สารอินทรีย์ปริมาณสูงในน้ำเสียโรงงานขนมจีน : ประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียของหญ้าแฝกหอมและกกกลมจันทบูร


 

ปัญหาการลักลอบปล่อยน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดมีอยู่ทั่วทุกประเภท ทั้งบ้านเรือนสำนักงาน และโรงงาน อุตสาหกรรม โดยเฉพาะในส่วนของโรงงานอุตสาหกรรมมักจะพบปัญหามากกว่า เนื่องจากปริมาณและความเข้มข้นของมลพิษในน้ำที่มีสูงกว่า ผู้วิจัยจึงสนใจที่จะทำโครงการวิจัยเรื่องการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม เน้นโรงงานผลิตอาหารขนาดเล็กแบบอุตสาหกรรมครัวเรือนที่มีการผลิตน้ำเสียและ ปล่อยน้ำเสียแบบไม่ผ่านการบำบัดและมีความสกปรกสูง “โรงงานขนมจีน” ถือเป็นโรงงานผลิตอาหารประเภทหนึ่งที่มีทั้งขนาดเล็กจนไปถึงขนาดใหญ่กระจายอยู่ทั่วทุกภาคของประเทศไทย และสามารถสร้างปัญหาด้านน้ำเสียที่ส่งกลิ่นเหม็นอย่างรุนแรงและยังส่งผลกระทบต่ออนามัยของชุมชนรอบข้างเป็นอย่างมาก กระบวนการบำบัดน้ำเสียมีหลากหลายรูปแบบแต่การใช้พืชบำบัดน้ำเสียถือเป็นวิธีหนึ่งที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เพราะเป็นวิธีที่มีค่าใช้จ่ายน้อย ดูแลรักษาง่าย และไม่มีการใช้สารเคมี โดยพืชบำบัดน้ำเสียที่นิยมใช้ในปัจจุบันได้แก่ พืชบำบัดน้ำเสียประเภทโผล่พ้นน้ำ อาทิ ธูปฤาษี ต้นกก และต้นอ้อ เป็นต้น และพืชบำบัดน้ำเสียประเภทหญ้า (Gramineae) อาทิ หญ้าแฝก เป็นต้น

 ดร.ชิษณุพงศ์ ประทุม นักวิจัยจากคณะสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ทำการวิจัยเรื่องผลของสารอินทรีย์ปริมาณสูงในน้ำเสียโรงงานขนมจีนต่อประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียของหญ้าแฝกหอมและกกกลมจันทบูร กล่าวถึงข้อมูลของงานวิจัยชิ้นนี้ว่ามีวัตถุประสงค์เพื่อลดค่าความสกปรกในน้ำทิ้งโรงงานขนมจีน (สามารถตรวจวัดได้ในรูปของค่า BOD : biochemical oxygen demand และค่า COD : chemical oxygen demand) ให้อยู่ระดับที่สามารถปล่อยลงสู่แหล่งน้ำและ/หรือลำรางสาธารณะได้ ซึ่งจากการศึกษาคุณภาพน้ำทิ้งโรงงานขนมจีนในจังหวัดฉะเชิงเทรา ราชบุรี และขอนแก่น พบว่า มีค่า BOD เฉลี่ยสูงถึง 23,253 มิลลิกรัมต่อลิตร และมีค่า COD เฉลี่ยสูงถึง 17,109 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งสูงเกินกว่าค่ามาตรฐานน้ำทิ้งของกรมโรงงานอุตสาหกรรมที่กำหนดให้ค่า BOD อยู่ที่ไม่เกิน 60 มิลลิกรัมต่อลิตรและค่า COD อยู่ที่ไม่เกิน 120 มิลลิกรัมต่อลิตร

งานวิจัยนี้เป็นการลดข้อจำกัดด้านพื้นที่ของระบบบึงประดิษฐ์ในการบำบัดน้ำเสีย เนื่องจากระบบบึงประดิษฐ์จะมีประสิทธิภาพดีในการบำบัดน้ำเสียต้องใช้พื้นที่เป็นจำนวนมาก จึงทำให้เกิดค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นตามไปด้วย ถึงแม้ระบบบึงประดิษฐ์จะเป็นระบบที่บำบัดน้ำเสียอย่างง่ายด้วยการใช้วิถีธรรมชาติช่วยธรรมชาติ ไม่มีการใช้สารเคมี แต่ยังมีข้อจำกัดด้านพื้นที่และการลงทุนที่สูงในการก่อสร้างระบบบำบัด จึงทำให้โรงงานขนมจีนขนาดเล็กไม่สามารถนำวิธีการดังกล่าวไปใช้ได้

สำหรับน้ำเสียโรงงานขนมจีนที่ใช้ในวิจัยครั้งนี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ น้ำเสียโรงงานขนมจีนที่ไม่ผ่านการบำบัดเบื้องต้น จากโรงงานขนมจีนแห่งหนึ่งในตำบลคลองหนึ่ง อำเภอคลองหลวง จังหวัดปทุมธานี โดยมีปริมาณสารอินทรีย์ (แสดงในรูปของปริมาณ COD) อยู่ที่ 3,699.70 ± 134.50 มิลลิกรัมต่อลิตร และน้ำเสียโรงงานขนมจีนที่ผ่านการบำบัดเบื้องต้น โดยใช้วิธีการบำบัดน้ำเสียแบบชีวภาพจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ น้ำเสียที่ได้มีปริมาณสารอินทรีย์ (แสดงในรูปของปริมาณ COD) อยู่ที่ 988.93 ± 124.89 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งน้ำเสียโรงงานขนมจีนทั้ง 2 ประเภท ถูกเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 4 °C ก่อนนำมาใช้ในการทดลอง

การเตรียมพืชบำบัดน้ำเสียที่นำมาใช้ในวิจัยครั้งนี้ ได้แก่ หญ้าแฝกหอม (Vetiveria zizanioides Nash.) และกกกลมจันทบูร (Cyperus corymbosus Rottb.) จากโครงการศึกษาวิจัยและพัฒนาสิ่งแวดล้อมแหลมผักเบี้ย จังหวัดเพชรบุรี ถือเป็นพืชบำบัดน้ำเสียที่มีประสิทธิภาพและมีการใช้บำบัดน้ำเสียภายในพื้นที่โครงการฯ วิธีการเตรียมกล้าพันธุ์ทำโดยนำกล้าพันธุ์ที่มีอายุ 7 วัน มาตัดแต่งลำต้นและรากให้มีความยาวประมาณ 30 เซนติเมตร นำไปปักชำลงในถุงพลาสติกขนาด 8 นิ้ว ทำการเพาะเลี้ยงเป็นระยะ 7 วัน จากนั้นย้ายต้นกล้าลงปลูกในถังพลาสติกทรงกลมขนาดความจุ 30 ลิตร ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 เซนติเมตร สูง 54 เซนติเมตร โดยทำการปลูก 2 ต้นต่อถัง ซึ่งภายในถังพลาสติกบรรจุโดยเรียงลำดับจากล่างขึ้นบน จำนวน 4 ชั้นได้แก่ กรวด ทรายหยาบ ทรายละเอียด และดินร่วนเหนียวปนทราย (sandy clay loam) โดยปรับความสูงของแต่ละชั้นให้อยู่ที่ 7, 2, 1.5 และ 20 เซนติเมตร ตามลำดับ การทดลองบำบัดน้ำเสียโรงงานขนมจีนในหน่วยบำบัดน้ำเสียขนาดเล็ก (ตามภาพที่ 1) โดยทำการวางแผนการทดลองแบบ"การทดลองแบบแฟคทอเรียลที่มีแผนแบบสุ่มอย่างสมบูรณ์" (Factorial in CRD) หมายถึงการทดลองที่มีแผนแบบสุ่มอย่างสมบูรณ์ (Completely Randomized Design:CRD) คือ เป็นการทดลองที่มีการผันแปรของสิ่งทดลองเพียงทางเดียว โดยสิ่งทดลองนั้นมักมีมากกว่า 2 สิ่งทดลองเป็นต้นไป แผนการทดลองนี้เหมาะสมสำหรับกรณีที่สิ่งทดลองมีความสม่ำเสมอมาก ไม่มีความแตกต่างเนื่องจากปัจจัยอื่นๆ เช่น น้ำหนัก อายุ เป็นต้น และการทดลองแบบแฟคทอเรียล (Factorial experiment) คือ เมื่อมีปัจจัยที่สนใจศึกษาตั้งแต่ 2 ปัจจัยขึ้นไป ลักษณะการทดลองแบบนี้เรียกว่า ทรีทเมนต์คอมบิเนชัน (treatment Combination : tc ) การวางแผนการทดลองแบบ Factorial in CRD ซึ่งมีหน่วยการทดลองทั้งหมด 3 หน่วยทดลอง แต่ละหน่วยทดลองมีจำนวน 3 ซ้ำ ได้แก่ หน่วยทดลองควบคุมที่ใช้วัสดุปลูกพืชเพียงอย่างเดียว (Treatment 1) หน่วยทดลองที่ใช้วัสดุปลูกพืชร่วมกับหญ้าแฝกหอม (Treatment 2 ) และหน่วยทดลองที่ใช้วัสดุปลูกพืชร่วมกับกกจันทบูร (Treatment 3 ) โดยแต่ละหน่วยทดลองจะทำการบำบัดน้ำเสียโรงงานจีนทั้งที่ไม่มีการบำบัดเบื้องต้น บำบัดน้ำเสียเบื้องต้น จากนั้นทำการถ่ายน้ำประปาออก (จากขั้นตอนการเตรียมพืชบำบัดน้ำเสีย) และพักวัสดุปลูกพืชให้แห้งเป็นเวลา 2 วัน จากนั้นจึงทำการขังแช่น้ำเสียโรงงานขนมจีนในหน่วยทดลอง (ตามการวางแผนการทดลอง) โดยให้ขังแช่น้ำเสียโรงงานขนมจีน เป็นเวลา 5 วัน ถ่ายน้ำเสียโรงงานขนมจีนออก และพักวัสดุปลูกพืชให้แห้งเป็นเวลา 2 วัน ซึ่งเป็นระยะเวลาการบำบัดน้ำเสียรวมทั้งสิ้น 7 วัน หรือเท่ากับ 1 รอบของการบำบัด ทั้งนี้ให้ทำการทดลองจนกว่าปริมาณซีโอดีในน้ำทิ้งแต่ละรอบของการบำบัดจะเกินกว่ามาตรฐานที่กำหนด (120 มิลลิกรัมต่อลิตร) ตร)