ปรับปรุงแก้ไขระบบ Bio Gas

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้อากาศเหมาะกับน้ำเสียแบบไหน
ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้อากาศ หรือ Anaerobic Wastewater Treatment เป็นกระบวนการที่ใช้จุลินทรีย์ย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน และเปลี่ยนสารอินทรีย์บางส่วนเป็นก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ ระบบนี้เหมาะกับน้ำเสียอุตสาหกรรมที่มีความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูง และสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ดี

ระบบไร้อากาศมักติดตั้งเป็นขั้นตอนแรกเพื่อลดภาระ BOD และ COD ก่อนส่งน้ำไปยังระบบใช้อากาศ เช่น Activated Sludge, SBR หรือ MBBR เพื่อบำบัดต่อจนถึงคุณภาพน้ำเป้าหมาย

น้ำเสียแบบไหนเหมาะกับระบบ Anaerobic
น้ำเสียที่เหมาะควรมีลักษณะสำคัญดังนี้

- มี BOD หรือ COD ค่อนข้างสูง
- สารอินทรีย์ส่วนใหญ่ย่อยสลายทางชีวภาพได้
- มีปริมาณน้ำและภาระมลพิษเพียงพอให้ระบบทำงานต่อเนื่อง
- ไม่มีสารฆ่าเชื้อ โลหะหนัก ตัวทำละลาย หรือสารพิษในระดับที่ยับยั้งจุลินทรีย์
- ค่า pH และ Alkalinity สามารถควบคุมได้
- อุณหภูมิและปริมาณน้ำไม่เปลี่ยนแปลงรวดเร็วเกินไป
- มีพื้นที่และระบบรองรับการจัดเก็บหรือใช้ประโยชน์จากก๊าซ

น้ำเสียที่มีน้ำมัน ไขมัน โปรตีน หรือของแข็งสูงอาจใช้ระบบไร้อากาศได้ แต่ Hydrolysis อาจกลายเป็นขั้นตอนจำกัดอัตราการย่อย จึงอาจต้องมี Pretreatment หรือการปรับสภาพน้ำก่อนเข้าสู่ถังปฏิกรณ์

อุตสาหกรรมที่นิยมใช้
ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้อากาศพบได้ในอุตสาหกรรมที่มีสารอินทรีย์เข้มข้น เช่น

- โรงงานแป้งมันสำปะหลัง
- โรงงานน้ำตาล
- โรงงานนมและผลิตภัณฑ์นม
- โรงงานน้ำผลไม้
- โรงเบียร์และสุรา
- โรงงานผลิตเอทานอล
- โรงงานอาหาร
- โรงงานปาล์มน้ำมัน
- โรงงานเยื่อและกระดาษ
- โรงงานแปรรูปเนื้อสัตว์

ระบบนี้อาจไม่เหมาะกับน้ำเสียที่เจือจางมาก น้ำเสียที่มีสารอนินทรีย์เป็นหลัก หรือน้ำที่มีสารพิษและสารเคมีเปลี่ยนแปลงบ่อยโดยไม่มีระบบ Equalization

ขั้นตอนการย่อยสลายแบบไร้อากาศ
1. Hydrolysis
เอนไซม์จากจุลินทรีย์ย่อยสารโมเลกุลใหญ่ เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน ให้เป็นสารที่ละลายน้ำและย่อยต่อได้ง่ายขึ้น

2. Acidogenesis
จุลินทรีย์กลุ่มสร้างกรดเปลี่ยนสารจากขั้นแรกเป็นกรดไขมันระเหยง่ายหรือ VFA รวมถึงแอลกอฮอล์ ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์

3. Acetogenesis
กรดไขมันสายยาวและสารตัวกลางจะถูกเปลี่ยนเป็นอะซิเตต ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์

4. Methanogenesis
จุลินทรีย์กลุ่ม Methanogens เปลี่ยนอะซิเตต ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซมีเทนและก๊าซชีวภาพ

หากขั้นสร้างกรดเกิดเร็วเกินกว่าขั้นสร้างมีเทน ค่า VFA อาจสะสม ทำให้ pH ลดและระบบเสียสมดุลได้

ข้อดีของระบบไร้อากาศ
- ไม่ต้องใช้พลังงานสำหรับเติมอากาศในถังปฏิกรณ์
- รองรับน้ำเสียสารอินทรีย์เข้มข้นได้
- ผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อนำไปใช้เป็นพลังงาน
- โดยทั่วไปสร้างตะกอนชีวภาพน้อยกว่าระบบใช้อากาศ
- ช่วยลดภาระของระบบ Aerobic ขั้นถัดไป
- อาจลดค่าไฟและต้นทุนการจัดการตะกอนในระยะยาว

จุดเด่นสำคัญของระบบนี้คือไม่ต้องใช้พลังงานสำหรับ Aeration และสามารถเปลี่ยนสารอินทรีย์เป็นก๊าซเชื้อเพลิงได้

ข้อจำกัดที่ต้องพิจารณา
- จุลินทรีย์ Methanogens เติบโตค่อนข้างช้า
- การ Start-up และฟื้นฟูระบบอาจใช้เวลา
- ไวต่อค่า pH อุณหภูมิ สารพิษ และ Shock Load
- น้ำออกมักต้องบำบัดต่อด้วยระบบใช้อากาศ
- ต้องควบคุม VFA, Alkalinity และ Organic Loading
- ก๊าซชีวภาพอาจมีความชื้นและก๊าซปนเปื้อนที่ต้องปรับสภาพ
- ต้องมีระบบป้องกันการรั่ว ระเบิด และอัคคีภัย
- น้ำเสียที่มีไขมันสูงอาจเกิด Scum หรือการอุดตัน

ก๊าซชีวภาพนำไปใช้อะไรได้บ้าง
ก๊าซชีวภาพจากระบบ Anaerobic อาจนำไปใช้ได้หลายรูปแบบ เช่น

ใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรง
ใช้กับ Boiler เตาอบ ระบบทำน้ำร้อน หรือกระบวนการที่ต้องใช้ความร้อน หลังผ่านการปรับคุณภาพก๊าซตามความเหมาะสม

ผลิตไฟฟ้า
นำไปใช้กับ Gas Engine หรือระบบผลิตพลังงานร่วม โดยต้องตรวจปริมาณก๊าซ ความสม่ำเสมอ และคุณภาพก๊าซก่อนเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
การดักจับและเผาใช้ประโยชน์จากมีเทนช่วยหลีกเลี่ยงการปล่อยมีเทนโดยตรง มีเทนมีค่า GWP100 ราว 27–30 เท่าของคาร์บอนไดออกไซด์ ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดและวิธีคำนวณตาม IPCC AR6 จึงไม่ควรใช้ค่า 28 เท่าเป็นค่าตายตัวในทุกโครงการ

พัฒนาเป็นคาร์บอนเครดิต
โครงการกักเก็บและใช้ประโยชน์จากมีเทนสามารถยื่นพัฒนาเป็นคาร์บอนเครดิตได้ หากเป็นไปตามระเบียบวิธี การตรวจสอบ และการรับรองของมาตรฐานที่เลือก ตัวอย่างโครงการประเภท Methane Recovery and Utilization ได้รับการขึ้นทะเบียนภายใต้มาตรฐาน T-VER แล้ว แต่การมีระบบก๊าซชีวภาพไม่ได้ทำให้ได้รับเครดิตโดยอัตโนมัติ

น้ำเสียโรงงานมี BOD/COD สูง ค่าไฟเติมอากาศสูง หรือมีศักยภาพนำก๊าซชีวภาพกลับมาใช้?

ส่งผลวิเคราะห์น้ำ ปริมาณน้ำ รายละเอียดกระบวนการผลิต และเป้าหมายการใช้ก๊าซให้ทีมวิศวกรของ บริษัท ภัทรพัฒน์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด ช่วยประเมินความเหมาะสมของระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้อากาศ

ให้บริการสำรวจหน้างาน วิเคราะห์ระบบ ออกแบบ จัดหา ติดตั้ง Commissioning และปรับปรุงระบบบำบัดน้ำเสียสำหรับโรงงาน