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการผลิตกาซชีวภาพจากน้ําเสียดวยระบบ UASB ของโรงงานแปงมันสําปะหลังกับโรงงานกระดาษ เปรียบเทยีบการผลิตกาซชี วภาพจากน้ําเสียโรงงานแปงมันสําปะหลงักับโรงงานกระดาษทั้งในดานเทคนิค และเศรษฐศาสตร พรอมทั้งศึกษาปญหาอุปสรรค และเสนอแนวทางในพัฒนาระบบผลิตกาซชีวภาพจากน้ําเสี ยโรงงานแปงมันสําปะหลัง และโรงงานกระดาษ โดยใชวิธีการศึกษาในรปูแบบการวจิัยเอกสาร เก็บขอมูลจากการสอบถามและสัมภาษณผู ประกอบการโรงงานหรือผูดูแลรักษาระบบฯ ของทั้งโรงงานแปงมันสําปะหลังและโรงงานกระดาษนัน้ผลการศึกษาพบวา ระบบ UASB มิไดเปนระบบที่มีความเหมาะสมในการผลิตกาซชีวภาพจากน้ําเสียโรงงานอุตสาหกรรมทุกประเภท แตจะมีความเหมาะสมกับน้ําเสียจากโรงงานประเภทแปงและน้ําตาล ซ่ึงประสิทธิภาพของระบบ UASB นั้นขึ้นอยูกับปจจัยตาง ๆ ไดแกคา COD โดยคา COD ของน้ําเสียโรงงานแปงมันสําปะหลัง 14,500 mg/l สวนคา COD ของน้ําเสียโรงงานกระดาษ 2,000 mg/l ซ่ึงน้ําเสียที่มีคา COD สูงกวา จะมีสามารถผลิตกาซชีวภาพไดมากกวาซึ่งอัตราการเกิดในการผลิตกาซชีวภาพ (Gas yield) ของโรงงาน

65

แปงมันสําปะหลังอยูที่ประมาณ 0.5 - 0.7 ลบ.ม.กาซ/กก. COD Removal สวนของโรงงานกระดาษอยูที่ประมาณ 0.3-0.4 ลบ.ม.กาซ/กก. COD Removal และคาประสิทธิ ภาพในการกําจัด COD ของระบบฯ (COD Removal) ของโรงงานแปงมันสําปะหลังอยูที่ ประมาณรอยละ 90 สวนของโรงงานกระดาษอยูที่ประมาณรอยละ 80 สวนการเปรียบเทียบผลการวิเคราะหดานเศรษฐศาสตรและการเงิ นจะเห็ นไดวาทั้งสองโรงงาน ตางก็มี ผลตอบแทนการลงทุนในเกณฑ ดี และมีความเหมาะสมทีจ่ะลงทุนได โรงงานแปงมันสําปะหลังนั้นมคีวามเหมาะสมมากกวาเพราะผลิตกาซชีวภาพไดมากกวา และกาซชีวภาพที่ไดนําไปใชทดแทนน้ํามนัเตาทั้งหมด จึงทําใหระยะเวลาคืนทุนนอยกวาโรงงานกระดาษ ซ่ึงผลิตกาซชีวภาพไดนอยกวา และกาซชีวภาพที่ไดนําไปทดแทนเชื้อเพลิงขี้เล่ือยซ่ึงมีมูลคาต่ํากวาน้ํามันเตา และยังมีคาใชจายซึ่งเปนตนทุนมากกวา เชน คาเดินระบบฯ คาสารเคมี และคาพลังงานที่ตองใชในการบําบัดน้ําเสีย สวนปญหาอุปสรรค ในพัฒนาระบบผลิตกาซชีวภาพจากน้ําเสียโรงงานแปงมันสําปะหลงั และโรงงานกระดาษนั้น ไดแก ระบบ UASB มีความยุงยากในการ Start up มีความออนไหวตอสภาพแวดลอมและลักษณะสมบัติของน้ําเสีย เปนเหตใุหระบบฯ เกดิการลมเหลวราคาคากอสรางระบบสูง ในการออกแบบระบบไมสามารถรับน้ําเสียที่เกดิจากกระบวนการผลิตไดทั้งหมด ซ่ึงแนวทางในการพัฒนาระบบผลิตกาซชีวภาพใหมีประสิทธิภาพนั ้น ควรดําเนนิการศึกษาและพฒันารูปแบบของระบบผลิตกาซชีวภาพเพือ่ใหไดระบบฯ ที่มีความเหมาะสมกับสภาพ และชนิดของน้ําเสีย และนําขอดีของแตละระบบฯ มาประยกุตรวมกนั การปรับปรุงบอบําบัดน้ําเสียเดิมของโรงงานมาใชแทนการสรางถังปฏิกรณ เพื่อลดตนทุนในการกอสรางระบบฯ

อังสนา ทองอําไพ (2550: บทคัดยอ) โครงงานศึกษานี้เปนการศกึษาและรวบรวมขอมูลของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศของโรงงานกลั่นสุรา ที่ใชกากน้ําตาลเปนวัตถุดิบ รวมทัง้ศึกษาประสิทธิภาพของการผลิตกาซชีวภาพของโรงงาน 12 แหง ผลจากการศึกษา พบวา กลุมตัวอยางจํานวน 11 โรงงานที่ใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบยูเอเอสบี มีอัตราภาระอนิทรียอยูในชวง 1.0-3.8 กก.ซีโอดี/ลบ.ม./วนั ประสิทธิภาพการบําบัดอยูในชวงรอยละ 47-70 และมีโรงงานที่ใชระบบบําบัดน้าํเสียแบบถังยอยแบบสัมผัส จํานวน 1 โรงงาน มีอัตราภาระอินทรยี 2.3 กก.ซีโอดี/ลบ.ม./วัน ประสิทธิภาพการบําบดัรอยละ 46 จากการศึกษาประสิทธิการผลิตกาซชีวภาพ พบวา โรงงานทั้งหมดเดินระบบบําบัดน้ําเสียดวยคาอัตราภาระอินทรียต่ํากวาที่ออกแบบไวซ่ึงเทากับ 15 และ 5 กก.ซีโอดี/ลบ.ม./วัน สําหรับยูเอเอสบีและถังยอยแบบสัมผัสตามลําดับ เนื่องจากไมไดทําการเจือจางน้ําเสยีตามเงื่อนไขทีก่ําหนดไว ทําใหโรงงานที่ใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบยูเอเอสบี ผลิตกาซชีวภาพได 1,376 – 3,995 ลบ.ม./วัน เทียบกับที่ออกแบบไว 21,000 ลบ.ม./วัน สวนระบบบําบัดน้าํ

66

เสียแบบถังยอยแบบสัมผัส ผลิตกาซชีวภาพได 4,743 ลบ.ม./วัน เทยีบกับที่ออกแบบไว 10,780 ลบ.ม./วัน จากผลการดําเนินการดังกลาว ทําใหผูประกอบการสวนใหญขาดความเชื่อมั่นในศักยภาพของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศในการผลิตกาซชีวภาพ ดังนั้นแนวโนมการลงทุนในการผลิตกาซชีวภาพจะเกิดขึน้ไดอีก เมื่อโครงการตนแบบในการลงทุนสรางระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศเพื่อการผลิตกาซชีวภาพประสบความสําเร็จ โดยสามารถดําเนินการไดอยางมีประสิทธิภาพและสามารถกําหนดระยะเวลาคืนทุนได สุมนา มณีพทิักษ (2548: บทคัดยอ) การศึกษาประสทิธิภาพระบบบําบัดน้ําเสียฟารมสุกรแบบบอปรับสภาพตามธรรมชาติและแบบถังกรองไรอากาศ เพื่อศึกษาประสิทธิภาพในการบําบดัน้ําเสียในแตละขั้นตอนของการบําบัดและประสิทธิภาพโดยรวมของระบบบําบัดน้ําเสียแตละระบบโดยดําเนินการตรวจวดัคุณภาพน้ํา 5 พารามิเตอร ไดแก COD, BOD, TKN, SS และ pH ตามมาตรฐานคุณภาพน้ําทิ้งฟารมสุกร ผลของคุณภาพน้าํเสียจากฟารมสุกรที่ใชระบบบําบัดแบบถงักรองไรอากาศเทียบกับบอปรับสภาพตามธรรมชาติ โดยคาเฉลี่ย COD, BOD, TKN และ SS ของระบบบําบัดแบบถังกรองไรอากาศอยูในเกณฑมาตรฐาน ขณะที่ระบบบาํบัดแบบบอปรับสภาพตามธรรมชาติมีลักษณะเดยีวกัน ยกเวนคา SS ที่มีคาสูงกวามาตรฐานเล็กนอย เมื่อทําการทดสอบทางสถิติโดยทําการเปรียบระบบบําบัดแบบบอปรับสภาพตามธรรมชาติและแบบถังกรองไรอากาศ พบวา ประสิทธิภาพการบําบัด COD, BOD และ SS ไมมีความแตกตางกันทางสถิติ (p > 0.05) ในขณะที่คา TKN มีประสิทธิภาพการบําบดัแตกตางกันอยางมนีัยสําคัญทางสถิติ (p < 0.05) ทําการทดสอบการลดคาคุณภาพของน้ําแตละขัน้ตอนของการบําบัดพบวา ระบบบําบัดแบบถังกรองไรอากาศทุกบอของระบบมีการบําบัด BOD, TKN และ SS ไดอยางมีความแตกตางกันทางสถิติ (p<0.05) และมีการบําบัดน้ําเสียไดดีขึน้ ยกเวนบอ 5 ไปบอ 6 ที่บําบัด COD ได ไมมีความแตกตางกันทางสถิติ (p < 0.05) ในขณะที่ระบบบาํบัดแบบบอปรับสภาพตามธรรมชาติบอ 2 ไปบอ 3 คา COD, บอ 3 ไปบอ 4 คา COD BOD SS และบอ 4 ไปบอ 5 คา BOD เปนคาที่บอบําบัดน้ําเสียในแตละบอขางตนบําบัดไดไมมีความแตกตางกันทางสถิติ (p > 0.05) จากการเปรยีบเทียบคุณภาพน้ําทิ้งกับคามาตรฐาน พบวา การบําบัดน้าํทิ้งจากระบบบําบัดแบบถังกรองไรอากาศโดยเฉลี่ยไดตามเกณฑมาตรฐานทัง้หมดเชนเดียวกับระบบบําบัดแบบบอปรับสภาพตามธรรมชาติยกเวนคา SS ที่คาเกินกวาคามาตรฐานน้ําทิ้งเล็กนอย และเมื่อทดสอบทางสถิติโดยทําการเปรียบเทียบคาคุณภาพน้ําทิ้งในบอสุดทายของระบบบาํบัดแบบบอปรับสภาพตามธรรมชาติและแบบถังกรองไรอากาศ พบวา คา COD ไมมีความแตกตางกันทางสถิติ (p> 0.05) ในขณะที่คา BOD TKN และ SS มีคาเฉลี่ยน้ําทิ้งในบอสุดทายแตกตางกัน อยางมีนยัสําคัญทางสถิติ

67

(p<0.05) ผลที่ไดจากการวจิยัคร้ังนี้ พบวา คุณภาพน้ําทิ้งในบอสุดทายของระบบบําบัดแบบถังกรองไรอากาศมีการบําบัดคา BOD TKN และ SS ไดดกีวาระบบบําบัดแบบบอปรับสภาพตามธรรมชาติ ในขณะที่คุณภาพน้ําทิ้งในบอสุดทายของระบบบําบัดแบบบอปรับสภาพตามธรรมมีการบําบัดคา COD ไดดีกวาระบบบําบัดแบบถังกรองไรอากาศ จากการศึกษาวิจยัคร้ังนี้สามารถเปนแนวทางในการเลือกใชระบบบําบัดน้ําเสยีในฟารมสุกรได

วุฒิภณัฑ คุมมินทร (2544: บทคัดยอ) การศึกษาในครั้งนี้ไดทดลองผลิตกาซชีวภาพจากขยะเศษอาหารในถังหมักแบบชั้นกรองไรอากาศ 2 ขั้นตอน โดยมกีารวนน้ําหมักระหวาง 2 ถัง ถังใบที่ 1 บรรจุขยะเศษอาหารเพื่อผลิตกรดอินทรียและหมุนวนกรดอนิทรียและหมนุวนกรดอินทรียปอนเขาถังใบที่ 2 ซ่ึงมีการบรรจุตัวกลางพลาสติก (Bio-media) น้ําหมักที่ผานการยอยสลายจะถูกหมุนวนกลับเขาถังผลิตกรดในอัตรที่เทากนั ตามปริมาตรที่ตองการ เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงของขยะเศษอาหารและการผลิตกาซมเีทนที่อัตราการหมุนวนที่ตางกัน

ขยะเศษอาหารที่ใชในการทดลองเปนเศษอาหารจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยฯ มีศกัยภาพในการผลิตกาซมีเทน 0.345 m3/Kg.COD ประสิทธิภาพการยอยสลายในรูป COD 97% ระยะเวลาการหมัก 65 วัน การทดลองหมักในถังหมกั 2 ขั้นตอนปริมาตร 200 ลิตร พบวาขยะเศษอาหารในถงัผลิตกรดอินทรียเกิดการยอยสลายอยางรวดเร็ว ไดกรดอนิทรียเขมขนสูงสุด 19,340 mg/l คา COD 120,000 mg/l การหมุนวนเขาถังผลิตกาซมีเทนเปนชวงๆ เกิดการผลิตกาซมีเทนในอัตราที่ต่ําและไมสม่ําเสมอ คา TVA/COD ของกรดอินทรียมีคา 0.11 และถังผลิตกาซมีเทนมีคา 0.20 – 0.39 การหมุนวนน้ําหมกัเขาถังผลิตกาซมีเทนแบบตอเนื่อง ระบบสามารถรับภาระสารอินทรียและผลิตกาซมีเทนไดสูงกวา การปอนกรดอินทรียแบบเปนชวงๆ คา TVA/COD ของระบบมีคา 0.68 – 0.98 ที่อัตราการปอนอินทรีย 0.55 Kg.COD/ m3/day อัตราการผลิตกาซชีวภาพอยูที่ 70 – 160 ลิตรตอวัน เมื่อเพิ่มอัตราการปอนอินทรียเปน 1 – 2 Kg.COD/ m3/day อัตราการผลิตกาซชีวภาพเพิ่มขึ้นเปน 100 – 200 ลิตรตอวัน โดยมปีระสิทธิภาพการยอยสลาย COD 95 – 96 % และลดลงเปน 78 % เมื่อปอนสารอินทรียในอัตราที่สูงขึ้น ปริมาณกาซชีวภาพที่ไดเพิ่มขึ้น แตประสิทธิภาพการผลิตกาซมีเทนคงที่ที่ 24 m3/Kg.COD มีกาซมีเทน 56 – 60 % ประสิทธิภาพการผลิตกาซมีเทนสูงสุด 0.26 m3/Kg.COD ที่อัตราการหมนุวน 1.0 Kg.COD/ m3/day โดยประสิทธิภาพในการผลิตกาซมีเทนของระบบตลอดการทดลองมีคาเฉลี่ย 0.24 m3/Kg.COD คิดเปน 70 % ของศักยภาพในการผลิตกาซมีเทนของขยะเศษอาหาร และอัตรการเกดิการผลิตกาซชีวภาพโดยเฉลีย่ 120 ลิตรตอวัน

68

จากการทดลอง ขั้นตอนที่เปนขอจํากัดของระบบในการผลิตกาซชีวภาพจากขยะเศษอาหาร ดวยการหมกัแบบชั้นกรองไรอากาศ 2 ขั้นตอนรวมกับวิธีการหมุนวนน้ําหมกัคือ ขั้นตอนการเปลี่ยนกรดอนิทรียไปเปนกาซมีเทนของจุลินทรียในกลุมผลิตกาซมีเทน

ธิติกร บุญคุม (2543: บทคัดยอ) โครงการนี้เปนการศึกษาการผลิตแกสชีวภาพโดยใชอาหารที่ตางกนั เพื่อเปรียบเทียบปริมาณแกสชวีภาพและประสิทธิภาพในการบาํบัดของเสียในอาหารแตละชนิด อาหารที่ใชมี 3 ชนิด คือ เศษอาหารจากโรงอาหาร มูลสุกร และมูลไก โครงงานนี้ศึกษาการยอยสลายอาหารของอาหารที่มีปริมาณของแข็ง 4% (g/l) ในถังหมัก 2 แบบ คือ ถังหมักไรอากาศแบบสองเฟสชนิดอัตราการกําจดัต่ํา (ไมมีการกวน) ขนาดความจุถังกรด 1.22 ลิตร และถังแกส 4.30 ลิตร และถังหมักไรอากาศแบบธรรมดาชนิดอัตรากําจดัสูงปริมาตรความจุ 13.04 ลิตร ปริมาตรการหมัก 9.63 ลิตร โดยมีระยะเวลาการกักเก็บ (HRT) 30 วัน ปจจยัที่สําคัญคือคา COD pH และปริมาณแกสที่เกิดขึ้น

จากผลการศึกษาพบวา ในถังหมักไรอากาศแบบสองเฟสชนิดอัตราการกําจัดต่ํามีประสิทธิภาพในการกําจัดอนิทรียสารต่ําในทุกชนิดของอาหาร และปริมาณแกสในถังที่เติมดวยมลูสุกรเกิดขึ้นนอยมากในขณะที่อีกสองถังไมสามารถวัดปริมาณแกสได คา pH ของทั้งสองถังลดลง และจากการสังเกตพบวาถังหมักทั้งสามไมเปนถังหมักไรอากาศแบบสองเฟส เนื่องจากมีการไหลถึงกันของของเหลวในถังกรดและถังแกส จึงไมสามารถเก็บผลการทดลองไดจนหมดระยะเวลากกัเก็บ สวนผลการทดลองในถังหมักไรอากาศแบบธรรมดาชนิดอัตราการกําจัดสูงยังอยูระหวางการทดลอง

บทที่ 3

วิธีการศึกษา วิธีการศึกษาเรื่องการเปรียบเทียบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณีศกึษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จาํกัด (โรงงานบานโพธิ์) ในคร้ังนี้ ประกอบดวย

3.1 กรอบแนวคิดในการศึกษา 3.2 วิธีการศึกษา 3.3 การเก็บตวัอยาง และวิธีวิเคราะหเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมี และกายภาพ ของ

กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 3.4 การศึกษาคณุสมบัติทางเคมี และกายภาพ ของเศษอาหาร 3.5 วิธีการคํานวณปริมาณกาซชวีภาพ

3.1 กรอบแนวคดิในการศึกษา

คุณสมบัติที่เหมาะสมของกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ

การนํากากตะกอนน้ําเสียชีวภาพไปผลิตกาซชีวภาพ และนําขอมูลทุติยภูมิการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหาร เพือ่ศึกษาถึงผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทุนการผลิต และสิ่งแวดลอม

ขอสรุปการนําไปใชประโยชน ปญหา อุปสรรค และขอเสนอแนะ

เทคโนโลยีสะอาด โดยวิธีการ reuse and recycle

กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารที่นํามาใชประโยชนได โดยนํามาผลิตเปนกาซชีวภาพ

นําไปสู

70

3.2 วิธีการศึกษา 3.2.1 การเก็บรวบรวมขอมูล

3.2.1.1 การเก็บรวบรวมขอมูลทุติยภูมิจากเอกสาร หนังสือ วารสาร บทความ อินเตอรเน็ต งานวิจยัที่เกีย่วของ และขอมูลตางๆ ในการดําเนินงานและการผลิตกาซชีวภาพ

3.2.1.2 การเก็บรวบรวมขอมูลปฐมภูม ิ1) การตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมี และกายภาพของกากตะกอนน้ําเสยี

ชีวภาพทั้ง Main, Minor Components และ Heavy Metals 2) การคํานวณตนทุนการผลิต (การลงทุน และการลดคากําจัดกากตะกอน

น้ําเสียชีวภาพ) (ภาคผนวก ก) 3) การประเมินผลกระทบทางดานเทคนิค โดยเทยีบกับขอมูลทางเทคนิค

ของระบบการยอยสลายในสภาวะไรออกซเิจนแบบลําดับสองขั้นตอน 4) การประเมินผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอม

3.2.2 การวิเคราะหขอมูล 3.2.2.1 การวิเคราะหคณุสมบัติของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในการนํามาผลิต

เปนกาซชีวภาพเปรียบเทยีบกับเศษอาหาร ทางดานคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ และผลกระทบทางดานตนทุนการผลิต (การลงทุน และการลดคากําจัดกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ) ดานเทคนิค และดานสิ่งแวดลอมที่จะเกิดขึ้น

3.3 การเก็บตัวอยาง และวิธีวิเคราะหเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมี และกายภาพ

ของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ 3.3.1 การเก็บตัวอยาง

ทําการเก็บตวัอยางกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพโดยการเกบ็แบบจวง (Grab Sampling) จากบอ Return sludge ของระบบบําบัดน้ําเสียชีวภาพ โดยทําการตรวจสอบลักษณะทางกายภาพ อันไดแก สี กล่ิน และการตกตะกอนของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพโดยการสังเกตในขณะที่ทําการเก็บตัวอยางในภาคสนาม และสงตัวอยางไปตรวจวิเคราะหคาดัชนีตางๆ ที่หองปฏิบัติการของกลุมงาน

71

พัฒนาระบบตรวจสอบคุณภาพดินและน้ํา กลุมวิจยัเกษตรเคมี สํานักวิจยัปจจยัการผลิตทางการเกษตร กรมวิชาการเกษตร

รูปท่ี 3.1 การเก็บตัวอยางกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพ

3.3.2 วิธีวิเคราะห โดยทําการวิเคราะหตวัอยางกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพโดยใชวิธีการวิเคราะห

ดังเชนตวัอยางดิน ดังนี ้3.3.2.1 คาความเปนกรด-ดางของกากตะกอน (1:5 H2O)

ทําโดยชั่งกากตะกอน 10 กรัม ใสหลอดหมุนเหวีย่ง (centrifuge tube) ขนาด 125 มิลลิลิตร เติมน้ําไรไอออน 50 มิลลิลิตร เขยา 1 ช่ัวโมง วางทิ้งไวใหกากตะกอนตกตะกอนประมาณ 5 นาที แลววัดคา pH ของสารละลายกากตะกอน ดวยเครื่อง pH meter

3.3.2.2 ปริมาณอินทรยีวัตถุและอินทรียคารบอน (Walkiey Black method) ทําโดยการชั่งดิน 1 กรัม ใสขวดรูปชมพูขนาด 250 มิลลิลิตร

เติมสารละลาย 1.0 N K2Cr2O7 10 มิลลิลิตร และกรด H2SO4 เขมขน 15 มิลลิลิตร เขยาวางทิ้งไว 30 นาที จากนั้น เติมน้ําไรไอออนประมาณ 75 มิลลิลิตร หยด indicator (ferroin) ลงไป 3-4 หยด จากนั้นทําการไทเทรต K2Cr2O7 ที่เหลือจากการทําปฏิกริิยาดวยสารละลาย ammonium ferrous sulphate จนกระทั่งสีของสารแขวนลอยคอยๆ เปลี่ยนเปนสี

72

น้ําตาลปนแดง แลวคํานวณหาปริมาณอินทรียคารบอนและอินทรยีวัตถุในกากตะกอน

3.3.2.3 ปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด (Kjeldahl method) ทําโดยชั่งกากตะกอน 1 กรัม ใสในหลอดหยด ขนาด 100

มิลลิลิตร เติมกรดยอย (salicylic acid 25% ใน conc. H2SO4 ) 4 มิลลิลิตร เขยาใหเขากนัดี วางทิ้งไวใหดนิตกตะกอนประมาณ 2 ช่ัวโมง เติม Na2S2O35H2O ประมาณ 0.5 กรัม เขยาใหเขากันแลวนําไปใหความรอนบนเตายอยจนเกิดควันสขีาวจึงนําหลอดยอยมาวางใหเยน็ลง แลวเติม catalyst (1.5 g K2SO4 + 0.0075 g Se) 1 เม็ด จากนัน้ทําการยอยจนไดสารละลายใสและกากตะกอนเปนสีขาว วางไวใหอุณหภูมิลงลดเทากับอุณหภมูิหองแลวนําหลอดตอเขากบัเครื่องกล่ันเติม 4% NaOH ลงไป 50 มิลลิลิตรซึ่งบรรจุสารละลาย H3BO3 indicator 25 มิลลิลิตร เพื่อจับ NH3 ที่ไดจากการกลั่น สารละลายจะเปลี่ยนเปนสีเขยีวนําไปไทเทรตดวย 0.05 NH2SO4 จนสารละลายเปลี่ยนเปนสีชมพู ทํา blank ตามขั้นตอนเดยีวกนัโดยไมมีตวัอยางดิน แลวคํานวณหาปริมาณไนโตรเจนในกากตะกอน

3.3.2.4 % ความชื้น นําตัวอยางดังกลาวมาชั่งน้ําหนักและนําไปอบในตูอบทีอุ่ณหภูมิ

105 องศาเซลเซียส 1 วนั (24 ช่ัวโมง) รุงเชาเมื่อนํากากตะกอนออกจากตูอบและนําไปชั่งน้ําหนกั จะพบวาน้ําหนกัของดนิหายไป ซ่ึงน้ําหนักดังกลาวเปนน้าํหนักของน้ําที่อยูในชองวางในดินและน้ําสวนที่เกาะยดึติดกับเม็ดดนิและทําการวิเคราะหตัวอยางกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพโดยใชวิธีการวิเคราะหตัวอยางน้ํา โดยอางอิงกบั STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND WASTEWATER 21st EDITION (2005) ดังนี ้

3.3.2.5 การวิเคราะหคาซีโอดี หรือ Chemical Oxygen Demand (COD) โดยวิธีกล่ันแบบปด (Closed Reflux Method) (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 7-31-7-36)

การวิเคราะหหาคาซีโอดี เปนการวดัความสกปรกของน้ําเสีย โดยคิดเปรียบเทยีบในรูปของปริมาณออกซิเจนที่ตองการใชในการออกซิไดส

73

สารอินทรีย โดยใชสารเคมซ่ึีงมีอํานาจในการออกซิไดซสูงในสารละลายที่เปนกรด การหาซีโอดี ใชวิธี Open Reflux Method

นําตัวอยางมาใสหลอดยอยสลาย (Digestion vessel) เติมสารละลายมาตรฐาน Potassium Dichromate เพื่อใชในการยอยสลาย เทกรด Sulfuric สําหรับซีโอดีใหไหลลงกนหลอดแกว เพื่อใหช้ันของกรดอยูใตช้ันตวัอยางน้ํา และน้ํายายอยสลาย ปดจุกหลอดแกวใหแนนแลวคว่ําหลอดแกวไปมาหลายๆครั้ง เพื่อผสมใหเขากันอยางทั่วถึง จากนัน้นําหลอดทดลองไปใสเครื่องยอยสลาย (Block Digester) ซ่ึงทําใหรอนถึงอุณหภูมิ 150 0C กอนใชเวลารีฟลักซ 2 ชม. แลวทิ้งใหเย็นถึงอุณหภูมหิองจากนั้นเทสารละลายดังกลาวลงใน Flask หยด Ferroine Indicator ประมาณ 1-2 หยด ไทเทรตกับสารละลายมาตรฐาน Ferrous Ammonium Sulfate ความเขมขน 0.1 โมลาร จุดยุติ คือ เปลี่ยนจากสีฟาอมเขียวเปนน้ําตาลแดง

3.3.2.6 การวิเคราะหของแข็งแขวนลอย หรือ Suspended Solids (SS) (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 7-19)

สารแขวนลอยหรือ เอสเอส หมายถึงปริมาณของแข็งแขวนลอยที่สามารถกรองไดดวยกระดาษกรองใยแกว (“Whatman” GF/C) และอบกระดาษกรองใหแหงที่อุณหภูมิ 103-1050C. (Dried at 103 – 105 องศาเซลเซียส) เอสเอส มีหนวยเปน มก./ล.

โดยการนํากระดาษกรองที่ช่ังน้ําหนกัแลว มากรองตัวอยางตะกอน โดยใช Vacuum Pump ชวยกรอง กรองน้ําจนแหง แลวลางดวยน้ํากลั่นปริมาตร 100 มิลลิลิตร เมื่อแหงแลวนําไปอบที่ตูอบ 103 องศาเซลเซียส 1 ชม. นําไปใสตูดูดความชืน้ 30 นาที ช่ังน้ําหนักกระดาษกรองรวมกับของแข็งแขวนลอย แลวนําคาที่ไดมาหักลบออกจากน้ําหนักกระดาษกรองที่ช่ังน้ําหนกัแลว ก็จะไดคาของ SS

3.3.2.7 การวิเคราะหของแข็งทั้งหมด หรือ Total Solids (TS) (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 7-17-7-19)

ทีเอส หมายถงึปริมาณสารที่เหลืออยูในภาชนะหลักจากระเหยน้ําออกจากตวัอยางน้ําจนหมด แลวนําไปอบที่อุณหภูม ิ 103-105 องศาเซลเซียส (Dried at 103 – 105 องศาเซลเซียส) จนน้ําหนักคงที่ ปลอยให

74

เย็นในโถทําแหง แลวช่ังหาน้ําหนกัของของแข็งในภาชนะนัน้ ก็จะไดปริมาณของของแข็งหรือสารทั้งหมด มีหนวยเปน มก./ล.

นําตัวอยางตะกอนมาระเหยใหแหงใน Water Bath ที่ควบคุมอุณหภูมิ 103 องศาเซลเซียส แลวนําไปอบในตูอบที่อุณหภูมิ 103 องศาเซลเซียส 1 ชม. ทําใหเย็นในตูดูดความชืน้ ประมาณ 30 นาทีแลวนําไปช่ังน้ําหนกั

3.3.2.8 Volatile Solids (VS) (กรมโรงงานอุตสาหกรรม, 2548: 7-19) ของแข็งระเหยงาย หรือ วเีอส หมายถึง ปริมาณของที่สลาย

กลายเปนไอไปไดที่อุณหภูม ิ 550±50 องศาเซลเซียส สวนใหญเปนสารอินทรยี มีหนวยเปน มก./ล. วิเคราะหหาไดโดยการนําตัวอยางของการวิเคราะหหาคา TS แลวไปทําการเผาที่อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส จากนั้นนําไปชั่งน้ําหนกั น้ําหนักทีห่ายไปก็คือของแข็งระเหยงาย

3.4 การศึกษาขอมูลของเศษอาหารทางเคมีและทางกายภาพ (วุฒิภณัฑ คุมมินทร, 2544)

คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของเศษอาหาร จะอางอิงจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี ที่ใชในการ Start up ระบบ และศึกษาศักยภาพ ดังแสดงในตารางที่ 3.1 ซ่ึงผูวิจัยไดนําขอมูลทุติยภูมินี้มาเปรียบเทียบกับกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในการผลิตกาซชีวภาพในโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อจัดการของเสียเศษอาหารจากโรงแรมและสถานประกอบการตางๆ (สําหรับสถานประกอบการ) ของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์)

75

ตารางที่ 3.1 องคประกอบของขยะเศษอาหารจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี ที่ใชในการ Start up ระบบและศกึษาการผลิตกาซชีวภาพ

ตัวแปรที่ทําการวิเคราะห หนวย ผลการวิเคราะห Moisture

Total Solid (TS) Volatile Solid (VS)

Ash Carbon (C)

pH Total COD

Soluble COD

% wt. % wt.

% wt. (as TS) % wt. (as TS) % wt. (as VS)

- mg/l mg/l

79.07 20.93 91.53 8.47 50.85 3.50

227,060 87,030

หมายเหต ุ : เปนคาฉลี่ยจากการเก็บตวัอยางระหวางเวลา 13.00-14.00 น. วันจนัทร-ศุกร เปนระยะเวลา 10 วัน ท่ีมา : วุฒภิัณฑ คุมรินทร, 2544: 46 3.5 วิธีการคํานวณปริมาณกาซชีวภาพ

โดยอางถึงการออกแบบการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหาร และกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ของโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อจัดการของเสียเศษอาหารจากโรงแรมและสถานประกอบการตางๆ (สําหรับสถานประกอบการ) ของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) ดังภาคผนวก ก.

บทที่ 4

ผลการศึกษา ในการศึกษาเปรียบเทียบคณุภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณีศึกษา บริษทัโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) ในครั้งนี้ ไดทําการเปรียบเทียบปริมาณกาซชีวภาพ โดยทําการเปรียบเทียบ

1. กากตะกอนจากการบําบัดน้ําเสียชีวภาพ 2. เศษอาหาร (วุฒิภณัฑ คุมรินทร, 2544) โดยที่ผลของการศึกษาจะไดมาจากการวิเคราะหตรวจสอบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสีย

ชีวภาพ โดยหองปฏิบัติการ และขอมูลจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี ที่ใชในการ Start up ระบบ และศึกษาการผลิตกาซชีวภาพ (วุฒิภณัฑ คุมรินทร, 2544) ซ่ึงผูวิจัยไดนําขอมูลทุติยภูมนิี้มาเปรียบเทยีบกับกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อการจัดการของเสียเศษอาหารสําหรับสถานประกอบการ ของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จาํกัด (โรงงานบานโพธิ์) ซ่ึงไดผลของการศึกษา ดังนี ้

4.1 คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารที่

สามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพโดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน 4.1.1 คุณสมบัติทางเคมี

4.1.1.1 กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพโดยสงตัวอยางไปตรวจวเิคราะหคาดัชนีตางๆ ที่หองปฏิบัติการของ กลุมงานพัฒนาระบบตรวจสอบคุณภาพดนิและน้าํ กลุมวิจยัเกษตรเคมี สํานักวจิัยปจจัยการผลิตทางการเกษตร กรมวิชาการเกษตร ที่ปริมาณ 1.30 m3/day ซ่ึงไดผลการวิเคราะหดังนี ้

77

1. Moisture 2. Total Solid (TS) 3. Volatile Solid (VS) 4. Carbon (C) 5. Nitrogen (N) 6. Chemical Oxygen demand (COD) 7. pH

= = = = = = =

15.74 % wt. 0.625 % wt. 0.566 % wt. 17.05 % wt. 1.47 % wt. 5,230 mg/l 6.94

4.1.1.2 เศษอาหาร ซ่ึงเปนขอมูลทุติยภูมจิากงานวิจยัของวุฒภิัณฑ คุมรินทร (2544)

เกี่ยวกับการนาํเศษอาหารมาผลิตกาซจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบรีุ ที่ใชในการ Start up ระบบ และศึกษาการผลิตกาซชีวภาพ ซ่ึงผูวิจัยไดนําขอมูลทุติยภูมินี้มาเปรียบเทียบกับกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพือ่การจัดการของเสียเศษอาหารสําหรับสถานประกอบการ ของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) เปนตวัแทนคุณสมบัตทิางเคมี ของเศษอาหารที่ใชในการผลิตกาซชีวภาพ ที่ปริมาณ 500 kg/day

1. Moisture 2. Total Solid (TS) 3. Volatile Solid (VS) 4. Ash 5. Carbon (C) 6. pH 7. Chemical Oxygen demand (COD)

= = = = = = =

79.04 % wt. 20.93 % wt. 91.53 % wt. 8.47 % wt. 50.85 % wt. 35 227,060 mg/l

78

ตารางที่ 4.1 การเปรียบเทยีบคุณสมบัติทางเคมีของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร (วฒุิภัณฑ คุมรินทร, 2544)

รายการ กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ เศษอาหาร 1. Moisture 2. Total Solid (TS) 3. Volatile Solid (VS) 4. Chemical Oxygen demand (COD) 5. pH

15.74 % wt. 0.625 % wt. 0.566 % wt. 5,230 mg/l

6.94

79.04 % wt. 20.93 % wt. 91.53 % wt.

227,060 mg/l 3.50

หมายเหตุ: ขอมูลของเศษอาหารจากโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพือ่จัดการของเสียเศษอาหารจากโรงแรมและสถานประกอบการตางๆ (สําหรับสถานประกอบการ) ของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จาํกัด (โรงงานบานโพธิ์) จากตารางที่ 4.1 การเปรียบเทียบคุณสมบตัิทางเคมีของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร (วุฒภิณัฑ คุมรินทร, 2544) พบวา เศษอาหารที่ใชในการศึกษาเปนเศษอาหารเหลือจากการรับประทานและที่เหลือจากการประกอบอาหารจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี องคประกอบสวนใหญเปนขาว เสนกวยเตีย๋ว ผัก เศษเนื้อ และน้ําแกง ซ่ึงลวนเปนสารอินทรียที่สามารถถูกยอยสลายได นอกจากนีย้ังประกอบดวย กระดูก และกางปลา ซ่ึงอาจเปนสวนที่ยอยสลายไดชาและไมถูกยอยสลาย จากการวเิคราะหทางเคมีพบวา ขยะเศษอาหารที่มีความชื้นสูงมากกวา 75% และคา pH อยูที่ 3.50 ทั้งนี้อาจเปนผลจากในขยะเศษอาหารที่เก็บรวบรวมนั้นมีน้ําจากการลางถวยชามบางสวนรวมอยูดวยนอกเหนอืจากน้ําแกงและน้ํากวยเตีย๋ว และผลจากการที่เศษอาหารถูกเก็บรวบรวมในถังเพื่อรอการนําไปกาํจัดนานเปนวนัหรือมากกวา ทําใหเศษอาหารบางสวนเกิดการยอยสลายโดยจุลินทรีย Fermentative bacteria ทําใหกรดออกมา สงผลให pH มีคาคอนขางต่ํา (วุฒภิัณฑ คุมรินทร, 2544: 42)

79

4.1.2 คุณสมบัติทางกายภาพ 4.1.2.1 กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ

กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ มลัีกษณะตะกอนสีน้ําตาลเขม มีลักษณะคลายกับโคลนดิน ไมจับตัวเปนกอน ไมมีกล่ินเหม็น ตกตะกอนไดงายเมื่อทิ้งไว

รูปท่ี 4.1 กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ

4.1.2.2 เศษอาหาร (วฒุิภัณฑ คุมรินทร , 2544)

เศษอาหารจากการจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี ที่ใชในการ Start up ระบบ และศึกษาการผลติกาซชีวภาพ (วุฒิภณัฑ คุมรินทร, 2544) ซ่ึงผูวิจัยไดนําขอมูลทุติยภูมินี้มาเปรยีบเทียบกับกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อการจัดการของเสียเศษอาหารสําหรับสถานประกอบการ ของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) จากตารางที่ 4.1 การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางเคมีของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร (วุฒภิัณฑ คุมรินทร, 2544) พบวา Moisture Total Solid (TS) Volatile Solid (VS) และ Chemical Oxygen demand (COD) มีคาสูงกวาของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ เนื่องมาจากองคประกอบสวนใหญ เปนสารอินทรียที่ยอยสลายได และมีน้ําจากการลางถวยชามรวมอยูดวยทําใหมีความชื้นสูง ในขณะที่กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพมีปริมาณสารอินทรียที่ยอยสลายไดนอยเนื่องจากถูกยอยสลายไปแลวในระบบบําบัดน้ําเสยีชีวภาพ และความชื้นต่ํากวาเนื่องจากตวัอยางกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพเกบ็มาจากบอ Return sludge ที่มีความชื้นไมสูงมากนัก และ pH ของเศษอาหารจะต่าํกวาของกากตะกอนน้ําเสีย

80

ชีวภาพเนื่องจากเศษอาหารมีการสะสมในถังนานแลวเกิดสภาวะเปนกรดในขณะที่กากตะกอนน้ําเสียผานกระบวนการยอยจนกระทัง่มาถึงบอ Return sludge มีการปรับสภาพกลายเปนกลางแลว

จากการเปรยีบเทียบสมบัติทางกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหาร(วุฒภิัณฑ คุมรินทร, 2544) พบวากากตะกอนน้ําเสียชีวภาพมีลักษณะตะกอนสีน้ําตาลเขม มีลักษณะคลายโคลนดิน ไมจบัตัวเปนกอน ไมมีกล่ินเหมน็ ตกตะกอนไดงายเมื่อทิ้งไว สวนเศษอาหาร (วุฒิภณัฑ คุมรินทร, 2544) ประกอบไปดวย ขาว เสนกวยเตีย๋ว ผัก สารอินทรียที่ยอยสลายได และมีน้ําจากการลางถวยชามรวมอยูดวยและคาดวานาจะมกีล่ินเหม็นบูดเนื่องจากเก็บไวเพื่อรอกําจดันานเปนวนัทําใหเกดิกรดขึ้น (วุฒภิัณฑ คุมรินทร, 2544: 42)

4.2 ปริมาณกาซชีวภาพที่ไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารโดยการคํานวณ 4.2.1 ปริมาณกาซทีไ่ดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ที่ปริมาณ 1.30 m3/day จะไดกาซ

ชีวภาพ 0.68 m3/day (วิธีการคํานวณดังแสดงในภาคผนวก ก) 4.2.2 ปริมาณกาซทีไ่ดจากเศษอาหาร (วุฒิภณัฑ คุมรินทร, 2544) ที่ปริมาณ 500 kg/day จะ

ไดกาซชีวภาพ 76.67 m3/day (วิธีการคํานวณดังแสดงในภาคผนวก ก) จากการเปรยีบเทียบปริมาณกาซชีวภาพ พบวา ปริมาณกาซชีวภาพทีผ่ลิตจากเศษอาหาร

(วุฒภิัณฑ คุมรินทร, 2544) มีปริมาณมากกวากาซชวีภาพที่ผลิตจากกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพ หมายเหต:ุ ปริมาณเศษอาหาร (วุฒิภณัฑ คมุรินทร, 2544) ที่ปริมาณ 500 kg/day เมื่อเขาสูระบบผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารที ่ Feed Tank Design จะมีปริมาตรเปน 1.3 m3/day (ดังแสดงในภาคผนวก ก) ซ่ึงเทียบกับปรมิาณของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพที่เขาสูระบบผลิตกาซชีวภาพ 4.3 ผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทุนการผลิต และสิง่แวดลอมจากการใชกากตะกอนน้ํา

เสียชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ 4.3.1 ผลกระทบทางดานเทคนิค

4.3.1.1 กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ใชวิธีการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะตอนน้ําเสียชีวภาพดวยกระบวนการ

หมักแบบหนึ่งขั้นตอน เนื่องจากเปนกากตะกอนที่มกีารยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนสารอินทรียโมเลกุลเล็กดวยจุลินทรยีในระบบบําบดัน้ําเสียทางชีวภาพแลว จึงเริ่มเขามายังถังหมักเพื่อผลิตกาซมีเทน ซ่ึงเปนขั้นตอนที่ยอย

81

สลายใหเกดิกาซชีวภาพภายในถังปฏิกรณที่มีการกวนสมบูรณ (Continuous Stirred-Tank Reactor : CSTR) ระยะเวลากักเก็บ

ระยะเวลาการกักเก็บของถังหมักกาซมีเทน 20.36 วัน ประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพกําจัด COD ของระบบโดยรวม ประมาณ 90 % ประสิทธิภาพกําจัด VS ของระบบโดยรวม ประมาณ 90 % อัตราการผลิตกาซชีวภาพ เทากับ 0.10 ลบ.ม./กก.ของ COD added หรือ

0.09 ลบ.ม./กก.ของ TVS added

82

รูปที่ 4.2 ระบบการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนบําบดัน้ําเสียชีวภาพ ที่มา: บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์), 2552: 33

83

4.3.1.2 เศษอาหาร (วฒุิภัณฑ คุมรินทร, 2544) ใชวิธีการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารดวยกระบวนการหมักแบบสอง

ขั้นตอน คือ ขั้นตอนแรกเปนการยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนสารอินทรียโมเลกุลเล็กดวยจลิุนทรียในระบบ ภายในถังปฏิกรณที่มีการกวนสมบูรณ (Continuous Stirred-Tank Reactor : CSTR) และขั้นตอนที่สองเปนการยอยสลายใหเกิดกาซภายในถังปฏิกรณที่มีการกวนสมบูรณ (Continuous Stirred-Tank Reactor : CSTR) โดยที่ทั้งสองถังวางตอกันแบบอนุกรม ระยะเวลากักเก็บ

ระยะเวลาการกักเก็บของถังหมักกรด 3.06 วัน ระยะเวลาการกักเก็บของถังหมักมีเทน 20.38 วัน

ประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพกําจัด COD ของระบบโดยรวม ประมาณ 97 % ประสิทธิภาพกําจัด VS ของระบบโดยรวม ประมาณ 93 % อัตราการผลิตกาซชีวภาพ เทากับ 0.27 ลบ.ม./กก.ของ COD added หรือ

0.65 ลบ.ม./กก.ของ TVS added หรือ 151.98 ลบ.ม./ตันเศษอาหารเขาระบบ

84

รูปที่ 4.3 ระบบการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหาร ที่มา: บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์), 2552: 34

85

ตารางที่ 4.2 การเปรียบเทียบผลกระทบทางดานเทคนิคของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร

รายการ กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ เศษอาหาร 1. ระยะเวลาการกักเก็บของถังหมักกรด 2. ระยะเวลาการกักเก็บของถังหมักมีเทน 3. ประสิทธิภาพกําจัด COD ของระบบโดยรวม 4. ประสิทธิภาพกําจัด VS ของระบบโดยรวม 5. อัตราการผลิตกาซชีวภาพ

- 20.36 วัน

ประมาณ 90%

ประมาณ 90 %

0.10 ลบ.ม./กก.ของ COD added หรือ

0.09 ลบ.ม./กก.ของ TVS added หรือ

-

3.06 วัน 20.38 วัน

ประมาณ 97 %

ประมาณ 93 %

0.27 ลบ.ม./กก.ของ COD added หรือ

0.65 ลบ.ม./กก.ของ TVS added หรือ

151.98 ลบ.ม./ตัน เศษอาหารเขาระบบ

จากการเปรยีบเทียบผลกระทบทางดานเทคนิคของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร

(วุฒภิัณฑ คุมรินทร, 2544) พบวา กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ไมตองมีเวลาการกกัเก็บของถังหมักกรด เนือ่งจากสารอินทรียถูกยอยสลายแลวในระบบบําบัดน้ําเสยีชีวภาพจึงใชวิธีการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพดวยกระบวนการหมักแบบหนึ่งขัน้ตอนจึงเขาสูถังหมักเพื่อผลิตกาซมีเทนเลย ในขณะทีเ่ศษอาหารตองใชวธีิการผลติกาซชีวภาพจากเศษอาหารดวยกระบวนการหมักแบบสองขั้นตอนซึ่งตองมีระยะเวลาในการกักเก็บของถังหมักกรดเพื่อยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนโมเลกุลเล็กทําใหระยะเวลาเพิ่มขึ้นอีก 3.06 วัน กอนเขาสูขั้นตอนที่สองเพื่อผลิตกาซมีเทน และพบวา ประสิทธิภาพกําจดั COD และ VS ของระบบโดยรวมของเศษอาหารสูงกวาของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และอัตราการผลิตกาซชีวภาพของเศษอาหารสูงกวาของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพดวย

86

4.3.2 ผลกระทบทางดานตนทุนการผลิต 4.3.2.1 กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ โดยการติดตั้งระบบผลิตกาซชีวภาพใกลโรงอาหาร

และตอทอนํากากตะกอนน้ําเสียชีวภาพไปยังระบบผลิตกาซชีวภาพ (โดยประมาณ)

1. ระบบผลิตกาซชีวภาพ 1,607,000 บาท 2. ระบบนํากาซไปใชประโยชน 130,300 บาท 3. งานฐานรากคอนกรีตเสรมิเหล็ก 500,000 บาท งานไฟฟา - ประปา เขาระบบ 4. คาทอสงกากตะกอนไปยงัจุดผลิตกาซชีวภาพ 100,000 บาท

รวม 2,400,300 บาท โครงการ สนพ. สนับสนุน 70% แตไมเกนิ 903,000 บาท บริษัทโตโยตา ฯ จายสวนที่เหลือ 1,497,300 บาท ระยะเวลาในการคืนทุน กาซชีวภาพ 1,000 ลิตร สามารถทดแทน LPG ได 0.46 กก. ถาไดกาซชีวภาพ 680 ลิตร/วัน สามารถทดแทน LPG ได 0.46 x 680 กก. 1,000 = 0.313 กก./วัน = 78.2 กก./ป ถา LPG ราคา กก. ละ 20 บาท

ดังนัน้ 1. ทําใหสามารถประหยัดคา LPG ไดปละ = 78.2 x 20 = 1,564 บาท/ป 2. คาใชจายทีล่ดคากําจัดตะกอนน้ําเสียชีวภาพลงอีก ประมาณ 50% ของทั้งหมด

(ประมาณ 50,000 กก/ป และราคาคาเผากากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ = 3 บาท/กก.) = 50,000 x 3 = 150,000 บาท/ป รวม ประหยัดได = 151,564 บาท/ป

ดังนัน้ ระยะเวลาในการคืนทุน = (1,497,300/151,564) = 9.9 ป

87

4.3.2.2 เศษอาหาร (วฒุิภัณฑ คุมรินทร, 2544) 1. ระบบผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหาร 1,607,000 บาท 2. ระบบนํากาซไปใชประโยชน 130,300 บาท 3. งานฐานรากคอนกรีตเสรมิเหล็ก 500,000 บาท งานไฟฟา - ประปา เขาระบบ

รวม 2,300,300 บาท โครงการ สนพ. สนับสนุน 70% แตไมเกนิ 903,000 บาท บริษัทโตโยตา ฯ จายสวนที่เหลือ 1,397,300 บาท

ระยะเวลาในการคืนทุน กาซชีวภาพ 1,000 ลิตร สามารถทดแทน LPG ได 0.46 กก. ถาไดกาซชีวภาพ 76,670 ลิตร/วัน สามารถทดแทน LPG ได 0.46 x 76,670 กก. 1,000 = 35.3 กก./วัน = 8,817.1 กก./ป ถา LPG ราคา กก. ละ 20 บาท

ดังนัน้ 1. ทําใหสามารถประหยัดคา LPG ไดปละ = 8,817.1 x 20 รวม ประหยัดได = 176,341 บาท/ป

ดังนัน้ ระยะเวลาในการคืนทุน = (1,397,300/176,341) = 7.9 ป

88

ตารางที่ 4.3 การเปรียบเทยีบผลกระทบทางดานตนทุนการผลิตของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร

รายการ กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ (บาท)

เศษอาหาร (บาท)

1. ระบบผลิตกาซชีวภาพ 2. ระบบนํากาซไปใชประโยชน 3. งานฐานรากคอนกรีตเสรมิเหล็ก งานไฟฟา - ประปา เขาระบบ 4. คาทอสงตะกอนไปยังจุดผลิตกาซชีวภาพ

1,607,000 130,300 500,000

100,000

1,607,000 130,300 500,000

-

รวม 2,400,300 2,300,300 โครงการ สนพ. สนับสนุน 70% แตไมเกนิ 903,000 บาท -903,000 บาท -903,000 บาท บริษัทโตโยตา ฯ จายสวนท่ีเหลือ 1,497,300 บาท 1,397,300 บาท ระยะเวลาคืนทุน 9.9 ป 7.9 ป จากตารางที่ 4.4 การเปรียบเทียบผลกระทบทางดานตนทุนการผลิตของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร พบวา การผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารลงทุนนอยกวาการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพ เนือ่งจากการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพตองมีการลงทุนคาทอสงตะกอนไปยังจุดผลิตกาซชีวภาพอีก 100,000 บาท และระยะเวลาในการคนืทุนของการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารนอยกวาระยะเวลาคืนทุนของการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ถึง 2 ป

4.3.3 ผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอม 4.3.3.1 กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ

กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ประมาณวันละ 1.3 m3 แตสามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพแคบางสวน (ประมาณ 50 % จากการออกแบบระบบ ดังภาคผนวก ก) ซ่ึงทําใหสามารถลดปริมาณของเสียดงักลาวไดประมาณ 50 % บริษัทเสียคาใชจายในการกําจัด และลดคาใชจายในการขนสงลงไดประมาณ 150,000 บาท/ป (คากําจัดรวมคาขนสงกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ = 3 บาท/กก.) รวมถึงยังเปนอีกทางหนึ่งในการประหยดัเชื้อเพลิงในการเผากากตะกอนและเชื้อเพลิงในการขนสงที่เปนทรัพยากรธรรมชาติที่ใชแลวหมดไปลง

89

ได และสามารถชวยลดการเกิดกาซคารบอนไดออกไซดที่กอใหเกิดมลพิษทางอากาศลงไดอีกดวย

จากการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพนัน้ จะทําใหพลังงานทดแทนคือกาซชีวภาพก็ตาม แตตะกอนดงักลาว ถือวาเปนของเสียอันตราย ดังนั้น น้าํเสียที่ออกมา และกากตะกอนที่เหลือจากการผลิตกาซชีวภาพก็ถือวาเปนน้ําเสีย และของเสียอันตราย ตองนําน้ําเสียไปบําบัดที่ระบบบําบัดน้ําเสีย และกากตะกอนที่เหลือก็ตองนําไปกําจัดโดยการสงไปเผาที่ปูนซีเมนตเชนเดมิ 4.3.3.2 เศษอาหาร (วฒุิภัณฑ คุมรินทร, 2544)

เศษอาหารจากการประกอบอาหารจากรานอาหาร และอาหารที่เหลือเศษอาหารถานําไปทิ้งทั่วไปตามปกติก็จะทําใหเกิดการเนาเหม็นและสงกลิ่นรบกวนได และถาหากนําเศษอาหารไปกําจัดดวยวิธีการเผานั้น การเผาไหมพวกเศษอาหารที่มีความชื้นสูงนั้น กอใหเกิดการเผาไหมที่ไมสมบูรณ เผาทําลายยาก ทําใหตองใชเชื้อเพลิงมาก กอใหเกดิมลพิษตอส่ิงแวดลอมได เนื่องจากการปลอยกาซ คารบอนมอนอกไซด (CO) และกาซมีเทน (CH4) ออกมาซึ่งเปนการทําลายชัน้บรรยากาศ ทําใหเกดิปรากฏการณเรือนกระจกขึ้นได และถานําไปฝงกลบอาจทําใหเกิดการปนเปอนของน้ําชะขยะได อาจมีการปนเปอนลงในดินได ซ่ึงกาซมีเทนที่ผลิตไดนี้ เมื่อนาํไปใชทดแทนพลังงานที่ใชอยูสามารถทําใหลดการปลอยกาซมีเทนออกสูสภาวะแวดลอมไดอีกดวย เมื่อเทียบกับการทิง้เศษอาหารโดยทั่วไปแลวการปลอยกาซมีเทนขึ้นสูช้ันบรรยากาศ ปจจุบันกาซมีเทนในชั้นบรรยากาศมีปริมาณ 1.7 ppm. แตกาซมีเทนมีคณุสมบัติของกาซเรือนกระจกสูงกวากาซคารบอนไดออกไซดในปรมิาตรที่เทากันถึง 21 เทา (IPCC, 2007) ทําใหเกิดสภาวะโลกรอนหรือภาวะภูมิอากาศเปลีย่นแปลงเปนภาวะที่อุณหภูมโิลกเพิ่มขึ้น ซ่ึงปจจุบันอุณหภูมิเพิ่มขึ้นถึง 1.1- 6.4 องศาเซลเซียส

จากการนําเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ ยังสามารถไดผลพลอยไดเปนปุยทั้งจากน้ําหมักที่เกิดขึ้นและจากกากตะกอน ซ่ึงทั้งสองสวนนีส้ามารถนําไปเปนปุยไดทั้งสองสวนและในทางเดยีวกันน้ําที่ตองมีการหมุนเวยีนออกเพื่อไปทิ้งหรือใชเปนน้ําปุยนัน้สามารถนํามาหมุนเวยีนใชในการเตรียมเศษอาหารไดอีกดวยเนือ่งจากทุกครั้งที่มีการเติมสารอาหารตองมีการทําใหสารอาหารเจอืจางลงกอน ดังนั้นจึงสามารถหมุนเวยีนน้ําในสวนนี้กลับเขามาใชภายในระบบไดอีกดวย ในการหมกักาซชวีภาพจําเปนอยางยิ่งที่ตองมีการระบายตะกอนออกจากถังหมักเพื่อรักษาปริมาตรบรรจุในถังหมักใหสามารถรองรับเศษอาหารที่ปอนเขาสูถังหมักในแตละวนัใหอยูในระดบัที่กําหนดได กากตะกอนที่ระบายออกจากถัง

90

หมัก มีองคประกอบที่สําคัญ คือ ฮิวมัส ซ่ึงเปนอินทรยีวัตถุที่คงสภาพและยากตอการยอยสลายของจุลินทรียมีคุณสมบตัิในการดดูซับน้ําและธาตุอาหารของพืช ทําใหดินรวนซุยชวยสงเสริมการทํางานของรากพืชในการชอนไชดูดน้ําอาหารและชวยปองกันการพังทลายของหนาดิน ดังนั้นเหมาะที่จะนํากากตะกอนจากระบบผลิตกาซชีวภาพไปใชเปนปุยอินทรียสําหรับการเพาะปลกูพืช ทําใหประหยดัเงินในสวนที่นําไปซือ้ปุยที่ใชกับตนไมไดดวย ซ่ึงน้ําหมักและกากตะกอนทีไ่ดจากระบบการจดัการขยะเศษอาหารนี้มีธาตุอาหารที่เหมาะสมในการเจริญเติบโตของตนไม เพราะมีสารอาหารที่เหมาะสมกับการเจริญเติบโต ซ่ึงโดยภาพรวมแลวการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารนีท้ําใหเกดิผลดตีอบริษัทและสภาพแวดลอม

ตารางที่ 4.4 การเปรียบเทยีบผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอมของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร

รายการ กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ เศษอาหาร

1. ลดการเกิดกาซเรือนกระจก 2. ลดพลังงานในการเผาทําลาย 3. ลดมลภาวะทางอากาศ 4. ลดปริมาณขยะ 5. น้ําเสียที่ออกมาจากระบบกาซชีวภาพ 6. กากตะกอนที่ออกมาจากระบบกาซชีวภาพ

√ √ √

X (ตองนําไปบําบัด) X (ตองนําไปกําจัด)

√ √ √ √

√(ใชเปนปุยน้าํ) √ (ใชเปนปุย)

หมายเหตุ: √ หมายถึง ชวยลดการเกิดผลกระทบตอส่ิงแวดลอม X หมายถึง กอใหเกิดผลกระทบตอส่ิงแวดลอม จากตาราง 4.5 การเปรียบเทียบผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอมของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ และเศษอาหาร พบวา การผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารชวยลดการเกิดผลกระทบตอส่ิงแวดลอมทัง้ในสวนของการลดการเกิดกาซเรือนกระจก ลดพลังงานในการเผาทําลาย ลดมลภาวะทางอากาศ ลดปริมาณขยะ น้ําเสียที่ออกมาจากระบบกาซชีวภาพ และกากตะกอนที่ออกมาจากระบบกาซชีวภาพ ในขณะที่การผลิตกาซจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพยังมนี้ําเสยีและกากตะกอนที่

91

ออกมาจากระบบกาซชีวภาพที่กอใหเกิดผลกระทบตอส่ิงแวดลอมตองนําไปบําบัดและกําจัดใหถูกตองตอไป

บทที่ 5

สรุปผล อภิปรายผล และขอเสนอแนะ

การศึกษาเปรยีบเทียบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณศีึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) เปนการศึกษาเพื่อมุงเนนการนําเอาของเสียที่เกิดขึน้ใน บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธ์ิ) มาใชประโยชน โดยใชหลักการเทคโนโลยีสะอาด โดยมีวัตถุประสงคในการวจิัยดังนี ้

(1) เพื่อศึกษาคณุสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารที่สามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพโดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน

(2) เพื่อเปรียบเทยีบปริมาณกาซชีวภาพที่ไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารโดยการคํานวณ

(3) เพื่อศึกษาถึงผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทุนการผลิต และสิ่งแวดลอมจากการใชกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ

5.1 สรุปผลการศึกษา

จากการศึกษาเปรียบเทียบคณุภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณีศึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) ซ่ึงสามารถสรุปผลการศึกษา ดังนี ้

5.1.1 คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารที่สามารถ

นํามาผลิตกาซชีวภาพโดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซเิจนแบบสองขั้นตอน กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ มลัีกษณะตะกอนสีน้ําตาลเขม มีลักษณะคลายกับโคลนดนิ

ไมจับตัวเปนกอน ไมมีกล่ินเหม็น ตกตะกอนไดงายเมื่อทิ้งไว และสงตัวอยางไปตรวจวิเคราะหคาดัชนีตางๆ ที่หองปฏิบัติการของ กลุมงานพัฒนาระบบตรวจสอบคุณภาพดนิและน้าํ กลุมวิจัยเกษตรเคมี สํานักวจิัยปจจัยการผลิตทางการเกษตร กรมวิชาการเกษตร ที่ปริมาณ 1.30 m3/day

93

ไดคุณสมบัติทางเคมี ดังนี้ Moisture = 15.74 % wt. TS = 0.625 % wt. VS = 0.566 % wt. C = 17.05 % wt. N = 1.47 % wt. COD = 5,230 mg/l และ pH = 6.94 สวนเศษอาหารผูวิจัยใชขอมลูทุติยภูมิจากงานวิจยัเกีย่วกบัการนําเศษอาหารจากโรงอาหารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี ที่ใชในการ Start up ระบบ และศกึษาการผลิตกาซชีวภาพ (วุฒิภณัฑ คุมรินทร, 2544) ซ่ึงผูวิจัยไดนําขอมูลทุติยภูมนิี้มาเปรียบเทยีบกับกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพในโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพเพื่อการจัดการของเสียเศษอาหารสําหรับสถานประกอบการ ของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) เปนตัวแทนคุณสมบัติทางเคมี ของเศษอาหารที่ใชในการผลิตกาซชีวภาพ ที่ปริมาณ 500 kg/day และลักษณะทางกายภาพของเศษอาหาร (วุฒภิณัฑ คมุรินทร, 2544) เปนเศษอาหารที่เหลือจากการรับประทานและที่เหลือจากการประกอบอาหารจากโรงอาหาร องคประกอบสวนใหญเปนขาว เสนกวยเตี๋ยว ผัก เศษเนื้อ และน้ําแกง ซ่ึงลวนเปนสารอินทรียที่สามารถถูกยอยสลายได นอกจากนีย้ังประกอบดวย กระดูก และกางปลา ซ่ึงอาจเปนสวนที่ยอยสลายไดชาหรือไมถูกยอยสลายเลย และผูวิจยัคาดวานาจะมกีล่ินเหม็นบูดเนื่องจาก pH อยูที่ 3.5 อาจเปนผลจากเศษอาหารถูกเก็บรวบรวมในถังนานเพื่อรอการกําจัดเปนวันหรือมากกวาทําใหเศษอาหารบางสวนเกดิการยอยสลายโดยจุลินทรีย Fermentation bacteria สวนคุณสมบัติเคมี ดังนี้ Moisture = 79.04 % wt, TS = 20.93 % wt, VS = 91.53 % wt, Ash = 8.47 % wt, C = 50.85 % wt, N = 1.47 % wt, pH = 3.50 และ COD = 227,060 mg/l

5.1.2 ปริมาณกาซชวีภาพที่ไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารโดยการคํานวณ

การผลติกาซชีวภาพจากการตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ไดปริมาณกาซชีวภาพเพยีง 0.68 m3/day ในขณะทีก่ารผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารไดปริมาณกาซชีวภาพ 76.67 m3/day ในปริมาณที่เทากนัคือ 1.3 m3/day

การผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารทําใหไดปริมาณกาซชีวภาพที่มากกวา เนื่องจาก ในปริมาณเศษอาหารยังมีปริมาณสารอินทรียที่เหมาะสมเพื่อใหจุลินทรียยอยสลายไดโดยสมบูรณ และสามารถผลิตกาซชีวภาพไดในปริมาณที่มากกวา เศษอาหารยังมีสารอาหารที่เหมาะสมแกการยอยสลายของจุลินทรียเพือ่การเจริญเติบโตและยอยสลาย เพื่อใหเกิดกาซชีวภาพ แตการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพสามารถผลิตกาซชีวภาพไดนอยกวาวัตถุดิบที่เปนเศษอาหาร เนื่องจากกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพสารอินทรียถูกยอยสลายไปแลวสวนหนึ่งในกระบวนการบําบัดน้ําเสียชีวภาพ ทําใหมีปริมาณสารอาหารที่หลงเหลือเพื่อการยอยสลายใหกลายเปนกาซในปริมาณที่นอยตามสภาพของสารอินทรียที่คงเหลือ จึงทําให

94

จุลินทรียไมมสีารอาหารที่สามารถยอยสลาย เพื่อผลิตกาซชีวภาพได ทําใหเกิดปริมาณกาซชีวภาพในปรมิาณที่นอยกวาวัตถุดิบที่เปนเศษอาหาร ซ่ึงสามารถดูคา COD และ VS ของเศษอาหารที่มีคาเปน 227,060 mg/l และ 91.53 % wt. ตามลําดับ ซ่ึงมีคาสูงกวาคา COD และ VS ของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพที่มีคาเปน 5,230 mg/l และ 0.566 % wt. ตามลําดับ

5.1.3 ผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทุนการผลิต และสิ่งแวดลอมจากการใชกากตะกอนน้ํา

เสียชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ 5.1.3.1 ผลกระทบทางดานเทคนิค

ในทางดานเทคนิคจะเห็นวาการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพดวยกระบวนการหมักแบบหนึ่งขั้นตอน เนื่องจากเปนกากตะกอนที่มกีารยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนสารอินทรียโมเลกุลเล็กดวยจุลินทรยีในระบบบําบดัน้ําเสียทางชวีภาพแลว จึงเริ่มเขามายังถังหมกัเพื่อผลิตกาซมีเทน ซ่ึงเปนขั้นตอนที่ยอยสลายใหเกดิกาซชีวภาพภายในถังปฏิกรณที่มีการกวนสมบูรณ (Continuous Stirred-Tank Reactor : CSTR) มีระยะเวลาการกักเก็บของถงัหมักกาซมีเทน 20.36 วัน มีประสิทธิภาพกําจัด COD ของระบบโดยรวม ประมาณ 90 % ประสิทธิภาพกําจัด VS ของระบบโดยรวม ประมาณ 90 % และอัตราการผลิตกาซชีวภาพ เทากับ 0.10 ลบ.ม./กก.ของ COD added หรือ 0.09 ลบ.ม./กก.ของ TVS added สวนวิธีการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารดวยกระบวนการหมักแบบสองขั้นตอน คือ ขั้นตอนแรกเปนการยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนสารอินทรียโมเลกุลเล็กดวยจลิุนทรียในระบบ ภายในถังปฏิกรณที่มีการกวนสมบูรณ (Continuous Stirred-Tank Reactor : CSTR และขั้นตอนที่สองเปนการยอยสลายใหเกิดกาซภายในถังปฏิกรณที่มีการกวนสมบูรณ (Continuous Stirred-Tank Reactor : CSTR) โดยที่ทั้งสองถังวางตอกันแบบอนกุรม มีระยะเวลาการกกัเกบ็ของถังหมักกรด 3.06 วันระยะเวลาการกักเก็บของถังหมักมีเทน 20.38 วัน ประสิทธิภาพกําจดั COD ของระบบโดยรวม ประมาณ 97 % ประสิทธิภาพกําจัด VS ของระบบโดยรวม ประมาณ 93 % อัตราการผลิตกาซชีวภาพ เทากับ 0.27 ลบ.ม./กก.ของ COD added หรือ 0.65 ลบ.ม./กก.ของ TVS added หรือ 151.98 ลบ.ม./ตันเศษอาหารเขาระบบ

5.1.3.2 ผลกระทบทางดานตนทุนการผลิต

ไดทําการคํานวณคาใชจายในการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพ มีคาใชจายรวม 2,400,300 บาท และหลังจากไดรับการสนับสนุนจากทาง สนพ. 70% ทําให

95

บริษัทตองลงทุนเองอีก 1,497,300 บาท และมีระยะในการคืนทุน คือ 9.9 ป กาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ มคีาใชจายรวม 2,400,300 บาท และหลังจากไดรับการสนับสนุนจากทาง สนพ. 70% ทําใหตองลงทุนอีก 1,497,300 บาท และมีระยะในการคืนทุน คือ 9.9 ป การคํานวณคาใชจายในการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหาร มีคาใชจายรวมถูกกวาของการลงทุนทํากาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ เปน 2,300,300 บาท และหลงัจากไดรับการสนบัสนุนจากทาง สนพ. 70% ทําใหตองลงทุนเองอีก 1,397,300 บาท และมีระยะในการคืนทุน คือ 7.9 ป

5.1.3.3 ผลกระทบทางดานสิ่งแวดลอม

พบวาหลังจากทําการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพแลวนั้น จะสามารถลดปริมาณกากของเสียลงไดประมาณ 50 % (จากการออกแบบระบบ) ซ่ึงทําใหสามารถลดปริมาณของเสียดงักลาวลงไดประมาณ 50 % บริษัทเสียคาใชจายในการกําจดั และลดคาใชจายในการขนสงลงไดประมาณ 150,000 บาท/ป (คากําจัดรวมคาขนสงกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ = 3 บาท/กก.) รวมถึงยังเปนอีกทางหนึ่งในการประหยดัเชื้อเพลิงในการเผากากตะกอนและเชื้อเพลิงในการขนสงที่เปนทรัพยากรธรรมชาติที่ใชแลวหมดไปลงได และสามารถชวยลดการเกิดกาซคารบอนไดออกไซดที่กอใหเกิดมลพิษทางอากาศลงไดอีกดวย แตอยางไรก็ด ี น้าํเสีย และกากตะกอนที่เหลือจากการผลิตกาซชีวภาพจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ก็ยังเปนพิษตองนําไปกําจดัอยางถูกวิธี เพื่อปองกันปญหาส่ิงแวดลอมทีอ่าจเกิดขึ้นได สวนเศษอาหารที่นํามาผลิตกาซชีวภาพ นอกจากจะไดพลังงานที่มากกวาแลว ยังสามารถไดผลพลอยไดเปนปุยทัง้จากน้ําหมักทีเ่กิดขึ้นและจากกากตะกอน ซ่ึงทั้งสองสวนนี้สามารถนําไปเปนปุยไดทั้งสองสวน ซ่ึงโดยภาพรวมแลวการผลติกาซชีวภาพจากเศษอาหารนีท้ําใหเกดิผลดตีอบริษัทและสภาพแวดลอม

96

5.2 อภิปรายผล จากการจากการศึกษาเปรียบเทียบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามา

ผลิตกาซชีวภาพ กรณีศกึษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) ซ่ึงสามารถอภิปรายผลการศึกษา ดังนี ้

จากการศึกษาเปรียบเทียบคณุสมบัติของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ พบวา เศษอาหารมีคา COD 227,060 mg/l สูงกวาของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพที่มีคา COD 5,230 mg/l สามารถผลิตกาซชีวภาพไดมากกวา ซ่ึงอัตราการเกิดกาซชีวภาพของเศษอาหารอยูที่ 76.67 m3 ในขณะที่ อัตราการเกิดกาซชีวภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพอยูที่ 0.68 m3 ซ่ึงสอดคลองกับผลการศึกษาของหลายๆ ทานที่ผานมา เชน อาริยา วิรัชวรกุล (2546: บทคัดยอ) วิลาวัลย ชาญณรงค (2549: บทคัดยอ) ปยชน สังขกล่ินหอม (2545: บทคัดยอ) กฤษณา สวนจนัทร (2549: บทคัดยอ) อังสนา ทองอําไพ (2550: บทคัดยอ) วุฒภิัณฑ คุมมินทร (2544: บทคัดยอ) และ ธิติกร บุญคุม (2543: บทคัดยอ) ที่พบวา COD มีผลตอการเกิดกาซชีวภาพ และคา COD ที่สูงกวากอใหเกิดกาซชีวภาพที่สูงกวาดวย

ดังนั้นจากผลการศึกษาในครั้งนี้ กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพของบรษิัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จาํกัด (โรงงานบานโพธิ์) จึงยงัไมเหมาะสมที่จะนํามาใชในการผลิตกาซชีวภาพ

97

ตารางที่ 5.1 การเปรียบเทียบการศึกษาการนําตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ

รายการ กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ เศษอาหาร 1. คุณสมบัติทางเคมี - COD - VS 2. ผลกระทบดานเทคนิค - CSTR - Total COD Removed Efficiency - Total VS Removed Efficiency 4. ผลกระทบดานตนทุนการผลิต - การลงทุน - ระยะเวลาในการคืนทุน 5. ผลกระทบดานสิ่งแวดลอม

ต่ํา ต่ํา

1 ขั้นตอน

90% 90%

1,497,300 บาท

9.9 ป น้ําเสียและกากตะกอนที่ออกมาจากระบบกาซชีวภาพมีผลกระทบตอส่ิงแวดลอม ตองนําไปกําจัดอยางถูกวิธีตามที่

กฎหมายกําหนด

สูง สูง

2 ขั้นตอน

97% 93%

1,397,300 บาท

7.9 ป ไมมีผลกระทบตอ

ส่ิงแวดลอม

สรุป ไมเหมาะสมในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ

เหมาะสมในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ

98

5.3 ขอเสนอแนะ 5.3.1 ขอเสนอแนะที่ไดจากการศึกษาครั้งนี ้ เพื่อนํามาพัฒนาและปรบัปรุงงานการลด

ปริมาณของกากตะกอนน้ําเสยีชีวภาพของของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์) ในการนํามาผลิตกาซชีวภาพโดยทําการเปรียบเทียบกับเศษอาหารที่นํามาผลิตกาซชีวภาพ จากการศึกษาขอมูลทุติยภูมิของงานวิจยัที่มีอยูแลวซ่ึงทําใหทราบวาการนํากากตะกอนน้ําเสียชีวภาพมาผลิตกาซชีวภาพนั่นไมมีความเหมาะสมทั้งดานคุณสมบัติทางเคมี การลงทุนสูง ระยะเวลาคืนทุนนาน ผลตอบแทนกาซชีวภาพทีน่อย และยังมีผลกระทบตอส่ิงแวดลอม ดังนั้นผูวิจัยจึงขอเสนอแนะให บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จาํกัด (โรงงานบานโพธิ์) ควรที่จะ

5.3.1.1 ศึกษาการนํากากตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพมาผลิตพลังงาน โดยการใช Gasifier ซ่ึงเปนการนํากากตะกอนไปเผาใหไดความรอน เพื่อนํากลบัมาใชเปนพลังงานทดแทนในสวนของการใชงานในบริษัทฯ

5.3.1.2 ศึกษาหาพลังงานทดแทนจากวัสดุที่ไมใชแลว เชน กากตะกอนน้ําเสียเคมี กากตะกอนสจีากกระบวนการพนสี เพื่อใหไดทั้งพลังงานและลดของเสียไปพรอมๆ กัน

5.3.2 ขอเสนอแนะสําหรับการศึกษาครั้งตอไป

5.3.2.1 การศึกษาในครั้งนี้เปนการศกึษาเฉพาะตัวอยางของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธ์ิ) ในการนํามาผลิตกาซชีวภาพเทานั้น จึงควรศึกษาตวัอยางกากตะกอนชนิดอืน่ๆ ที่เปนของเสียอุตสาหกรรม ที่สามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพได เพือ่ที่จะสามารถนําขอมูลที่ไดมาใชในการปรับปรุงการลดกากตะกอนชนิดอืน่ๆ ที่เปนของเสียอุตสาหกรรมลงได

5.3.2.2 การศึกษาในครั้งนี้เปนการศกึษาเฉพาะตัวอยางของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ที่เปนของเสียอุตสาหกรรม ของ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากดั (โรงงานบานโพธิ์) ในการนํามาผลิตกาซชีวภาพเทานั้น จึงควรศึกษาตวัอยางของเสียอุตสาหกรรมชนิดอืน่ๆ และใชหลักการเทคโนโลยีสะอาดในการจดัการกับของเสียอุตสาหกรรมเหลานั้น เชน ยางรถยนตที่ใชแลว ศกึษาการสกัดทําน้าํมันจากยางรถยนต เพื่อสามารถลดของเสียอุตสาหกรรม และไดพลังงานทดแทนไปพรอมๆ กัน

99

ตารางที่ 5.2 สรุปการศึกษาเปรียบเทียบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลิตกาซชีวภาพ กรณศีึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด (โรงงานบานโพธิ์)

การศึกษาเปรียบเทียบคุณภาพกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหารในการนํามาผลติกาซชีวภาพ กรณีศึกษา บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด

(โรงงานบานโพธิ์)

คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารที่สามารถนํามาผลิตกาซชีวภาพ

ปริมาณกาซชีวภาพที่ไดจากกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพกับเศษอาหาร

กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ใหปริมาณกาซชีวภาพ 0.68 m3/day เศษอาหาร ใหปริมาณกาซชีวภาพ 76.67 m3/day

กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ใชกระบวนการผลิตกาซชีวภาพแบบขั้นตอนเดียว ใชตนทุนสูง ระยะเวลาคืนทุน 9.9 ป และมี By product ที่เปนของเสียอันตรายตองนําไปกําจัดใหถูกตอง เศษอาหาร ใชกระบวนการแบบสองขั้นตอน ตนทุนนอยกวา ระยะเวลาคืนทุน 7.9 ป และสามารถนํา By Product ไปใชประโยชนไดไมทําลายสิ่งแวดลอม

ผลกระทบทางดานเทคนิค ตนทุนการผลิต และสิ่งแวดลอมจากการใชกากตะกอนน้ําเสียชีวภาพและเศษอาหารมาผลิตกาซชีวภาพ

กากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ COD = 5,230 mg/l VS = 0.566 % wt. เศษอาหาร COD = 227,060 mg/l VS = 91.53 % wt.

ขอเสนอแนะ 1. ศึกษาการนํากากตะกอนบําบัดน้ําเสียชีวภาพมาผลิตพลังงาน โดยการใช Gasifier ซึ่งเปน

การนํากากตะกอนไปเผาใหไดความรอน เพื่อนํากลับมาใชเปนพลังงานทดแทนในสวนของการใชงานในบริษัทฯ

2. ศึกษาหาพลังงานทดแทนจากวัสดุที่ไมใชแลว เชน กากตะกอนน้ําเสียเคมี กากตะกอนสีจากกระบวนการพนสี เพื่อใหไดทั้งพลังงานและลดของเสียไปพรอมๆ กัน

บรรณานุกรม กรมโรงงานอุตสาหกรรม. 2548. ตําราระบบการจัดการมลพิษกากอุตสาหกรรม. พิมพคร้ังที่ 2.

กรุงเทพมหานคร : สํานักเทคโนโลยีส่ิงแวดลอมโรงงาน กรมโรงงานอุตสาหกรรม. กรมโรงงานอุตสาหกรรม. 2548. ตําราระบบบําบัดมลพิษน้ํา. พิมพคร้ังที่ 2. กรุงเทพมหานคร :

สํานักเทคโนโลยีส่ิงแวดลอมโรงงาน กรมโรงงานอุตสาหกรรม. กฤษณา สวนจันทร. 2549. การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการผลิตกาซชีวภาพจากน้ําเสียดวย

ระบบ Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) ของโรงงานแปงมันสําปะหลังกับโรงงานกระดาษ. สารนิพนธวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร.

ชินพงษ วังใน. 2538. การกระจายตัวของจุลินทรียในถังปฏิกรณแบบมีตัวกรองภายในสภาวะไรอากาศที่มีทิศทางการปอนสารอาหารตางกัน. วิทยานิพนธปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สถาบันพระจอมเกลาธนบุรี.

ธิติกร บุญคุม. 2543. การผลิตแกสชีวภาพโดยใชอาหารตางกัน. โครงงานวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร.

นพพร เจตนชัย. 2529. การศึกษากลุมจุลินทรียในถังหมักกาซชีวภาพอุณหภูมิสูงและอุณหภูมิปานกลาง. วิทยานิพนธปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สถาบันพระจอมเกลาธนบุรี.

นุจรีย เพชรรัตน. 2548. การประเมินโครงการกาซชีวภาพจากมูลสัตวทางดานเศรษฐศาสตรกรณีศึกษา : บริษัท เอส. พี. เอ็ม. ฟารม จํากัด. สารนิพนธวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร.

ปยชน สังขกล่ินหอม. 2545. การบําบัดและผลิตกาซชีวภาพจากขยะอาหารดวยระบบไรออกซิเจนแบบทอไหล. วิทยานิพนธวิศวกรรมรศาสตรมหาบัณฑิต.

ปยสวัสดิ์ อัมระนันทน, พรายพล คุมทรัพย และวีระพล จิรประดิษฐกุล. 2551. พลังงานกูโลกรอนเชื้อเพลิงทางเลือก ทางรอดประเทศไทย. กรุงเทพมหานคร: กรุงเทพธุรกิจ.

วิลาวัลย ชาญณรงค. 2549. การผลิตกาซชีวภาพจากการยอยสลายเศษอาหารภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบตามลําดับสองขั้นตอนในระดับ Semi-pilot Scale. ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต.

101

วุฒิภัณฑ คุมมินทร. 2544. การผลิตกาซมีเทนจากขยะเศษอาหารที่ความเขมขนสูง โดยการหมักแบบชั้นกรองไรอากาศ 2 ขั้นตอนรวมกับวีธีการวนน้ําหมัก. วิทยานิพนธวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต.

สถาบันวิจัยสภาวะแวดลอม จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 2525. คูมือวิเคราะหน้ําท้ิง. โรงพิมพจุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย.

สุมนา มณีพิทักษ. 2548. ประสิทธิภาพระบบบําบัดน้ําเสียในฟารมสุกรแบบบอปรับสภาพตามธรรมชาติและแบบถังกรองไรอากาศ. วารสารวิจัยสภาวะแวดลอม คณะสิ่งแวดลอมและทรัพยากรศาสตร มหาวิทยาลัยมหิดล.

อวัสดา ฉลานุวัฒน. 2540. อิทธิพลของระยะเวลากักเก็บและอัตราการปอนอินทรียสารตอการผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหาร. วิทยานิพนธปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สถาบันพระจอมเกลาธนบุรีเจาคุณทหารลาดกระบัง.

อังสนา ทองอําไพ. 2550. ระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศของโรงงานกลั่นสุรา. โครงงานศึกษาวิทยาศาสตร วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต.

อาริยา วิรัชวรกุล. 2546. การผลิตกาซชีวภาพจากเศษอาหารโดยกระบวนการยอยสลายภายใตสภาวะไรออกซิเจนแบบสองขั้นตอน. ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต.

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). 2007. IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage. Retrieved June 30, 2007 from http://www.ipcc.ch/present/graphics.htm.

ภาคผนวก

103

ภาคผนวก ก

104

105

106

107

108

ภาคผนวก ข ภาพแสดงรูปแบบของระบบผลิตกาซชีวภาพภายนอก

109

ภาพการออกแบบเศษอาหาร (500) Kg-d): ดานบน

110

ภาพการออกแบบเศษอาหาร (500) Kg-d) (ตอ): ดานขาง

111

ภาคผนวก ค ผลการตรวจวดักากตะกอนน้ําเสียชีวภาพ ของบริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จาํกัด (โรงงานบานโพธิ์) วันทีเ่ก็บตัวอยาง: 3/7/09

ตัวแปรที่ทําการวิเคราะห หนวย ผลการวิเคราะห 1. Moisture 2. Total Solid (TS) 3. Volatile Solid (VS) 4. Carbon (C) 5. Nitrogen (N) 6. COD 7. pH

% wt. % wt. % wt.

% %

mg/l -

15.74 0.625 0.566 17.05 1.47 5,230 6.94

112

ประวัติผูเขียน

ชื่อ นามสกุล นางสาวไอรีน พวงรัตน ประวัติการศึกษา ปริญญาตรีวิทยาศาสตรบัณฑิต

(วิทยาศาสตรทั่วไป) จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย ปการศึกษา 2544 ประสบการณการทํางาน หัวหนางานอาวุโส สํานักงานความปลอดภัย

และสิ่งแวดลอม โรงงานบานโพธิ์ บริษัทโตโยตา มอเตอร ประเทศไทย จํากัด

(โรงงานบานโพธิ์) 99 หมู 2 ตําบลลาดขวาง อําเภอบานโพธิ ์ จังหวดัฉะเชิงเทรา 24140