การบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรม

| ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ |
| มลพิษ |
|---|
การบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมหมายถึง กระบวนการที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียที่เกิดจากอุตสาหกรรมซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่ไม่พึงประสงค์ หลังจากบำบัดแล้ว น้ำเสียจากอุตสาหกรรมที่ผ่านการบำบัดแล้ว (หรือน้ำทิ้ง) อาจนำกลับมาใช้ใหม่หรือปล่อยลงสู่ท่อระบายน้ำเสียหรือแหล่งน้ำผิวดินในสิ่งแวดล้อม โรงงานอุตสาหกรรมบางแห่งผลิตน้ำเสียที่สามารถบำบัดได้ในโรงบำบัดน้ำเสียกระบวนการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ เช่นโรงกลั่นน้ำมันโรงงานเคมี และ โรงงาน ปิโตรเคมีมีสิ่งอำนวยความสะดวกเฉพาะของตนเองในการบำบัดน้ำเสีย เพื่อให้ความเข้มข้นของสารมลพิษในน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วเป็นไปตามข้อกำหนดเกี่ยวกับการกำจัดน้ำเสียลงท่อระบายน้ำหรือลงสู่แม่น้ำ ทะเลสาบ หรือมหาสมุทร[ 1 ] : 1412ซึ่งใช้กับอุตสาหกรรมที่ผลิตน้ำเสียที่มีความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูง (เช่น น้ำมันและไขมัน ) สารมลพิษที่เป็นพิษ (เช่น โลหะหนักสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย ) หรือสาร อาหารเช่นแอมโมเนีย[ 2 ] : 180บางอุตสาหกรรมติดตั้งระบบบำบัดเบื้องต้นเพื่อกำจัดสารมลพิษบางชนิด (เช่น สารประกอบที่เป็นพิษ) แล้วจึงปล่อยน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดบางส่วนลงสู่ระบบท่อระบายน้ำของเทศบาล[ 3 ] : 60
อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ก่อให้เกิดน้ำเสียแนวโน้มล่าสุดคือการลดปริมาณน้ำเสียดังกล่าวให้น้อยที่สุด หรือนำน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการผลิต บางอุตสาหกรรมประสบความสำเร็จในการออกแบบกระบวนการผลิตใหม่เพื่อลดหรือกำจัดมลพิษ[ 4 ]แหล่งที่มาของน้ำเสียจากอุตสาหกรรม ได้แก่ การผลิตแบตเตอรี่ การผลิตสารเคมี โรงไฟฟ้า อุตสาหกรรม อาหารอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า การทำงานโลหะ เหมืองแร่และเหมืองหิน อุตสาหกรรมนิวเคลียร์การสกัดน้ำมันและ ก๊าซ การกลั่นปิโตรเลียม และปิโตรเคมีการผลิตยา อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ โรงถลุงโลหะโรงงานสิ่งทอการปนเปื้อนน้ำมันอุตสาหกรรมการบำบัดน้ำ และการถนอมไม้กระบวนการบำบัด ได้แก่ การบำบัดน้ำเกลือ การกำจัดของแข็ง (เช่น การตกตะกอนทางเคมี การกรอง) การกำจัดน้ำมันและไขมัน การกำจัดสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ การกำจัดสารอินทรีย์อื่นๆ การกำจัดกรดและด่าง และการกำจัดสารพิษ
ประเภท
สถานประกอบการอุตสาหกรรมอาจก่อให้เกิดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:
- ของเสียจากกระบวนการผลิต ซึ่งอาจรวมถึงสารมลพิษทั่วไป (เช่น สารที่ควบคุมได้ด้วย ระบบ บำบัดขั้นที่สอง ) สารมลพิษ ที่เป็นพิษ (เช่น ตัวทำละลาย โลหะหนัก) และสารประกอบที่เป็นอันตรายอื่นๆ เช่นสารอาหาร
- ของเสียที่ไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิต: น้ำ ทิ้งจากหม้อไอน้ำและน้ำหล่อเย็นซึ่งก่อให้เกิดมลพิษทางความร้อนและสารมลพิษอื่นๆ
- น้ำเสียจากพื้นที่อุตสาหกรรมเกิดจากโรงงานผลิต อุตสาหกรรมบริการ และแหล่งพลังงานและเหมืองแร่
- ของเสียจากภาคพลังงานและเหมืองแร่: น้ำเสียจากเหมืองแร่ที่เป็นกรดน้ำเสียจากการสกัดน้ำมันและก๊าซสารกัมมันตรังสี
- ของเสียที่เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการบำบัดหรือการทำความเย็น: การล้างย้อน (การบำบัดน้ำ ) น้ำเกลือ
สารปนเปื้อน
น้ำเสียจากอุตสาหกรรมอาจปล่อยสารมลพิษต่อไปนี้ลงสู่แหล่งน้ำ หากน้ำเสียดังกล่าวไม่ได้รับการบำบัดและจัดการอย่างเหมาะสม:
- โลหะหนักได้แก่ปรอทตะกั่วและโครเมียม
- สาร อินทรีย์และสารอาหาร เช่นเศษอาหาร : อุตสาหกรรมบางประเภท (เช่นการแปรรูปอาหาร ของเสีย จากโรงฆ่าสัตว์เส้นใยกระดาษ วัสดุจากพืช ฯลฯ) ปล่อย BOD แอมโมเนียไนโตรเจน และน้ำมันและไขมันในปริมาณสูง[ 5 ] : 180 [ 6 ]
- อนุภาค อนินทรีย์เช่นทรายกรวด อนุภาคโลหะ เศษยางจากยางรถยนต์เซรามิก เป็นต้น
- สารพิษเช่นยาฆ่าแมลงสารพิษสารกำจัดวัชพืชเป็นต้น
- ยา สารประกอบที่รบกวนต่อมไร้ท่อ ฮอร์โมน สารประกอบเพอร์ฟลูออริเนต ซิโลเซน ยาเสพติด และสารอันตรายอื่นๆ[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
- ไมโครพลาสติกเช่น ลูกปัดโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีน โพลีเอสเตอร์ และโพลีอะไมด์[ 10 ]
- มลภาวะทางความร้อนจากโรงไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรม
- สารกัมมันตรังสีจาก การ ทำเหมืองยูเรเนียมการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์การเดินเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือการกำจัดกากกัมมันตรังสี
- การปล่อยของเสียจากอุตสาหกรรมบางส่วนประกอบด้วยสารมลพิษอินทรีย์ที่ตกค้างเช่นสารเพอร์และโพลีฟลูออโรอัลคิล (PFAS) [ 11 ] [ 12 ]
ภาคอุตสาหกรรม
ชนิดของสารมลพิษที่เกิดขึ้นและระดับความเข้มข้นของน้ำเสียที่ปล่อยออกมานั้น อาจแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภาคอุตสาหกรรม
การผลิตแบตเตอรี่
ผู้ผลิต แบตเตอรี่มีความเชี่ยวชาญในการผลิตอุปกรณ์ขนาดเล็กสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์พกพา (เช่น เครื่องมือไฟฟ้า) หรือหน่วยขนาดใหญ่ที่มีกำลังสูงสำหรับรถยนต์ รถบรรทุก และยานพาหนะอื่นๆ ที่ใช้เครื่องยนต์ มลพิษที่เกิดขึ้นในโรงงานผลิต ได้แก่ แคดเมียม โครเมียม โคบอลต์ ทองแดง ไซยาไนด์ เหล็ก ตะกั่ว แมงกานีส ปรอท นิกเกล เงิน สังกะสี น้ำมัน และไขมัน[ 13 ]
ระบบบำบัดของเสียส่วนกลาง
โรงงานบำบัดของเสียแบบรวมศูนย์ (CWT) ดำเนินการบำบัดของเสียอุตสาหกรรมที่เป็นของเหลวหรือของแข็งที่เกิดจากโรงงานผลิตนอกสถานที่ ผู้ผลิตอาจส่งของเสียไปยังโรงงาน CWT แทนที่จะทำการบำบัดในสถานที่ เนื่องจากข้อจำกัดต่างๆ เช่น พื้นที่จำกัด ความยากลำบากในการออกแบบและดำเนินการระบบในสถานที่ หรือข้อจำกัดที่กำหนดโดยกฎระเบียบและใบอนุญาตด้านสิ่งแวดล้อม ผู้ผลิตอาจพิจารณาว่าการใช้ CWT มีต้นทุนที่คุ้มค่ากว่าการบำบัดของเสียด้วยตนเอง ซึ่งมักเกิดขึ้นกับผู้ผลิตที่เป็นธุรกิจขนาดเล็ก[ 14 ]
โรงงาน CWT มักได้รับของเสียจากผู้ผลิตหลากหลายประเภท รวมถึงโรงงานเคมี การผลิตและตกแต่งโลหะ และน้ำมันใช้แล้วและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมจากภาคการผลิตต่างๆ ของเสียเหล่านี้อาจถูกจัดประเภทเป็นของเสียอันตรายมีความเข้มข้นของสารมลพิษสูง หรือยากต่อการบำบัด ในปี 2000 สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาได้เผยแพร่ระเบียบข้อบังคับเกี่ยวกับน้ำเสียสำหรับโรงงาน CWT ในสหรัฐอเมริกา[ 15 ]
การผลิตสารเคมี

การผลิตสารเคมีอินทรีย์
สารมลพิษเฉพาะที่ปล่อยออกมาจากผู้ผลิตสารเคมีอินทรีย์นั้นแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละโรงงาน ขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตภัณฑ์ที่ผลิต เช่น สารเคมีอินทรีย์จำนวนมาก เรซิน สารกำจัดศัตรูพืช พลาสติก หรือเส้นใยสังเคราะห์ สารประกอบอินทรีย์บางชนิดที่อาจถูกปล่อยออกมา ได้แก่เบนซีนคลอโรฟอร์มแนฟทาลีนฟีนอลโทลูอีนและไวนิลคลอไรด์ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD) ซึ่งเป็นการวัดโดยรวมของสารมลพิษอินทรีย์หลายชนิด อาจใช้เพื่อประเมินประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ และใช้เป็นพารามิเตอร์ควบคุมในใบอนุญาตการปล่อยน้ำเสียบางประเภท การปล่อยสารมลพิษโลหะอาจรวมถึงโครเมียมทองแดงตะกั่วนิกเกลและสังกะสี[ 16 ]
การผลิตสารเคมีอนินทรีย์
ภาคอุตสาหกรรมเคมีอนินทรีย์ครอบคลุมผลิตภัณฑ์และกระบวนการที่หลากหลาย แม้ว่าโรงงานแต่ละแห่งอาจผลิตผลิตภัณฑ์และสารมลพิษในขอบเขตที่แคบกว่าก็ตาม ผลิตภัณฑ์ได้แก่ สารประกอบอะลูมิเนียม แคลเซียมคาร์ไบด์และแคลเซียมคลอไรด์ กรดไฮโดรฟลูออริก สารประกอบโพแทสเซียม บอแรกซ์ สารประกอบโครเมียมและฟลูออรีน สารประกอบแคดเมียมและสังกะสี สารมลพิษที่ปล่อยออกมาจะแตกต่างกันไปตามภาคผลิตภัณฑ์และโรงงานแต่ละแห่ง และอาจรวมถึงสารหนู คลอรีน ไซยาไนด์ ฟลูออไรด์ และโลหะหนัก เช่น โครเมียม ทองแดง เหล็ก ตะกั่ว ปรอท นิกเกล และสังกะสี[ 17 ]
โรงไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลโดยเฉพาะ โรงไฟฟ้า ถ่านหินเป็นแหล่งสำคัญของน้ำเสียอุตสาหกรรม โรงไฟฟ้าเหล่านี้หลายแห่งปล่อยน้ำเสียที่มีโลหะหนักในปริมาณมาก เช่นตะกั่วปรอทแคดเมียมและโครเมียมรวมถึงสารหนูซีลีเนียมและสารประกอบไนโตรเจน ( ไนเตรตและไนไตรต์)กระแสน้ำเสียประกอบด้วย การกำจัดกำมะถัน จากก๊าซไอเสียเถ้าลอยเถ้าก้นเตาและ การควบคุมปรอท ในก๊าซไอเสียโรงไฟฟ้าที่มีระบบควบคุมมลพิษทางอากาศ เช่นเครื่องดักจับแบบเปียกมักจะถ่ายโอนสารมลพิษที่ดักจับได้ไปยังกระแสน้ำเสีย[ 18 ]
บ่อเถ้า ซึ่งเป็นบ่อกักเก็บบนพื้นผิวชนิดหนึ่ง เป็นเทคโนโลยีการบำบัดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงไฟฟ้าถ่านหิน บ่อเหล่านี้ใช้แรงโน้มถ่วงในการตกตะกอนอนุภาคขนาดใหญ่ (วัดเป็นของแข็งแขวนลอยทั้งหมด ) จากน้ำเสียของโรงไฟฟ้า เทคโนโลยีนี้ไม่ได้บำบัดสารมลพิษที่ละลายอยู่ โรงไฟฟ้าใช้เทคโนโลยีเพิ่มเติมในการควบคุมสารมลพิษ ขึ้นอยู่กับกระแสน้ำเสียเฉพาะในโรงไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงการจัดการเถ้าแบบแห้ง การรีไซเคิลเถ้าแบบวงปิดการตกตะกอนทางเคมีการบำบัดทางชีวภาพ (เช่น กระบวนการ ตะกอนเร่ง ) ระบบเมมเบรน และระบบการระเหยและการตกผลึก[ 18 ]ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนและ ระบบ อิเล็กโทรไดอะลิซิสทำให้สามารถบำบัดน้ำเสียจากการกำจัด กำมะถันใน ก๊าซไอเสีย ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง เพื่อให้เป็นไปตามข้อจำกัดการปล่อยน้ำเสียของ EPA ในปัจจุบัน[ 19 ]แนวทางการบำบัดนี้คล้ายคลึงกันสำหรับน้ำเสียอุตสาหกรรมที่มีตะกอนสูงอื่นๆ
อุตสาหกรรมอาหาร

น้ำเสียที่เกิดจากกิจกรรมทางการเกษตรและการแปรรูปอาหารมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากน้ำเสียทั่วไปของเทศบาลที่จัดการโดย โรง บำบัดน้ำเสีย สาธารณะหรือเอกชน ทั่วโลก คือสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพและไม่เป็นพิษ แต่มีค่า BOD และของแข็งแขวนลอย (SS) สูง [ 20 ]องค์ประกอบของน้ำเสียจากอาหารและการเกษตรมักคาดเดาได้ยาก เนื่องจากความแตกต่างของค่า BOD และpHในน้ำทิ้งจากผลิตภัณฑ์ผัก ผลไม้ และเนื้อสัตว์ และเนื่องจากลักษณะตามฤดูกาลของการแปรรูปอาหารและการจัดการหลังการเก็บเกี่ยว[ 21 ]
การแปรรูปอาหารจากวัตถุดิบต้องใช้น้ำคุณภาพสูงปริมาณมาก การล้างผักทำให้เกิดน้ำที่มีอนุภาคแขวนลอยและสารอินทรีย์ ละลายอยู่เป็นจำนวนมาก นอกจากนี้ยังอาจมีสารลดแรงตึงผิวและยาฆ่าแมลงอีกด้วย
สถานประกอบ การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ (ฟาร์มปลา) มักปล่อยไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในปริมาณมาก รวมถึงของแข็งแขวนลอยด้วย สถานประกอบการบางแห่งใช้ยาและสารกำจัดศัตรูพืช ซึ่งอาจมีอยู่ในน้ำเสีย[ 22 ]
โรงงานแปรรูปผลิตภัณฑ์นมก่อให้เกิดมลพิษทั่วไป (BOD, SS) [ 23 ]
การฆ่าและแปรรูปสัตว์ก่อให้เกิดของเสียอินทรีย์จากของเหลวในร่างกาย เช่นเลือดและ สิ่งตกค้าง ในลำไส้สารมลพิษที่เกิดขึ้น ได้แก่ BOD, SS, แบคทีเรียโคลิฟอร์ม , น้ำมันและไขมัน, ไนโตรเจนอินทรีย์และแอมโมเนีย[ 24 ]
การแปรรูปอาหารเพื่อจำหน่ายก่อให้เกิดของเสียจากการปรุงอาหารซึ่งมักอุดมไปด้วยสารอินทรีย์จากพืช และอาจมีเกลือสารปรุงแต่งรสสารแต่งสี และกรดหรือด่างอยู่ด้วย นอกจากนี้ ยังอาจมีไขมัน น้ำมัน และจาระบี ("FOG") ในปริมาณมาก ซึ่งหากมีความเข้มข้นมากพออาจทำให้ท่อระบายน้ำอุดตันได้ เทศบาลบางแห่งกำหนดให้ร้านอาหารและธุรกิจแปรรูปอาหารต้องใช้อุปกรณ์ดักจับไขมันและควบคุมการกำจัด FOG ในระบบท่อระบายน้ำ[ 25 ]
กระบวนการแปรรูปอาหาร เช่น การทำความสะอาดโรงงาน การลำเลียงวัตถุดิบ การบรรจุขวด และการล้างผลิตภัณฑ์ ก่อให้เกิดน้ำเสีย โรงงานแปรรูปอาหารหลายแห่งจำเป็นต้องมีการบำบัดน้ำเสียในสถานที่ก่อนที่จะนำน้ำเสียไปใช้ในพื้นที่เกษตรกรรม หรือปล่อยลงสู่แหล่งน้ำหรือระบบท่อระบายน้ำ ระดับสารแขวนลอยอินทรีย์ที่สูงจะเพิ่มค่า BOD และอาจส่งผลให้มีค่าธรรมเนียมท่อระบายน้ำสูงขึ้น วิธีการตกตะกอน การกรองด้วยตะแกรงลวด หรือการกรองด้วยสายพานหมุน (การกรองระดับไมโคร) เป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการลดปริมาณสารแขวนลอยอินทรีย์ก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ

การผลิตแก้ว
ของเสียจากการผลิตแก้วจะแตกต่างกันไปตามประเภทของแก้วที่ผลิต ซึ่งรวมถึงไฟเบอร์กลาสแก้วแผ่นแก้วรีดและภาชนะแก้ว เป็นต้น น้ำเสียที่ปล่อยออกมาจากโรงงานผลิตแก้วอาจมีแอมโมเนีย BOD ความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) ฟลูออไรด์ตะกั่ว น้ำมัน ฟีนอล และ/หรือฟอสฟอรัส นอกจากนี้ น้ำเสียอาจมีสภาพเป็นกรดสูง (pH ต่ำ) หรือด่างสูง (pH สูง) [ 26 ]
อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า
การผลิตเหล็กจากแร่เกี่ยวข้องกับ ปฏิกิริยา รีดักชัน ที่รุนแรง ในเตาหลอมเหล็ก น้ำหล่อเย็นย่อมปนเปื้อนด้วยผลิตภัณฑ์ต่างๆ โดยเฉพาะแอมโมเนียและไซยาไนด์การผลิตโค้กจากถ่านหินในโรงงานโค้กยังต้องใช้น้ำหล่อเย็นและการใช้น้ำในการแยกผลิตภัณฑ์พลอยได้ การปนเปื้อนของของเสียรวมถึงผลิตภัณฑ์จากการแปรสภาพเป็นแก๊ส เช่นเบนซีน แนฟทาลี นแอนทราซีนไซยาไนด์ แอมโมเนียฟีนอล ครีซอล พร้อมกับ สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนกว่าหลายชนิดที่รู้จักกันในชื่อรวมว่าโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAH) [ 27 ]
การแปรรูปเหล็กหรือเหล็กกล้าให้เป็นแผ่น ลวด หรือแท่ง ต้องผ่านกระบวนการแปรรูปทางกลทั้งแบบร้อนและเย็น โดยมักใช้น้ำเป็นสารหล่อลื่นและสารหล่อเย็น สารปนเปื้อน ได้แก่น้ำมันไฮดรอลิ ก ไขมันสัตว์ และอนุภาคของแข็ง การบำบัดขั้นสุดท้ายของผลิตภัณฑ์เหล็กและเหล็กกล้าก่อนจำหน่ายต่อไปยังกระบวนการผลิต ได้แก่การดองในกรดแร่เข้มข้นเพื่อขจัดสนิมและเตรียมพื้นผิวสำหรับ การชุบ ดีบุกหรือโครเมียมหรือการบำบัดพื้นผิวอื่นๆ เช่นการชุบสังกะสีหรือการทาสีกรดที่ใช้กันทั่วไปสองชนิดคือกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกน้ำเสียประกอบด้วยน้ำล้างที่เป็นกรดรวมกับกรดเสีย แม้ว่าโรงงานหลายแห่งจะดำเนินการโรงงานกู้คืนกรด (โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรงงานที่ใช้กรดไฮโดรคลอริก) ซึ่งกรดแร่จะถูกต้มแยกออกจากเกลือเหล็ก แต่ก็ยังคงมีเฟอร์รัสซัลเฟตหรือเฟอร์รัสคลอไรด์ ที่เป็นกรดสูงปริมาณมาก ที่ต้องกำจัดทิ้ง น้ำเสียจากอุตสาหกรรมเหล็กจำนวนมากปนเปื้อนด้วยน้ำมันไฮดรอลิก หรือที่เรียกว่าน้ำมันละลายน้ำได้
งานโลหะ
อุตสาหกรรมหลายแห่งดำเนินการแปรรูปวัตถุดิบโลหะ (เช่น แผ่นโลหะแท่งโลหะแท่งเหล็ก ) ในการผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย อุตสาหกรรมเหล่านี้ได้แก่ การผลิตรถยนต์ รถบรรทุก และเครื่องบิน การผลิตเครื่องมือและฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้สำนักงาน เรือและเรือเดินทะเล เครื่องใช้ไฟฟ้าและผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนอื่นๆ และอุปกรณ์อุตสาหกรรมแบบอยู่กับที่ (เช่น คอมเพรสเซอร์ ปั๊ม หม้อไอน้ำ) กระบวนการทั่วไปที่ดำเนินการในโรงงานเหล่านี้ ได้แก่ การเจียร การกลึง การเคลือบและการทาสี การกัดด้วยสารเคมีและการกัด การล้างไขมันด้วยตัวทำละลาย การชุบด้วยไฟฟ้า และการชุบอะโนไดซ์น้ำเสียที่เกิดจากอุตสาหกรรมเหล่านี้อาจมีโลหะหนัก(สารมลพิษโลหะหนักทั่วไปจากอุตสาหกรรมเหล่านี้ ได้แก่ แคดเมียม โครเมียม ทองแดง ตะกั่ว นิกเกล เงิน และสังกะสี) ไซยาไนด์ และตัวทำละลายเคมีต่างๆ น้ำมัน และไขมัน[ 28 ] [ 29 ]
เหมืองแร่และเหมืองหิน
น้ำเสียหลักที่เกี่ยวข้องกับเหมืองและเหมืองหินคือน้ำที่ประกอบด้วยอนุภาคหินในน้ำ ซึ่งเกิดจากน้ำฝนที่ชะล้างพื้นผิวที่เปิดโล่งและถนนขนส่ง รวมถึงกระบวนการล้างและคัดขนาดหิน ปริมาณน้ำอาจมีมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกิดจากน้ำฝนในพื้นที่ขนาดใหญ่[ 30 ]การดำเนินการแยกเฉพาะทางบางอย่าง เช่น การล้าง ถ่านหินเพื่อแยกถ่านหินออกจากหินธรรมชาติโดยใช้การไล่ระดับความหนาแน่นสามารถก่อให้เกิดน้ำเสียที่ปนเปื้อนด้วยอนุภาคเฮมาไท ต์ละเอียด และสารลดแรงตึงผิวน้ำมันและน้ำมันไฮดรอลิกก็เป็นสารปนเปื้อนทั่วไปเช่นกัน[ 31 ]
น้ำเสียจากเหมืองแร่โลหะและโรงงานแปรรูปแร่จะปนเปื้อนด้วยแร่ธาตุที่มีอยู่ในหินดั้งเดิมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ หลังจากการบดและการสกัดวัสดุที่ต้องการแล้ว วัสดุที่ไม่พึงประสงค์อาจเข้าสู่กระแสน้ำเสีย สำหรับเหมืองแร่โลหะ อาจรวมถึงโลหะที่ไม่ต้องการ เช่นสังกะสีและวัสดุอื่นๆ เช่นสารหนูการสกัดโลหะที่มีมูลค่าสูง เช่นทองคำและเงินอาจทำให้เกิดตะกอนที่มีอนุภาคละเอียดมาก ซึ่งการกำจัดสารปนเปื้อนทางกายภาพจะทำได้ยากเป็นพิเศษ[ 32 ]
นอกจากนี้ โครงสร้างทางธรณีวิทยาที่กักเก็บโลหะที่มีมูลค่าทางเศรษฐกิจ เช่นทองแดงและทองคำ มักประกอบด้วยแร่ประเภทซัลไฟด์ กระบวนการแปรรูปเกี่ยวข้องกับการบดหินให้เป็นอนุภาคละเอียดแล้วสกัดโลหะที่ต้องการ โดยหินที่เหลือเรียกว่ากากแร่ กากแร่เหล่านี้ประกอบด้วยโลหะที่เหลือที่ไม่พึงประสงค์และส่วนประกอบของซัลไฟด์ ซึ่งในที่สุดจะก่อตัวเป็นกรดซัลฟิวริกเมื่อสัมผัสกับอากาศและน้ำ ซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อกากแร่ถูกกำจัดในบ่อเก็บขนาดใหญ่น้ำเสียจากเหมืองแร่ที่เป็นกรดซึ่งมักอุดมไปด้วยโลหะหนัก (เนื่องจากกรดละลายโลหะ) เป็นหนึ่งในผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหลายประการของการทำเหมือง[ 32 ]
อุตสาหกรรมนิวเคลียร์
ของเสียที่เกิดจากอุตสาหกรรมนิวเคลียร์และเคมีรังสีจะถูกจัดการเป็นของเสียกัมมันตรังสี [ 33 ]
นักวิจัยได้ศึกษาการสะสมทางชีวภาพของสตรอนเทียมโดยScenedesmus spinosus ( สาหร่าย ) ในน้ำเสียจำลอง การศึกษาดังกล่าวอ้าง ว่า S. spinosus มีความสามารถ ในการดูดซับทางชีวภาพ แบบเลือกเฉพาะ สำหรับสตรอนเทียม ซึ่งบ่งชี้ว่าอาจเหมาะสมสำหรับการใช้กับน้ำเสียจากโรงงานนิวเคลียร์[ 34 ]
การสกัดน้ำมันและก๊าซ
การดำเนินงานบ่อน้ำมันและก๊าซก่อให้เกิดน้ำเสียซึ่งอาจมีน้ำมัน โลหะมีพิษ (เช่นสารหนูแคดเมียมโครเมียมปรอทตะกั่ว) เกลือ สารเคมีอินทรีย์ และของแข็ง น้ำเสียบางส่วนมีร่องรอยของสารกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แท่นขุด เจาะ น้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งยังก่อให้เกิดการระบายน้ำจากดาดฟ้า ขยะในครัวเรือน และขยะสุขภัณฑ์ ในระหว่างกระบวนการขุดเจาะ บริเวณบ่อมักจะปล่อยเศษหินจากการขุดเจาะและโคลนเจาะ (ของเหลวในการขุดเจาะ) [ 35 ]
การกลั่นปิโตรเลียมและปิโตรเคมี
สารมลพิษที่ปล่อยออกมาจากโรงกลั่นปิโตรเลียมและโรงงานปิโตรเคมี ได้แก่ สารมลพิษทั่วไป (BOD, น้ำมันและไขมัน, ของแข็งแขวนลอย ) แอมโมเนีย โครเมียม ฟีนอล และซัลไฟด์[ 36 ]
การผลิตยา
โรงงานผลิตยาโดยทั่วไปจะสร้างน้ำเสียจากกระบวนการต่างๆ มากมาย รวมถึงตัวทำละลาย สารละลายกรดและด่างที่ใช้แล้ว น้ำจากปฏิกิริยาเคมี น้ำล้างผลิตภัณฑ์ ไอน้ำควบแน่น น้ำทิ้งจากเครื่องดักจับมลพิษทางอากาศ และน้ำล้างอุปกรณ์ น้ำเสียที่ไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการโดยทั่วไป ได้แก่ น้ำหล่อเย็นและน้ำไหลบ่าจากพื้นที่โรงงาน สารมลพิษที่เกิดจากอุตสาหกรรม ได้แก่อะซิโตนแอมโมเนีย เบนซีน BOD คลอโรฟอร์ม ไซยาไนด์ เอทานอล เอทิลอะซิเตตไอโซโพรพานอล เมทิลีนคลอไรด์ เมทานอลฟีนอล และโทลูอีน เทคโนโลยีการบำบัดที่ใช้ ได้แก่ การบำบัดทางชีวภาพขั้นสูง (เช่น ตะกอนเร่งปฏิกิริยาพร้อมไนตริฟิเคชัน) การกรองแบบมัลติมีเดียการทำลายไซยาไนด์ (เช่นการไฮโดรไลซิส ) การกำจัดด้วยไอน้ำและการรีไซเคิลน้ำเสีย[ 37 ]
การประยุกต์ใช้ระบบบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรมยา
โรงงานบำบัดน้ำเสีย (ETP) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยาเพื่อบำบัดน้ำเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิต การทำความสะอาด การดำเนินงานในห้องปฏิบัติการ และกระบวนการสาธารณูปโภค ระบบเหล่านี้ช่วยให้โรงงานยาปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม ลดมลพิษ และรับประกันการปล่อยหรือการนำน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วกลับมาใช้ใหม่อย่างปลอดภัย[ 38 ]
อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ

น้ำเสียจากอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษและกระดาษโดยทั่วไปมีของแข็งแขวนลอยและ BOD สูง โรงงานที่ฟอกเยื่อไม้เพื่อทำกระดาษอาจก่อให้เกิดคลอโรฟอร์มไดออกซิน (รวมถึง2,3,7,8-TCDD ) ฟิวแรนฟีนอล และความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) [ 39 ]โรงงานผลิตกระดาษแบบแยกเดี่ยวที่ใช้เยื่อกระดาษนำเข้าอาจต้องการเพียงการบำบัดขั้นต้นแบบง่ายๆ เช่นการตกตะกอนหรือการลอยตัวด้วยอากาศละลายปริมาณ BOD หรือ COD ที่เพิ่มขึ้น รวมถึงมลพิษอินทรีย์ อาจต้องใช้การบำบัดทางชีวภาพ เช่นตะกอนเร่งหรือเครื่องปฏิกรณ์แบบตะกอนไร้อากาศ แบบไหลขึ้น สำหรับโรงงานที่มีปริมาณสารอนินทรีย์สูง เช่น เกลือ อาจต้องมีการบำบัดขั้นที่สาม ไม่ว่าจะเป็นการบำบัดด้วยเมมเบรนทั่วไป เช่นอัลตราฟิลเตรชันหรือรีเวิร์สออสโมซิสหรือการบำบัดเพื่อกำจัดสารปนเปื้อนเฉพาะ เช่น สารอาหาร
โรงถลุงโลหะ
สารมลพิษที่ปล่อยออกมาจากโรงถลุงโลหะ ที่ไม่ใช่เหล็ก จะแตกต่างกันไปตามแร่โลหะพื้นฐานโรงถลุง บอกไซต์ ก่อให้เกิดฟีนอล[ 40 ] : 131แต่โดยทั่วไปจะใช้บ่อตกตะกอนและการระเหยเพื่อจัดการของเสียเหล่านี้ โดยไม่จำเป็นต้องปล่อยน้ำเสียเป็นประจำ[ 40 ] : 395 โรงถลุงอะลูมิเนียม โดยทั่วไปจะปล่อย ฟลูออไร ด์ เบนโซ(a)ไพรีนแอนติมอนีและนิกเกลรวมถึงอะลูมิเนียมด้วย โรงถลุงทองแดงโดยทั่วไปจะ ปล่อย แคดเมียมตะกั่ว สังกะสี สารหนู และนิกเกล นอกเหนือจากทองแดงในน้ำเสีย โรงถลุงตะกั่วปล่อยตะกั่วและสังกะสี โรงถลุงนิกเกลและโคบอลต์ปล่อยแอมโมเนียและทองแดง นอกเหนือจากโลหะพื้นฐาน โรงถลุงสังกะสีปล่อยสารหนู แคดเมียม ทองแดง ตะกั่ว ซีลีเนียม และสังกะสี[ 41 ]
กระบวนการบำบัดทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรม ได้แก่ การตกตะกอนทางเคมี การตกตะกอน และการกรอง[ 40 ] : 145
โรงงานสิ่งทอ
โรงงานสิ่งทอรวมถึง ผู้ผลิต พรมสร้างน้ำเสียจากกระบวนการที่หลากหลาย เช่นการทำความสะอาดและการตกแต่ง การผลิต เส้นด้ายและการตกแต่งผ้า (เช่นการฟอกขาวการย้อมสีการบำบัด ด้วยเรซิน การกัน น้ำ และการเคลือบสารหน่วงไฟ ) สารมลพิษที่เกิดจากโรงงานสิ่งทอ ได้แก่ BOD, SS, น้ำมันและไขมัน ซัลไฟด์ ฟีนอล และโครเมียม[ 42 ] สารตกค้าง ของยาฆ่าแมลงในขนแกะเป็นปัญหาอย่างยิ่งในการบำบัดน้ำเสียที่เกิดจากกระบวนการแปรรูปขนสัตว์ ไขมันสัตว์อาจมีอยู่ในน้ำเสีย ซึ่งหากไม่ปนเปื้อน สามารถนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อผลิตไขมันสัตว์หรือแปรรูปต่อไปได้
โรงงานย้อมผ้าก่อให้เกิดน้ำเสียที่มีสีย้อมสังเคราะห์ (เช่น สีย้อมรีแอคทีฟ สีย้อมกรด สีย้อมเบส สีย้อมกระจายตัว สีย้อมแวต สีย้อมซัลเฟอร์ สีย้อมมอร์แดนท์ สีย้อมไดเร็กต์ สีย้อมอินเกรน สีย้อมตัวทำละลาย สีย้อมเม็ดสี) [ 43 ]และสีย้อมธรรมชาติ สารเพิ่มความข้นของกัม (กัวร์) และสารลดแรงตึงผิวต่างๆ สารบัฟเฟอร์ pH และสารหน่วงหรือเร่งการย้อมสี หลังจากบำบัดด้วยสารตกตะกอนและสารช่วยตกตะกอนที่ใช้โพลีเมอร์ พารามิเตอร์การตรวจสอบทั่วไป ได้แก่ BOD, COD, สี (ADMI), ซัลไฟด์, น้ำมันและไขมัน, ฟีนอล, TSSและโลหะหนัก (โครเมียม, สังกะสี , ตะกั่ว, ทองแดง)
การปนเปื้อนของน้ำมันอุตสาหกรรม
การใช้งานในภาคอุตสาหกรรมที่น้ำมันเข้าสู่กระแสน้ำเสียอาจรวมถึงสถานีล้างรถ โรงงานซ่อมบำรุง คลังเก็บเชื้อเพลิง ศูนย์กลางการขนส่ง และการผลิตไฟฟ้า โดยทั่วไปน้ำเสียจะถูกปล่อยลงสู่ระบบท่อระบายน้ำหรือระบบบำบัดน้ำเสียของท้องถิ่น และต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมของท้องถิ่น สารปนเปื้อนทั่วไปอาจรวมถึงตัวทำละลาย ผงซักฟอก กรวด สารหล่อลื่น และไฮโดรคาร์บอน[ 44 ]
การบำบัดน้ำ
อุตสาหกรรมหลายแห่งมีความจำเป็นต้องบำบัดน้ำเพื่อให้ได้น้ำคุณภาพสูงมากสำหรับกระบวนการต่างๆ เช่น การสังเคราะห์สารเคมีบริสุทธิ์ หรือน้ำป้อนหม้อไอน้ำ นอกจากนี้ กระบวนการบำบัดน้ำบางอย่างยังก่อให้เกิดกากตะกอนอินทรีย์และแร่ธาตุจากการกรองและการตกตะกอนซึ่งจำเป็นต้องได้รับการบำบัดการแลกเปลี่ยนไอออนโดยใช้เรซินธรรมชาติหรือสังเคราะห์จะกำจัด ไอออน แคลเซียมแมกนีเซียมและคาร์บอเนตออกจากน้ำ โดยทั่วไปจะแทนที่ด้วยโซเดียมคลอไรด์ ไฮดรอกซิลและ/หรือไอออนอื่นๆ การฟื้นฟูคอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออนด้วยกรดและด่างเข้มข้นจะทำให้เกิดน้ำเสียที่มีไอออนความกระด้างสูง ซึ่งจะตกตะกอนได้ง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผสมกับส่วนประกอบอื่นๆ ในน้ำเสีย
การรักษาเนื้อไม้
โรงงาน ถนอมไม้ก่อให้เกิดมลพิษทั่วไปและสารพิษ รวมถึงสารหนู COD ทองแดง โครเมียม ค่า pH ที่สูงหรือต่ำผิดปกติ ฟีนอล สารแขวนลอย น้ำมัน และไขมัน[ 45 ]
วิธีการรักษา

การปนเปื้อนของน้ำเสียประเภทต่างๆ จำเป็นต้องใช้กลยุทธ์ที่หลากหลายในการกำจัดการปนเปื้อน[ 1 ]กระบวนการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ เช่นโรงกลั่นน้ำมัน โรงงาน เคมีและปิโตรเคมีมีสิ่งอำนวยความสะดวกในการบำบัดน้ำเสียในสถานที่ เพื่อให้ความเข้มข้นของสารมลพิษในน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดเป็นไปตามข้อกำหนดเกี่ยวกับการกำจัดน้ำเสียลงท่อระบายน้ำหรือลงสู่แม่น้ำ ทะเลสาบ หรือมหาสมุทร[ 1 ] : 1412พื้นที่ชุ่มน้ำที่สร้างขึ้นกำลังถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากให้การบำบัดในสถานที่ที่มีคุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพ กระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ผลิตน้ำเสียจำนวนมาก เช่นการผลิตกระดาษและเยื่อกระดาษทำให้เกิดความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม นำไปสู่การพัฒนากระบวนการรีไซเคิลน้ำที่ใช้ภายในโรงงานก่อนที่จะต้องทำความสะอาดและกำจัด[ 46 ]
โรงงานบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมอาจประกอบด้วยองค์ประกอบอย่างใดอย่างหนึ่งหรือมากกว่านั้น แทนที่จะเป็นลำดับขั้นตอนการบำบัดแบบดั้งเดิมของโรงงานบำบัดน้ำเสียทั่วไป:
- เครื่องแยกน้ำมัน-น้ำ APIสำหรับการกำจัดน้ำมันเฟสแยกออกจากน้ำเสีย[ 47 ] : 180
- เครื่องกรองสำหรับกำจัดของแข็งออกจากน้ำเสีย[ 48 ] : 41–15
- ตัวกรองหยาบเพื่อลดความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมีของน้ำเสีย[ 48 ] : 23–11
- โรงงานกรองคาร์บอนเพื่อกำจัดสารประกอบอินทรีย์ที่ละลายน้ำที่เป็นพิษออกจากน้ำเสีย[ 47 ] : 210
- ระบบอิเล็กโทรไดอะลิซิ สแบบย้อนกลับ (EDR) ขั้นสูงพร้อมเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน
การบำบัดด้วยน้ำเกลือ
การบำบัด น้ำเกลือเกี่ยวข้องกับการกำจัดไอออนเกลือ ที่ละลาย อยู่ในน้ำเสีย แม้ว่าจะมีส่วนคล้ายคลึงกับการแยก เกลือออกจากน้ำทะเลหรือน้ำกร่อย แต่การบำบัดน้ำเกลือในระดับอุตสาหกรรมอาจมีไอออนที่ละลายอยู่หลายชนิด เช่น ไอออนความกระด้างหรือโลหะอื่นๆ ซึ่งจำเป็นต้องใช้กระบวนการและอุปกรณ์เฉพาะ
โดยทั่วไป ระบบบำบัดน้ำเกลือจะได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อลดปริมาณของเสียที่ปล่อยออกมาในขั้นตอนสุดท้ายเพื่อการกำจัดที่ประหยัดกว่า (เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการกำจัดมักขึ้นอยู่กับปริมาณ) หรือเพื่อเพิ่มการกู้คืนน้ำจืดหรือเกลือให้ได้มากที่สุด ระบบบำบัดน้ำเกลืออาจได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อลดการใช้ไฟฟ้า การใช้สารเคมี หรือพื้นที่ที่ใช้ไปอีกด้วย
การบำบัดด้วยน้ำเกลือเป็นกระบวนการที่พบได้ทั่วไปในการบำบัดน้ำทิ้งจากหอทำความเย็น น้ำเสียจากกระบวนการระบายด้วยแรงโน้มถ่วงโดยใช้ไอน้ำ (SAGD) น้ำเสียจาก การสกัด ก๊าซธรรมชาติเช่นก๊าซจากชั้นถ่านหินน้ำเสียจากกระบวนการแยกชั้นหิน น้ำเสียจากเหมืองแร่หรือหินที่เป็นกรด น้ำเสียจากกระบวนการรีเวิร์สออสโมซิส น้ำเสียจาก กระบวนการ คลอร์-อัลคาไลน้ำเสียจากโรงงานผลิตเยื่อและกระดาษ และของเสียจากกระบวนการผลิตอาหารและเครื่องดื่ม
เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเกลืออาจรวมถึง: กระบวนการกรองเมมเบรน เช่นรีเวิร์สออสโมซิส ; กระบวนการ แลกเปลี่ยนไอออนเช่นอิเล็กโทรไดอะลิซิสหรือการแลกเปลี่ยนแคตไอออนกรดอ่อน ; หรือกระบวนการระเหย เช่น เครื่องเพิ่มความเข้มข้นของน้ำเกลือและเครื่องตกผลึกที่ใช้การอัดไอน้ำเชิงกลและไอน้ำ เนื่องจากมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จึงมีการใช้กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงในการบำบัดน้ำเกลือมากขึ้น ตัวอย่างที่น่าสนใจบางประการ เช่นการออกซิเดชันของเฟนตัน[ 49 ] [ 50 ]และการโอโซเนชัน[ 51 ]ได้ถูกนำมาใช้เพื่อย่อยสลายสารประกอบที่ดื้อต่อการย่อยสลายในน้ำเกลือจากโรงงานอุตสาหกรรม
กระบวนการรีเวิร์สออสโมซิสอาจไม่เหมาะสมสำหรับการบำบัดน้ำเกลือ เนื่องจากมีโอกาสเกิดการอุดตันจากเกลือกระด้างหรือสารปนเปื้อนอินทรีย์ หรือความเสียหายต่อเยื่อรีเวิร์สออสโมซิสจากไฮโดรคาร์บอน
กระบวนการระเหยเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการบำบัดน้ำเกลือ เนื่องจากช่วยให้ได้ความเข้มข้นสูงสุดถึงระดับเกลือแข็ง และยังให้ผลผลิตน้ำทิ้งที่มีความบริสุทธิ์สูง แม้กระทั่งคุณภาพระดับกลั่น นอกจากนี้ กระบวนการระเหยยังทนต่อสารอินทรีย์ ไฮโดรคาร์บอน หรือเกลือกระด้างได้ดีกว่า อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานสูง และอาจเกิดการกัดกร่อนได้ เนื่องจากตัวขับเคลื่อนหลักคือน้ำเกลือเข้มข้น ดังนั้น ระบบระเหยจึงมักใช้วัสดุไทเทเนียมหรือสแตนเลสดูเพล็กซ์
การจัดการน้ำเกลือ
การจัดการน้ำเกลือจะพิจารณาบริบทที่กว้างขึ้นของการบำบัดน้ำเกลือ และอาจรวมถึงการพิจารณานโยบายและข้อบังคับของรัฐบาลความยั่งยืนขององค์กรผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การรีไซเคิล การจัดการและการขนส่ง การกักเก็บ การบำบัดแบบรวมศูนย์เมื่อเทียบกับการบำบัดในสถานที่ การหลีกเลี่ยงและการลดปริมาณ เทคโนโลยี และเศรษฐศาสตร์ การจัดการน้ำเกลือมีประเด็นบางอย่างที่คล้ายคลึงกับการจัดการน้ำชะล้าง และ การจัดการของเสียทั่วไปในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การจัดการน้ำเกลือมีความแพร่หลายมากขึ้นเนื่องจากแรงผลักดันทั่วโลกสำหรับการปล่อยของเหลวเป็นศูนย์ (ZLD)/การปล่อยของเหลวน้อยที่สุด (MLD) [ 52 ]
ในเทคนิค ZLD/MLD จะใช้ระบบวงจรน้ำแบบปิดเพื่อลดการปล่อยน้ำเสียจากระบบสำหรับการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่แนวคิดนี้ได้รับความนิยมมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากการปล่อยน้ำเสียที่เพิ่มขึ้นและความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีเมมเบรน นอกจากนี้ยังมีความพยายามมากขึ้นในการเพิ่มการกู้คืนวัสดุจากน้ำเกลือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการทำเหมือง น้ำเสียจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ หรือน้ำเกลือจากการแยกเกลือออกจากน้ำ[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]เอกสารทางวิชาการต่างๆ แสดงให้เห็นถึงความแปรปรวนของการสกัดวัสดุที่มีค่า เช่น โซเดียมไบคาร์บอเนต โซเดียมคลอไรด์ และโลหะมีค่า (เช่น รูบิเดียม ซีเซียม และลิเธียม) แนวคิดของ ZLD/MLD ครอบคลุมการจัดการน้ำเกลือเสียในขั้นตอนปลายน้ำ เพื่อลดการปล่อยน้ำเสียและยังสามารถสกัดผลิตภัณฑ์ที่มีค่าจากน้ำเกลือได้อีกด้วย
การกำจัดของแข็ง
ของแข็งส่วนใหญ่สามารถกำจัดได้โดยใช้เทคนิคการตกตะกอนแบบง่ายๆ โดยของแข็งที่ได้จะอยู่ในรูปของสารละลายหรือกากตะกอน ของแข็งที่มีขนาดเล็กมากและของแข็งที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับความหนาแน่นของน้ำนั้นเป็นปัญหาพิเศษ ในกรณีเช่นนี้อาจจำเป็นต้อง ใช้การกรองหรือการกรองแบบอัลตราฟิ ลเทรชัน แม้ว่า จะสามารถใช้การตกตะกอนโดยใช้เกลืออะลูมิเนียมหรือการเติมโพลีอิเล็กโทรไลต์ได้ก็ตาม น้ำเสียจากกระบวนการผลิตอาหารในอุตสาหกรรมมักต้องได้รับการบำบัดในสถานที่ก่อนที่จะปล่อยลงสู่แหล่งน้ำเพื่อป้องกันหรือลดค่าธรรมเนียมท่อระบายน้ำส่วนเกิน ประเภทของอุตสาหกรรมและวิธีการปฏิบัติงานเฉพาะจะกำหนดประเภทของน้ำเสียที่เกิดขึ้นและประเภทของการบำบัดที่จำเป็น การลดของแข็ง เช่น ของเสีย สารอินทรีย์ และทราย มักเป็นเป้าหมายของการบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรม วิธีการทั่วไปในการลดของแข็ง ได้แก่ การตกตะกอนขั้นต้น (การทำให้ใส) การลอยตัวด้วยอากาศละลาย (DAF) การกรองแบบสายพาน (การกรองขนาดเล็ก) และการกรองแบบดรัม
การกำจัดน้ำมันและไขมัน
การกำจัดน้ำมันและไขมันอย่างมีประสิทธิภาพนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของน้ำมันในแง่ของสถานะการแขวนลอยและขนาดของหยดน้ำมัน ซึ่งจะส่งผลต่อการเลือกใช้เทคโนโลยีการแยกน้ำมัน น้ำมันในน้ำเสียจากอุตสาหกรรมอาจเป็นน้ำมันเบาอิสระ น้ำมันหนักซึ่งมีแนวโน้มที่จะจมลง และน้ำมันที่อยู่ในรูปอิมัลชัน ซึ่งมักเรียกว่าน้ำมันที่ละลายได้ โดยทั่วไปแล้ว น้ำมันที่อยู่ในรูปอิมัลชันหรือน้ำมันที่ละลายได้จะต้องผ่านกระบวนการ "แตกตัว" เพื่อแยกน้ำมันออกจากอิมัลชัน ในกรณีส่วนใหญ่จะทำได้โดยการลดค่า pH ของน้ำ
เทคโนโลยีการแยกส่วนใหญ่จะมีช่วงขนาดหยดน้ำมันที่เหมาะสมที่สุดซึ่งสามารถบำบัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ เทคโนโลยีการแยกแต่ละแบบจะมีกราฟประสิทธิภาพของตัวเองซึ่งแสดงถึงประสิทธิภาพสูงสุดตามขนาดหยดน้ำมัน เครื่องแยกที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ถังหรือบ่อแบบใช้แรงโน้มถ่วง เครื่องแยกน้ำมัน-น้ำตามมาตรฐาน API หรือแบบแผ่น การบำบัดทางเคมีผ่านการลอยตัวด้วยอากาศละลาย เครื่องเหวี่ยงแยก เครื่องกรองแบบมีตัวกลาง และไฮโดรไซโคลน
การวิเคราะห์น้ำมันปนเปื้อนเพื่อหาขนาดหยดน้ำมัน สามารถทำได้โดยใช้เครื่องวิเคราะห์อนุภาคแบบวิดีโอ
เครื่องแยกน้ำมันและน้ำของ API
เครื่องแยกน้ำมัน-น้ำ APIเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อแยกน้ำมันและของแข็งแขวนลอยจำนวนมากออกจากน้ำเสียอุตสาหกรรมที่ผลิตจากโรงกลั่นน้ำมันโรงงานปิโตรเคมีโรงงานเคมี โรงงานแปรรูปก๊าซธรรมชาติและแหล่งน้ำมันปนเปื้อนอื่นๆ ในอุตสาหกรรม เครื่องแยก API เป็นอุปกรณ์แยกตามแรงโน้มถ่วงที่ออกแบบโดยใช้กฎของสโตกส์เพื่อกำหนดความเร็วในการลอยตัวของหยดน้ำมันโดยพิจารณาจากความหนาแน่นและขนาดของหยดน้ำมัน การออกแบบนี้อิงตาม ความแตกต่าง ของความหนาแน่นจำเพาะระหว่างน้ำมันและน้ำเสีย เนื่องจากความแตกต่างนั้นน้อยกว่าความแตกต่างของความหนาแน่นจำเพาะระหว่างของแข็งแขวนลอยและน้ำมาก ของแข็งแขวนลอยจะตกตะกอนลงที่ด้านล่างของเครื่องแยกเป็นชั้นตะกอน น้ำมันจะลอยขึ้นไปด้านบนของเครื่องแยก และน้ำเสียที่ผ่านการทำความสะอาดแล้วจะเป็นชั้นกลางระหว่างชั้นน้ำมันและของแข็ง[ 59 ]
ไฮโดรไซโคลน
เครื่องแยกไฮโดรไซโคลนทำงานโดยกระบวนการที่น้ำเสียเข้าสู่ห้องไซโคลนและถูกหมุนด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่รุนแรงกว่าแรงโน้มถ่วงถึง 1,000 เท่า แรงนี้ทำให้หยดน้ำมันและหยดน้ำมัน (หรืออนุภาคของแข็ง) แยกออกจากกัน วัสดุที่แยกแล้วจะถูกปล่อยออกจากปลายด้านหนึ่งของไซโคลน ในขณะที่น้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วจะถูกปล่อยออกทางปลายอีกด้านหนึ่งเพื่อการบำบัด การกรอง หรือการปล่อยทิ้งต่อไป ไฮโดรไซโคลนยังสามารถนำไปใช้ในบริบทต่างๆ ได้หลากหลาย ตั้งแต่การแยกของแข็งออกจากของเหลวไปจนถึงการแยกน้ำมันออกจากน้ำ[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]
การกำจัดสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
โดยทั่วไปแล้ว วัสดุอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากพืชหรือสัตว์สามารถบำบัดได้โดยใช้ กระบวนการ บำบัดน้ำเสีย แบบดั้งเดิมที่ขยายออกไป เช่นตะกอนเร่งหรือตัวกรองแบบหยด [ 1 ] [ 64 ] ปัญหาอาจเกิดขึ้นได้หากน้ำเสียเจือจางมากเกินไปด้วยน้ำล้างหรือมีความเข้มข้นสูง เช่น เลือดหรือนมที่ไม่เจือจาง การมีอยู่ของสารทำความสะอาด สารฆ่าเชื้อ สารกำจัดศัตรูพืช หรือยาปฏิชีวนะอาจส่งผลเสียต่อกระบวนการบำบัด
กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบตะกอนเร่ง

กระบวนการ บำบัดน้ำเสียแบบตะกอนเร่ง (Activated Sludge Process ) เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพชนิดหนึ่งสำหรับบำบัดน้ำเสียจาก สิ่งปฏิกูล หรือน้ำเสียจากอุตสาหกรรม โดยใช้การเติมอากาศและตะกอน ชีวภาพ ที่ประกอบด้วยแบคทีเรียและโปรโตซัวเป็นหนึ่งในทางเลือกการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพหลายทางเลือกในขั้นตอนการบำบัดขั้นที่สองซึ่งเกี่ยวข้องกับการกำจัดสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและของแข็งแขวนลอย กระบวนการนี้ใช้อากาศ (หรือออกซิเจน ) และจุลินทรีย์ในการออกซิไดซ์สารมลพิษอินทรีย์ทางชีวภาพทำให้เกิดตะกอน (หรือตะกอนแขวนลอย ) ที่มีสารที่ถูกออกซิไดซ์แล้ว
กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบตะกอนเร่ง (Activated Sludge) เริ่มต้นด้วยถังเติมอากาศ โดยจะฉีดอากาศ (หรือออกซิเจน) เข้าไปในน้ำเสีย จากนั้นจึงเข้าสู่ถังตกตะกอนเพื่อให้ตะกอนชีวภาพ (ชั้นตะกอน) ตกตะกอนลง ทำให้แยกตะกอนชีวภาพออกจากน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้ว ส่วนหนึ่งของตะกอนจะถูกนำกลับไปใช้ในถังเติมอากาศอีกครั้ง และตะกอนที่เหลือจะถูกนำไปบำบัดเพิ่มเติมและกำจัดทิ้งในที่สุด
กระบวนการกรองแบบหยด


ระบบกรองแบบหยดประกอบด้วยชั้นของหินกรวดตะกรันพีทมอสหรือวัสดุพลาสติก ซึ่งน้ำเสียจะไหลลงมาสัมผัสกับชั้น (หรือฟิล์ม) ของ เมือก จุลินทรีย์ที่ปกคลุมวัสดุกรอง สภาวะที่มีออกซิเจนจะถูกรักษาไว้โดยการเป่าลมผ่านชั้นกรองหรือโดยการพาความร้อนตามธรรมชาติ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการดูดซับสารประกอบอินทรีย์ในน้ำเสียโดยชั้นเมือกจุลินทรีย์ การแพร่ของอากาศเข้าไปในชั้นเมือกเพื่อให้ออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการออกซิเดชัน ทางชีวเคมี ของสารประกอบอินทรีย์ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายได้แก่ ก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์น้ำ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ของการออกซิเดชัน เมื่อชั้นเมือกหนาขึ้น อากาศจะแทรกซึมเข้าไปได้ยากขึ้น และจะเกิดชั้นไร้ออกซิเจนภายในขึ้น
การกำจัดสารอินทรีย์อื่นๆ
สารอินทรีย์สังเคราะห์ เช่น ตัวทำละลาย สี ยา สารกำจัดศัตรูพืช ผลิตภัณฑ์จาก การผลิต ถ่านโค้กและอื่นๆ อาจบำบัดได้ยากมาก วิธีการบำบัดมักมีความเฉพาะเจาะจงกับสารที่ต้องการบำบัด วิธีการต่างๆ ได้แก่กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงการกลั่น การดูดซับการโอโซเนชันการทำให้เป็นแก้ว การเผา การตรึงทางเคมี หรือการฝังกลบ สารบางชนิด เช่น ผงซักฟอกบางชนิด อาจสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และในกรณีเช่นนั้น สามารถใช้วิธีการบำบัดน้ำเสียแบบดัดแปลงได้
การกำจัดกรดและด่าง
โดยทั่วไปแล้ว กรดและด่างสามารถทำให้เป็นกลางได้ภายใต้สภาวะที่ควบคุมได้ การทำให้เป็นกลางมักจะทำให้เกิดตะกอนซึ่งจะต้องได้รับการบำบัดในฐานะของเสียที่เป็นของแข็งซึ่งอาจเป็นพิษได้ ในบางกรณี อาจเกิดก๊าซขึ้นซึ่งต้องได้รับการบำบัดสำหรับกระแสแก๊ส นอกจากนี้ โดยปกติแล้วยังจำเป็นต้องมีการบำบัดในรูปแบบอื่นๆ เพิ่มเติมหลังจากกระบวนการทำให้เป็นกลางเสร็จสิ้น
น้ำเสียที่มี ไอออน ความกระด้าง สูง เช่น จากกระบวนการกำจัดไอออน สามารถสูญเสียไอออนความกระด้างไปได้ง่ายในรูปของตะกอนเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียม กระบวนการตกตะกอนนี้อาจทำให้เกิดคราบตะกรันในท่ออย่างรุนแรง และในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้ท่อระบายน้ำอุดตันได้ ท่อระบายน้ำเสียอุตสาหกรรมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 เมตร ที่ใช้ในโรงงานเคมีขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง เคยอุดตันด้วยเกลือเหล่านี้ในช่วงทศวรรษ 1970 การบำบัดทำได้โดยการทำให้ความเข้มข้นของน้ำเสียจากกระบวนการกำจัดไอออนเพิ่มขึ้นแล้วนำไปฝังกลบ หรือโดยการจัดการค่า pH ของน้ำเสียที่ปล่อยออกมาอย่างระมัดระวัง
การกำจัดสารพิษ
สารพิษต่างๆ รวมถึงสารอินทรีย์หลายชนิด โลหะ (เช่น สังกะสี เงินแคดเมียมแทลเลียมเป็นต้น) กรด ด่าง และธาตุอโลหะ (เช่น สารหนูหรือซีลีเนียม)โดยทั่วไปจะทนต่อกระบวนการทางชีวภาพ เว้นแต่จะเจือจางมาก โลหะมักจะสามารถตกตะกอนได้โดยการเปลี่ยนค่า pH หรือโดยการบำบัดด้วยสารเคมีอื่นๆ อย่างไรก็ตาม หลายชนิดทนต่อการบำบัดหรือการลดปริมาณ และอาจต้องใช้วิธีการทำให้เข้มข้นก่อน แล้วจึงนำไปฝังกลบหรือรีไซเคิล สารอินทรีย์ที่ละลายอยู่ในน้ำเสียสามารถเผาไหม้ได้ด้วยกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง
แคปซูลอัจฉริยะ
การห่อหุ้มระดับโมเลกุลเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการจัดหาระบบสำหรับการกำจัดตะกั่วและไอออนอื่นๆ จากแหล่งที่ปนเปื้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ แคปซูลนาโน ไมโคร และมิลลิ ซึ่งมีขนาดอยู่ในช่วง 10 นาโนเมตร–1 ไมโครเมตร 1 ไมโครเมตร–1 มิลลิเมตร และ >1 มิลลิเมตร ตามลำดับ เป็นอนุภาคที่มีสารออกฤทธิ์ (แกนกลาง) ล้อมรอบด้วยตัวพา (เปลือก) มีแคปซูลสามประเภทที่อยู่ระหว่างการวิจัย ได้แก่ แคปซูลที่ทำจากอัลจิเนตท่อนาโนคาร์บอนและแคปซูลที่พองตัวได้จากพอลิเมอร์ แคปซูลเหล่านี้เป็นวิธีการที่เป็นไปได้สำหรับการบำบัดน้ำที่ปนเปื้อน[ 65 ]
การกำจัดมลพิษทางความร้อน
เพื่อระบายความร้อนออกจากน้ำเสียที่เกิดจากโรงไฟฟ้าหรือโรงงานอุตสาหกรรมและเพื่อลดมลภาวะทางความร้อน จึง มีการใช้เทคโนโลยีดังต่อไปนี้:
- บ่อระบายความร้อนคือแหล่งน้ำที่สร้างขึ้นเพื่อระบายความร้อนด้วยการระเหยการพาความร้อนและการแผ่รังสี
- หอระบายความร้อนซึ่งถ่ายเทความร้อนส่วนเกินสู่บรรยากาศผ่านการระเหยหรือการถ่ายเทความร้อน
- โคเจนเนอเรชั่นคือกระบวนการที่นำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่เพื่อวัตถุประสงค์ในการทำความร้อนในครัวเรือนหรืออุตสาหกรรม[ 66 ]
วิธีการกำจัดอื่นๆ
สิ่งอำนวยความสะดวกบางอย่าง เช่น บ่อน้ำมันและก๊าซ อาจได้รับอนุญาตให้สูบน้ำเสียลงใต้ดินผ่านบ่อฉีดอย่างไรก็ตาม การฉีดน้ำเสียมีความเชื่อมโยงกับการเกิดแผ่นดินไหวที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์[ 67 ]
ค่าใช้จ่ายและค่าธรรมเนียมการจัดการขยะอุตสาหกรรม
การประหยัดจากขนาดอาจเอื้ออำนวยให้เกิดสถานการณ์ที่น้ำเสียจากอุตสาหกรรม (ไม่ว่าจะมีการบำบัดเบื้องต้นหรือไม่) ถูกปล่อยลงท่อระบายน้ำแล้วจึงนำไปบำบัดที่โรงบำบัดน้ำเสียเทศบาลขนาดใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว จะมีการเรียกเก็บค่าธรรมเนียมน้ำเสียจากอุตสาหกรรมในกรณีดังกล่าว หรืออาจจะประหยัดกว่าหากทำการบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมอย่างเต็มรูปแบบในสถานที่เดียวกันกับที่เกิดน้ำเสีย แล้วจึงปล่อยน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วนี้ลงสู่แหล่งน้ำผิวดินที่เหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดค่าธรรมเนียมการบำบัดน้ำเสียที่เรียกเก็บโดยโรงบำบัดน้ำเสียเทศบาลได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการบำบัดน้ำเสียเบื้องต้นเพื่อลดความเข้มข้นของสารมลพิษที่วัดได้เพื่อกำหนดค่าธรรมเนียมผู้ใช้[ 68 ] : 300–302
โรงงานบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมอาจช่วยลดต้นทุนน้ำดิบได้ด้วยการเปลี่ยนน้ำเสียบางส่วนให้เป็นน้ำที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ
สังคมและวัฒนธรรม
เป้าหมายระดับโลก
ประชาคมระหว่างประเทศได้กำหนดให้การบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเป็นส่วนสำคัญของการพัฒนาอย่างยั่งยืนโดยได้รวมไว้ในเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืนข้อที่ 6เป้าหมายที่ 6.3 ของเป้าหมายนี้คือ "ภายในปี 2030 ปรับปรุงคุณภาพน้ำโดยการลดมลพิษกำจัดขยะทิ้ง และลดการปล่อยสารเคมีและวัสดุอันตราย ให้น้อยที่สุด ลดสัดส่วนน้ำเสียที่ไม่ได้รับการบำบัด ลงครึ่งหนึ่ง และเพิ่มการรีไซเคิลและการนำกลับมาใช้ใหม่อย่างปลอดภัยทั่วโลกอย่างมีนัยสำคัญ" [ 69 ]หนึ่งในตัวชี้วัดสำหรับเป้าหมายนี้คือ "สัดส่วนของน้ำเสียจากครัวเรือนและอุตสาหกรรมที่ได้รับการบำบัดอย่างปลอดภัย" [ 70 ]
ดูเพิ่มเติม
- แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการจัดการมลพิษทางน้ำ (BMP)
- รายชื่อเทคโนโลยีบำบัดน้ำเสีย
- น้ำบริสุทธิ์ (สำหรับใช้ในอุตสาหกรรม)
- การทำน้ำให้บริสุทธิ์ (สำหรับน้ำดื่ม)
อ่านเพิ่มเติม
- สมาคมสิ่งแวดล้อมทางน้ำ (2020). การจัดการ การบำบัด และการกำจัดน้ำเสียอุตสาหกรรม; คู่มือปฏิบัติ FD-3 ( ฉบับที่ 3). อเล็กซานเดรีย, เวอร์จิเนีย: สมาคมสิ่งแวดล้อมทางน้ำ. ISBN 978-1-57278-369-0.
ลิงก์ภายนอก
- สมาคมสิ่งแวดล้อมทางน้ำ - องค์กรวิชาชีพ
- ฐานข้อมูลเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม - EPA