ธนกร ณ พัทลุง

Bioscrubbers หรือ Biotrickling Filter เป็นเทคโนโลยีการบำบัดกลิ่นโดยกระบวนการทางชีวภาพซึ่งตรงกันข้ามกับกระบวนการทางเคมีและทางกลศาสตร์โดยกระบวนการนี้จะคล้ายกับ Biofilter ที่ทราบกันโดยทั่วไป Bioscrubbers จะใช้ตัวกลางเทียม (หรือชีวมวล) ซึ่งคิดขึ้นเองและเป็นถังปิดดังรูปที่ 1 แต่ Biofilter จะใช้ตัวกลางที่มาจากธรรมชาติ เช่น รากไม้อบ, ใยมะพร้าว, เปลือกไม้ เป็นต้น และเป็นระบบเปิดดังรูปที่ 2

Bioscrubbers เป็นเทคโนโลยีใหม่ในสหรัฐอเมริกาโดยประยุกต์ใช้ในการบำบัดกลิ่นจากระบบบำบัดน้ำเสียและสำหรับบำบัดกลิ่นที่มีความเข้มข้นสูงและระบบ Bioscrubbers นี้ผลิตในประเทศสหรัฐอเมริกา

รูปที่ 1 Bioscrubbers (Biotrickling Filters)

รูปที่ 2 ระบบชีวภาพแบบเปิด

กระบวนการทำงานจะฉีดน้ำเป็นช่วงเวลาหรือหมุนวนจุลินทรีย์และสารละลายสครับบิ้งผสมสารอาหารบนตัวกลางเทียม ขณะที่อากาศเสียที่มีกลิ่นจะไหลขึ้นผ่านชั้นตัวกลางจากด้านล่างของถังซึ่งกระบวนการนี้จะเหมือนกับ Wet Scrubber ยกเว้นแต่ใช้การบำบัดทางชีวภาพแทนการบำบัดทางเคมี ตัวกลางจะมีพื้นที่ผิวไว้สำหรับให้เกิดการเกาะสะสมของจุลินทรีย์และเคลื่อนตัวจากอากาศไปยังชั้นผิวน้ำบนชีวมวลและเกิดปฏิกิริยาทางชีวภาพขึ้นดังรูปที่ 3

รูปที่ 3 Bioscrubber Cutaway View

รูปที่ 4 Trickling Biofilter

รูปที่ 5 ตัวอย่างตัวกลางที่ใช้ใน Biotrickling Filter ที่เรียกว่า “HD Q-PAC”

Bioscrubbers จะแบ่งออกเป็น 2 ประเภททางชีวภาพตามชนิดจุลินทรีย์ที่ใช้ คือ จุลินทรีย์ชนิด Autotrophic จะกำจัดก๊าซไข่เน่า (H₂S) และสารประกอบอนินทรีย์ต่าง ๆ ส่วนจุลินทรีย์ชนิด Heterotrophic จะกำจัดสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC’s) จุลินทรีย์ชนิด Autotrophic จะรวมตัวกับซัลไฟด์กลายเป็นซัลเฟตหรือซัลเฟอร์อย่างใดอย่างหนึ่ง         

ส่วนจุลินทรีย์ชนิด Heterotrophic จะกำจัดสารอินทรีย์ที่ให้เกิดกลิ่นแต่มีผลกระทบเล็กน้อยกับก๊าซไข่เน่า (H₂S) ทั้งสองระบบอาจรวมกันได้โดยติดตั้งเป็นสองชุดอนุกรมกันเมื่อมีความต้องการบำบัดทั้งก๊าซไข่เน่าและสารอินทรีย์ระเหยง่าย

ระบบนี้สามารถใช้การฉีดเป็นช่วง ๆ โดยสารละลายที่มีจุลินทรีย์เป็นหยดบนชั้นตัวกลางเพื่อให้ตัวกลางชีวมวลเปียก(รักษาความชื้นให้เหมาะสม), ล้างคราบจากชีวมวลและจ่ายสารอาหารให้กับตัวกลางชีวมวล

• ปริมาณอากาศต่อพื้นที่ (Loading) เท่ากับ 0.2–0.5 m/s (ขึ้นกับความเข้มข้นของมลพิษ)
• เวลาสัมผัส (Contact Time) 10–15 วินาทีต่อชุด
• ประสิทธิภาพกำจัดก๊าซไข่เน่า 97–99 %
• ประสิทธิภาพกำจัดสารอินทรีย์ระเหยง่าย 70–85 %

ตัวกลางจะต้องมีความชื้นที่เหมาะสมตลอดเวลา ไม่ฉีดน้ำมากเกินไปเพราะจะทำให้ตัวกลางชีวมวลขาดออกซิเจน หากการฉีดพ่นน้ำไม่เหมาะสมจะให้ตัวกลางแห้งซึ่งประสิทธิภาพจะลดลงดังนั้นจึงควรติดตั้ง Timer เพื่อใช้ปรับเวลาในการฉีดให้เหมาะสม

ตัวกลางควรมีสัดส่วนค่าพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูง, การดูดซับดี, แรงดันตกมีค่าต่ำและทำความสะอาดง่าย ส่วนตัวกลางสำหรับบำบัดสารประกอบอินทรีย์ควรทำจากวัสดุที่มีคุณสมบัติดูดซับได้ดี เช่น ถ่านกัมมันต์ เป็นต้น

สารอาหารที่ใช้จะต้องไม่ทำลายตัวกลางชีวมวล ปริมาณสารอาหารที่ให้ต้องครบถ้วนและเพียงพอต่อแบคทีเรียหลากหลายประเภทใน Bioscrubber ซึ่งควรจะกำหนดไว้ น้ำเสียที่ผ่านกระบวนการบำบัดแล้วจะนิยมนำมาใช้เพราะมีสารอาหารครบถ้วน สารอาหารผสมอาจจะสั่งซื้อจากผู้ผลิตหรือผสมเข้ากับสารละลายที่ฉีดใน Bioscrubber ก็ได้

ควรเป็นวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น FRP, HDPE, ไฟเบอร์กลาส หรือสแตนเลส เป็นต้น

การไหลผ่านตัวกลางของอากาศเสียจะต้องสม่ำเสมอซึ่งจะมีผลต่อประสิทธิภาพซึ่งควรใช้แผ่นตะแกรงที่มีรูกระจายสม่ำเสมอเป็นฐานรองรับตัวกลางซึ่งจะทำให้การกระจายของอากาศสม่ำเสมอ

ใช้บำบัดกลิ่นจากกระบวนการบำบัดน้ำเสียทุกรูปแบบ, กระบวนการกำจัดสลัดจ์และการทำสลัดจ์แห้ง

สามารถนำมาใช้ร่วมกับระบบสครับบิ้งด้วยน้ำ (Wet Scrubber) โดย Stage แรก เป็น Wet Scrubber แล้วจากนั้นมาเข้ายัง Bioscrubbers ซึ่งใช้ตัวกลางชีวมวลเป็นใยมะพร้าวผสมจุลินทรีย์

รูปที่ 6 แสดง Flow Diagram การใช้งาน Bioscrubbers

รูปที่ 7 แสดงภาพตัวกลางชีวมวลใยมะพร้าว ใน Bioscrubbers  

รูปที่ 8 ภายนอกของถัง Bioscrubbers

สรุป

ระบบ Bioscrubbers มีกระบวนการคล้ายกับ Biofilter แต่จะใช้ตัวกลางเทียม (หรือชีวมวล), ความผ่านตัวกลางสูงกว่าและเป็นถังปิดทำให้ควบคุมความชื้นของตัวกลางได้ดีกว่าโดยความเร็วภายในถังต้องไม่เกิน 0.5 m/s สามารถนำมาใช้บำบัดก๊าซไข่เน่าและ VOC ได้ดี

เอกสารอ้างอิง

1. Webster Environmental Associates, Inc. www.odor.net/odorcontrol.htm
2. กรมส่งเสริมคุณภาพสิ่งแวดล้อม กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม