สรุปวิธีการบําบัดขยะ

ลักษณะของน้ำซึมจากขยะ

น้ำซึมจากขยะหมายถึงน้ำเสียที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการกองและฝังกลบเนื่องจากการหมัก การชะล้างด้วยตะกอน การซึมของน้ำผิวดินและน้ำใต้ดิน องค์ประกอบของน้ำซึมจากขยะได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น องค์ประกอบของขยะ เวลาในการฝังกลบ เทคโนโลยีการฝังกลบ และสภาพภูมิอากาศ ซึ่งเวลาในการฝังกลบเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลมากที่สุด หากจำแนกตามอายุของสถานที่ฝังกลบ โดยทั่วไปแล้ว น้ำซึมจากขยะที่มีระยะเวลาฝังกลบน้อยกว่า 1 ปีจะถือว่าเป็นน้ำซึมที่ยังใหม่ น้ำซึมจากขยะที่มีระยะเวลาฝังกลบ 1-5 ปีจะถือว่าเป็นน้ำซึมที่มีอายุกลางคน และน้ำซึมจากขยะที่มีระยะเวลาฝังกลบมากกว่า 5 ปีจะถือว่าเป็นน้ำซึมที่มีอายุมาก [1] ตารางที่ 1 แสดงลักษณะเฉพาะของน้ำซึมจากขยะประเภทต่างๆ [2]

คุณภาพน้ำของขยะโดยทั่วไปมีลักษณะดังต่อไปนี้: (1) องค์ประกอบที่ซับซ้อน ประกอบด้วยสารมลพิษอินทรีย์ โลหะ และสารอาหารพืชต่างๆ; (2) ความเข้มข้นของสารมลพิษอินทรีย์สูง โดย COD และ BOD สูงถึงหลายหมื่นมิลลิกรัมต่อลิตร; (3) โลหะมีหลายประเภท รวมถึงไอออนโลหะมากกว่า 10 ประเภท; (4) ไนโตรเจนแอมโมเนียสูงและช่วงการแปรผันกว้าง; (5) องค์ประกอบและความเข้มข้นจะเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล [2]

ปัจจุบัน วิธีการบำบัดน้ำซึมจากขยะส่วนใหญ่อาศัยวิธีการทางชีวภาพ โดยน้ำซึมที่ยังอายุน้อยจะมีปริมาณอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ง่ายในระดับสูง มีอัตราส่วน B/C สูง และมีแอมโมเนียไนโตรเจนต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้วิธีการทางชีวภาพในการบำบัด อย่างไรก็ตาม เมื่ออายุของสถานที่ฝังกลบเพิ่มขึ้น ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของน้ำซึมจะลดลงและแอมโมเนียไนโตรเจนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งจะไปยับยั้งประสิทธิภาพของการบำบัดทางชีวภาพ ดังนั้น จึงไม่เหมาะที่จะใช้การบำบัดทางชีวภาพโดยตรงกับน้ำซึมของคนวัยกลางคนและผู้สูงอายุ นอกจากนี้ วิธีการทางชีวภาพยังมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ คุณภาพน้ำ และปริมาณน้ำ จึงไม่สามารถบำบัดอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ยากได้ วิธีการทางฟิสิกส์เคมีมีผลดีในการกำจัดน้ำซึมจากขยะ เนื่องจากมีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพต่ำและมีปริมาณแอมโมเนียไนโตรเจนสูง และไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของคุณภาพและปริมาณน้ำ คุณภาพน้ำทิ้งค่อนข้างเสถียร และใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดเบื้องต้นและบำบัดน้ำซึมจากขยะอย่างล้ำลึก บนพื้นฐานของเทคโนโลยีการบำบัดทางกายภาพและเคมีที่มีอยู่ ผู้เขียนได้ทบทวนความคืบหน้าในการวิจัยของวิธีการดูดซับ วิธีการเป่าออก วิธีการตกตะกอนแบบตกตะกอน วิธีการตกตะกอนทางเคมี วิธีการออกซิเดชันทางเคมี วิธีการไฟฟ้าเคมี วิธีการออกซิเดชันด้วยโฟโตแคทาไลติก การออสโมซิสย้อนกลับ และวิธีการกรองแบบนาโนฟิลเตรชัน เพื่อให้มีข้อมูลอ้างอิงสำหรับงานปฏิบัติจริง
2 เทคโนโลยีการประมวลผลทางกายภาพและเคมี
2.1 การดูดซับ
วิธีการดูดซับคือการใช้ผลการดูดซับของสารแข็งที่มีรูพรุนเพื่อกำจัดสารพิษและสารอันตราย เช่น อินทรียวัตถุและไอออนโลหะในน้ำซึมจากขยะ ปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับการดูดซับด้วยคาร์บอนกัมมันต์เป็นการวิจัยที่ครอบคลุมที่สุด J. Rodr í guez et al. [4] ศึกษาการดูดซับของน้ำซึมที่ผ่านการบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยใช้คาร์บอนกัมมันต์ เรซิน XAD-8 และเรซิน XAD-4 ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าคาร์บอนกัมมันต์มีความสามารถในการดูดซับที่แข็งแกร่งที่สุดและสามารถลด COD ของน้ำที่ไหลเข้าจาก 1,500 มก./ล. เป็น 191 มก./ล. Aghamohammadi et al. [5] เติมคาร์บอนกัมมันต์แบบผงเมื่อใช้วิธีการบำบัดตะกอนกัมมันต์ในการบำบัดน้ำซึมจากขยะ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าอัตราการกำจัด COD และสีเกือบสองเท่าของผู้ที่ไม่ใช้คาร์บอนกัมมันต์ และอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนยังได้รับการปรับปรุงด้วย Zhang Futao et al. [6] ศึกษาพฤติกรรมการดูดซับของคาร์บอนกัมมันต์บนฟอร์มาลดีไฮด์ ฟีนอล และอะนิลีนในน้ำซึมจากหลุมฝังกลบ และผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าไอโซเทิร์มการดูดซับของคาร์บอนกัมมันต์สอดคล้องกับสูตรเชิงประจักษ์ของ Freundlich นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาตัวดูดซับอื่นๆ นอกเหนือจากคาร์บอนกัมมันต์ในระดับหนึ่งด้วย M. Heavey และคณะ [7] ได้ทำการทดลองการดูดซับตะกรันถ่านหินโดยใช้น้ำซึมจากหลุมฝังกลบ Kyletalesha ในไอร์แลนด์ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าหลังจากการบำบัดการดูดซับตะกรันถ่านหิน น้ำซึมที่มีค่า COD เฉลี่ย 625 มก./ล. ค่า BOD เฉลี่ย 190 มก./ล. และค่าแอมโมเนียไนโตรเจนเฉลี่ย 218 มก./ล. มีอัตราการกำจัด COD 69% อัตราการกำจัด BOD 96.6% และอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจน 95.5% เนื่องจากมีทรัพยากรตะกรันถ่านหินที่อุดมสมบูรณ์และหมุนเวียนได้โดยไม่มีมลพิษรอง จึงมีแนวโน้มการพัฒนาที่ดี ปัญหาหลักที่การบำบัดด้วยการดูดซับด้วยคาร์บอนกัมมันต์ต้องเผชิญก็คือ คาร์บอนกัมมันต์มีราคาแพงและขาดวิธีการฟื้นฟูที่ง่ายและมีประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้การส่งเสริมและการใช้งานมีข้อจำกัด ในปัจจุบัน วิธีการดูดซับเพื่อบำบัดน้ำซึมจากขยะส่วนใหญ่เป็นแบบในระดับห้องปฏิบัติการและต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมก่อนจึงจะนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้

2.2 วิธีการเป่าลม
วิธีการเป่าออกคือการใส่แก๊ส (แก๊สพาหะ) ลงในน้ำ และหลังจากสัมผัสกันเพียงพอแล้ว สารระเหยที่ละลายได้ในน้ำจะถูกถ่ายโอนไปยังเฟสแก๊สผ่านอินเทอร์เฟซแก๊ส-ของเหลว จึงบรรลุวัตถุประสงค์ในการกำจัดสารมลพิษ อากาศมักใช้เป็นแก๊สพาหะ ปริมาณไนโตรเจนแอมโมเนียในน้ำซึมของขยะวัยกลางคนและผู้สูงอายุค่อนข้างสูง และวิธีการเป่าออกสามารถกำจัดไนโตรเจนแอมโมเนียออกจากขยะได้อย่างมีประสิทธิภาพ SK Marttinen และคณะ [8] ใช้วิธีการเป่าออกเพื่อบำบัดไนโตรเจนแอมโมเนียในน้ำซึมจากขยะ ภายใต้เงื่อนไข pH = 11, 20 ° C และเวลากักเก็บของเหลว 24 ชั่วโมง ไนโตรเจนแอมโมเนียลดลงจาก 150 มก./ล. เป็น 16 มก./ล. Liao Linlin และคณะ [9] ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของการแยกแอมโมเนียเหลวในการแทรกซึมของขยะ และพบว่า pH อุณหภูมิของน้ำ และอัตราส่วนแก๊ส-ของเหลวมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการแยก ผลการลดไนเตรตจะดีขึ้นเมื่อค่า pH อยู่ระหว่าง 10.5 ถึง 11 ยิ่งอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น ผลการลดไนเตรตจะดีขึ้น เมื่ออัตราส่วนก๊าซต่อของเหลวอยู่ที่ 3,000~3,500 m3/m3 ผลการลดไนเตรตจะเป็นไปตามที่แสดงในเพลงใหม่ของเจย์ โจว ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนมีผลเพียงเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพการเป่า Wang Zongping และคณะ [10] ใช้สามวิธี ได้แก่ การเติมอากาศแบบเจ็ต การเติมอากาศแบบพ่น และการเติมอากาศบนพื้นผิว เพื่อบำบัดน้ำซึมเบื้องต้นด้วยการสกัดแอมโมเนีย ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการเติมอากาศแบบเจ็ตมีประสิทธิภาพที่พลังงานเท่ากัน ตามข้อมูลต่างประเทศ อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำซึมที่ผ่านการบำบัดด้วยการสกัดด้วยก๊าซร่วมกับวิธีการอื่นๆ สามารถสูงถึง 99.5% อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการดำเนินงานของวิธีนี้ค่อนข้างสูง และจำเป็นต้องกำจัด NH3 ที่เกิดขึ้นโดยการเติมกรดในหอเป่าลม มิฉะนั้นจะทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ นอกจากนี้ การเกิดตะกรันคาร์บอเนตยังจะเกิดขึ้นในหอเป่าลมด้วย

2.3 วิธีการตกตะกอนแบบการตกตะกอน
วิธีการตกตะกอนแบบตกตะกอนเป็นวิธีการเติมสารตกตะกอนลงในน้ำซึมของขยะ ทำให้ของแข็งแขวนลอยและคอลลอยด์ในน้ำซึมรวมตัวกันและกลายเป็นก้อน จากนั้นจึงแยกออกจากกัน โดยทั่วไปจะใช้สารตกตะกอนอนินทรีย์ชนิดอะลูมิเนียมซัลเฟต เฟอรัสซัลเฟต เฟอร์ริกคลอไรด์ และสารตกตะกอนอนินทรีย์ชนิดอื่น การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าการใช้สารตกตะกอนที่มีส่วนประกอบเป็นเหล็กเพียงอย่างเดียวในการบำบัดน้ำซึมจากขยะสามารถกำจัด COD ได้ 50% ซึ่งดีกว่าการใช้สารตกตะกอนที่มีส่วนประกอบเป็นอลูมิเนียมเพียงอย่างเดียว AA Tatsi และคณะ [11] บำบัดน้ำซึมเบื้องต้นด้วยอะลูมิเนียมซัลเฟตและเฟอร์ริกคลอไรด์ สำหรับน้ำซึมอายุน้อย อัตราการกำจัด COD สูงสุดคือ 38% เมื่อ COD ที่ไหลเข้าคือ 70,900 มก./ล. สำหรับน้ำซึมในหลุมฝังกลบของวัยกลางคนและผู้สูงอายุ อัตราการกำจัด COD สามารถสูงถึง 75% เมื่อ COD ที่ไหลเข้าคือ 5,350 มก./ล. เมื่อค่า pH อยู่ที่ 10 และสารตกตะกอนถึง 2 กรัมต่อลิตร อัตราการกำจัด COD อาจสูงถึง 80% ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ไบโอฟลอกคูแลนต์ได้กลายเป็นแนวทางการวิจัยใหม่ AI Zouboulis และคณะ [12] ศึกษาผลของการบำบัดของไบโอฟลอกคูแลนต์ต่อน้ำซึมจากหลุมฝังกลบและพบว่าจำเป็นต้องใช้ไบโอฟลอกคูแลนต์เพียง 20 มิลลิกรัมต่อลิตรเพื่อกำจัดกรดฮิวมิกออกจากน้ำซึมจากหลุมฝังกลบได้ 85% วิธีการตกตะกอนแบบตกตะกอนเป็นเทคโนโลยีหลักในการบำบัดน้ำซึมจากขยะ สามารถใช้เป็นเทคโนโลยีการบำบัดเบื้องต้นเพื่อลดภาระของกระบวนการบำบัดภายหลัง และเป็นเทคโนโลยีการบำบัดเชิงลึกเพื่อเป็นหลักประกันกระบวนการบำบัดทั้งหมด [3] แต่ปัญหาหลักคืออัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนที่ต่ำ การสร้างตะกอนเคมีจำนวนมาก และการเติมสารตกตะกอนเกลือโลหะอาจทำให้เกิดมลพิษใหม่ ดังนั้น การพัฒนาสารตกตะกอนที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และต้นทุนต่ำ จึงเป็นรากฐานสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัดของวิธีการตกตะกอนโดยการตกตะกอน

2.4 วิธีการตกตะกอนทางเคมี
วิธีการตกตะกอนทางเคมีคือการเติมสารเคมีบางชนิดลงในน้ำซึมของขยะ สร้างตะกอนผ่านปฏิกิริยาเคมี จากนั้นจึงแยกตะกอนดังกล่าวเพื่อบรรลุวัตถุประสงค์ในการบำบัด ตามข้อมูล ไอออนไฮดรอกไซด์ของสารที่มีฤทธิ์เป็นด่าง เช่น แคลเซียมไฮดรอกไซด์ สามารถตกตะกอนพร้อมกับไอออนของโลหะ ซึ่งสามารถกำจัดโลหะหนักในน้ำซึมได้ 90% ถึง 99% และ COD 20% ถึง 40% วิธีการตกตะกอนด้วยหินมูลนกใช้กันอย่างแพร่หลายในวิธีการตกตะกอนทางเคมี วิธีการตกตะกอนด้วยหินมูลนก ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าวิธีการตกตะกอนด้วยแอมโมเนียมแมกนีเซียมฟอสเฟต เกี่ยวข้องกับการเติม Mg2+, PO43- และสารที่มีฤทธิ์เป็นด่างลงในน้ำซึมของขยะเพื่อทำปฏิกิริยากับสารบางชนิดและเกิดตะกอน XZ Li et al. [13] เติม MgCl2 · 6H2O และ Na2HPO4 · 12H2O ลงในน้ำซึมจากขยะ เมื่ออัตราส่วนของ Mg2+ ต่อ NH4+ ต่อ PO43- อยู่ที่ 1:1:1 และค่า pH อยู่ที่ 8.45-9 ไนโตรเจนแอมโมเนียในน้ำซึมเดิมจะลดลงจาก 5,600 มก./ล. เหลือ 110 มก./ล. ภายใน 15 นาที I. Ozturk et al. [14] ใช้กระบวนการนี้ในการบำบัดน้ำซึมจากการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน เมื่อ COD ของน้ำที่ไหลเข้าอยู่ที่ 4,024 มก./ล. และไนโตรเจนแอมโมเนียอยู่ที่ 2,240 มก./ล. อัตราการกำจัดน้ำทิ้งจะอยู่ที่ 50% และ 85% ตามลำดับ B. Calli et al. [15] ยังใช้กระบวนการนี้ในการกำจัดไนโตรเจนแอมโมเนียได้ 98% วิธีการตกตะกอนทางเคมีนั้นใช้งานง่าย และตะกอนที่เกิดขึ้นจะมีส่วนประกอบของปุ๋ย เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส แมกนีเซียม และสารอินทรีย์ อย่างไรก็ตาม ตะกอนอาจมีสารพิษและสารอันตรายซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

2.6 วิธีการทางเคมีไฟฟ้า

วิธีการทางเคมีไฟฟ้าเป็นกระบวนการที่สารมลพิษในน้ำซึมจากขยะถูกทำให้มีปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าโดยตรงบนอิเล็กโทรดภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า หรือเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์โดยใช้ OH และ ClO ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวอิเล็กโทรด ปัจจุบัน ออกซิเดชันแบบอิเล็กโทรไลต์เป็นที่นิยมใช้กันทั่วไป PB Moraes et al. [19] ใช้เครื่องปฏิกรณ์อิเล็กโทรไลต์แบบต่อเนื่องเพื่อบำบัดน้ำซึมจากขยะ เมื่ออัตราการไหลของน้ำเข้าอยู่ที่ 2,000 ลิตร/ชม. ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าอยู่ที่ 0.116 A/cm2 เวลาปฏิกิริยาอยู่ที่ 180 นาที COD ของน้ำเข้าอยู่ที่ 1,855 มก./ลิตร TOC อยู่ที่ 1,270 มก./ลิตร และไนโตรเจนแอมโมเนียอยู่ที่ 1,060 มก./ลิตร อัตราการกำจัดน้ำเสียจะอยู่ที่ 73%, 57% และ 49% ตามลำดับ NN Rao et al. [20] ใช้เครื่องปฏิกรณ์อิเล็กโทรดคาร์บอนสามมิติในการบำบัดน้ำซึมที่มี COD สูง (17-18400 มก./ล.) และแอมโมเนียไนโตรเจนสูง (1200-1320 มก./ล.) หลังจากปฏิกิริยา 6 ชั่วโมง อัตราการกำจัด COD อยู่ที่ 76% -80% และอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนสามารถสูงถึง 97% E. Turro และคณะ [21] ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการบำบัดออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าของน้ำซึมจากหลุมฝังกลบโดยใช้ Ti/IrO2-RuO2 เป็นอิเล็กโทรดและ HClO4 เป็นอิเล็กโทรไลต์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเวลาปฏิกิริยา อุณหภูมิปฏิกิริยา ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า และค่า pH เป็นปัจจัยหลักที่มีผลต่อผลของการบำบัด ภายใต้เงื่อนไขอุณหภูมิ 80 ℃ ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า 0.032 A/cm2 และ pH = 3 เวลาในการเกิดปฏิกิริยาคือ 4 ชั่วโมง และ COD ลดลงจาก 2960 mg/L เป็น 294 mg/L TOC ลดลงจาก 1150 mg/L เป็น 402 mg/L และอัตราการกำจัดสีสามารถไปถึง 100% วิธีการทางเคมีไฟฟ้ามีกระบวนการที่เรียบง่าย การควบคุมที่แข็งแกร่ง ขนาดเล็ก และไม่ก่อให้เกิดมลพิษรองในระหว่างกระบวนการบำบัด ข้อเสียคือกินไฟและมีต้นทุนการบำบัดสูง ปัจจุบันส่วนใหญ่อยู่ในระดับการวิจัยในห้องปฏิบัติการ

2.7 การเกิดออกซิเดชันด้วยโฟโตแคทาไลติก

ออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติกเป็นเทคโนโลยีการบำบัดน้ำแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพดีกว่าในการบำบัดสารมลพิษบางชนิดมากกว่าวิธีอื่น จึงมีแนวโน้มที่ดีที่จะนำไปใช้ในการบำบัดน้ำซึมจากขยะอย่างล้ำลึก หลักการของวิธีนี้คือการเติมตัวเร่งปฏิกิริยาในปริมาณหนึ่งลงในน้ำเสีย สร้างอนุมูลอิสระภายใต้การฉายแสง และใช้คุณสมบัติออกซิไดซ์ที่รุนแรงของอนุมูลอิสระเพื่อบรรลุเป้าหมายในการบำบัด ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติกส่วนใหญ่ได้แก่ ไททาเนียมไดออกไซด์ ซิงค์ออกไซด์ และออกไซด์ของเหล็ก ซึ่งไททาเนียมไดออกไซด์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย DE Meeroff et al. [22] ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติกของน้ำซึมโดยใช้ TiO2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา หลังจากการเกิดออกซิเดชันด้วยโฟโตแคทาไลติกอัลตราไวโอเลตเป็นเวลา 4 ชั่วโมง อัตราการกำจัด COD ของน้ำซึมจะสูงถึง 86% อัตราส่วน B/C เพิ่มขึ้นจาก 0.09 เป็น 0.14 อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนอยู่ที่ 71% และอัตราการกำจัดโครมาติซิตี้อยู่ที่ 90% หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น สามารถกู้คืน TiO2 ได้ 85% R. Poblete et al. [23] ใช้ผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมไททาเนียมไดออกไซด์ (ประกอบด้วย TiO2 และ Fe เป็นหลัก) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และเปรียบเทียบกับ TiO2 เชิงพาณิชย์ในแง่ของประเภทของตัวเร่งปฏิกิริยา อัตราการกำจัดสารอินทรีย์ที่ดื้อต่อปฏิกิริยา ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา และเวลาในการเกิดปฏิกิริยา ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าผลพลอยได้มีกิจกรรมที่สูงกว่าและมีผลในการบำบัดที่ดีกว่า และสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเกิดออกซิเดชันด้วยโฟโตแคทาไลติกได้ การศึกษาวิจัยพบว่าปริมาณเกลืออนินทรีย์สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพของการเกิดออกซิเดชันด้วยโฟโตแคทาไลติกในการบำบัดน้ำซึมจากขยะ J. Wiszniowski et al. [24] ศึกษาผลกระทบของเกลืออนินทรีย์ต่อการเกิดออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติกของกรดฮิวมิกในน้ำซึมโดยใช้ TiO2 ที่แขวนลอยเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เมื่อมีเพียง Cl- (4500 มก./ล.) และ SO42- (7750 มก./ล.) อยู่ในน้ำซึมของขยะ จะไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการเกิดออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติกของกรดฮิวมิก แต่การมี HCO3- จะทำให้ประสิทธิภาพการเกิดออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติกลดลงอย่างมาก การเกิดออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติกมีข้อดีคือใช้งานง่าย ใช้พลังงานต่ำ ทนต่อการโหลด และไม่มีมลพิษ อย่างไรก็ตาม เพื่อที่จะนำไปใช้งานจริง จำเป็นต้องศึกษาประเภทและการออกแบบของเครื่องปฏิกรณ์ ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยา และอัตราการใช้พลังงานแสง

2.8 ระบบกรองแบบออสโมซิสย้อนกลับ (RO)

เมมเบรน RO มีคุณสมบัติการเลือกใช้ตัวทำละลาย โดยใช้ความแตกต่างของแรงดันทั้งสองด้านของเมมเบรนเป็นแรงผลักดันเพื่อเอาชนะแรงดันออสโมซิสของตัวทำละลาย จึงแยกสารต่างๆ ในน้ำซึมออกจากขยะ Fangyue Li et al. [25] ใช้เมมเบรน RO แบบเกลียวเพื่อบำบัดน้ำซึมจากหลุมฝังกลบ Kolenfeld ในเยอรมนี COD ลดลงจาก 3100 มก./ล. เหลือ 15 มก./ล. คลอไรด์ลดลงจาก 2850 มก./ล. เหลือ 23.2 มก./ล. และไนโตรเจนแอมโมเนียลดลงจาก 1000 มก./ล. เหลือ 11.3 มก./ล. อัตราการกำจัดไอออนโลหะ เช่น Al3+, Fe2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+ ฯลฯ ล้วนเกิน 99.5% การวิจัยแสดงให้เห็นว่าค่า pH มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการกำจัดไนโตรเจนแอมโมเนีย LD Palma et al. [26] ขั้นแรกให้กลั่นน้ำซึมจากขยะแล้วจึงบำบัดด้วยเมมเบรน RO ลด COD ที่ไหลเข้าจาก 19,000 มก./ล. เหลือ 30.5 มก./ล. อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนสูงสุดที่ค่า pH 6.4 ลดลงจาก 217.6 มก./ล. เหลือ 0.71 มก./ล. R et al. [27] ได้ทำการทดลองนำร่องในการทำให้น้ำซึมจากขยะบริสุทธิ์โดยใช้เมมเบรน RO แบบต่อเนื่องสองขั้นตอน และพบว่าอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนสูงสุดเมื่อค่า pH ถึง 5 ลดลงจาก 142 มก./ล. เหลือ 8.54 มก./ล. วิธีการออสโมซิสย้อนกลับมีประสิทธิภาพสูง มีการจัดการที่สมบูรณ์ และควบคุมอัตโนมัติได้ง่าย และมีการนำไปใช้ในการบำบัดน้ำซึมจากขยะเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ต้นทุนของเมมเบรนค่อนข้างสูง และต้องมีการบำบัดน้ำซึมล่วงหน้าก่อนใช้งาน เพื่อลดภาระของเมมเบรน มิฉะนั้น เมมเบรนจะมีแนวโน้มที่จะปนเปื้อนและอุดตัน ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการบำบัดลดลงอย่างรวดเร็ว

2.9 นาโนฟิลเทรชัน (NF)

เมมเบรน NF มีลักษณะสำคัญสองประการ: มีโครงสร้างรูพรุนขนาดเล็กประมาณ 1 นาโนเมตร ซึ่งสามารถดักจับโมเลกุลที่มีน้ำหนักโมเลกุล 200-2000 u เมมเบรน NF เองมีประจุและมีอัตราการกักเก็บอิเล็กโทรไลต์อนินทรีย์ที่แน่นอน HK Jakopovic และคณะ [28] เปรียบเทียบการกำจัดสารอินทรีย์ในน้ำซึมจากหลุมฝังกลบโดยใช้เทคโนโลยีสามอย่าง ได้แก่ NF, UF และโอโซน ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการ เมมเบรน UF ที่แตกต่างกันสามารถบรรลุอัตราการกำจัด COD ที่ 23% สำหรับเพลงใหม่ของ Jay Chou อัตราการกำจัด COD โดยโอโซนสามารถสูงถึง 56% อัตราการกำจัดเพลงใหม่ของ Jay Chou เกี่ยวกับ COD โดย NF สามารถสูงถึง 91% นอกจากนี้ NF ยังมีผลการกำจัดไอออนในน้ำซึมที่ค่อนข้างเหมาะสม LB Chaudhari และคณะ [29] ใช้ NF-300 เพื่อบำบัดอิเล็กโทรไลต์ในน้ำซึมเก่าจากหลุมฝังกลบในรัฐคุชราตในอินเดีย ระดับซัลเฟตในน้ำทดลองทั้งสองชนิดคือ 932 และ 886 มก./ล. ตามลำดับ และไอออนคลอไรด์คือ 2,268 และ 5,426 มก./ล. ตามลำดับ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าอัตราการกำจัดซัลเฟตอยู่ที่ 83% และ 85% ตามลำดับ และอัตราการกำจัดไอออนคลอไรด์อยู่ที่ 62% และ 65% ตามลำดับ การศึกษาพบว่าอัตราการกำจัด Cr3+, Ni2+, Cu2+ และ Cd2+ โดยเมมเบรน NF อยู่ที่ 99%, 97%, 97% และ 96% ตามลำดับ NF ที่ใช้ร่วมกับกระบวนการอื่นๆ จะมีผลหลังการบำบัดที่ดีกว่า T. Robinson [30] ใช้กระบวนการผสม MBR+NF ในการบำบัดน้ำซึมจาก Beacon Hill ในสหราชอาณาจักร ค่า COD ลดลงจาก 5,000 มก./ล. เหลือต่ำกว่า 100 มก./ล. ไนโตรเจนแอมโมเนียลดลงจาก 2,000 มก./ล. เหลือต่ำกว่า 1 มก./ล. และ SS ลดลงจาก 250 มก./ล. เหลือต่ำกว่า 25 มก./ล. เทคโนโลยี NF มีการใช้พลังงานต่ำ อัตราการกู้คืนสูง และมีศักยภาพสูง แต่ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดคือเมมเบรนจะเกิดตะกรันหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพ เช่น ฟลักซ์ของเมมเบรนและอัตราการกักเก็บ จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อนำไปประยุกต์ใช้กับแนวทางวิศวกรรม

3 บทสรุป

เทคโนโลยีการบำบัดทางกายภาพและเคมีที่กล่าวมาข้างต้นสามารถให้ผลลัพธ์บางอย่างได้ แต่ยังมีปัญหาอีกมากมาย เช่น การสร้างตัวดูดซับใหม่ การกู้คืนตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยแสง การใช้พลังงานสูงของวิธีการทางเคมีไฟฟ้า และการอุดตันของเมมเบรน ดังนั้น จึงเป็นเรื่องยากที่น้ำซึมจากขยะจะผ่านมาตรฐานการปล่อยมลพิษแห่งชาติผ่านการบำบัดทางกายภาพและเคมีเพียงครั้งเดียว และกระบวนการบำบัดควรเป็นการผสมผสานเทคโนโลยีการบำบัดหลายอย่าง กระบวนการบำบัดน้ำซึมจากขยะทั่วไปทั้งหมดควรประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ การบำบัดเบื้องต้น การบำบัดหลัก และการบำบัดเชิงลึก วิธีการบำบัดเบื้องต้น เช่น การเป่าออก การตกตะกอนแบบตกตะกอน และการตกตะกอนทางเคมี มักใช้เพื่อกำจัดไอออนโลหะหนัก แอมโมเนียไนโตรเจน ความเป็นสี หรือปรับปรุงการย่อยสลายทางชีวภาพของน้ำซึมจากขยะ การบำบัดหลักควรใช้กระบวนการที่มีต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูง เช่น วิธีทางชีวภาพ ออกซิเดชันทางเคมี และกระบวนการผสมผสานอื่นๆ โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อกำจัดสารอินทรีย์ส่วนใหญ่และลดปริมาณสารมลพิษ เช่น แอมโมเนียไนโตรเจนต่อไป หลังจากสองขั้นตอนแรกของการบำบัด อาจยังมีสารมลพิษบางชนิดอยู่ ดังนั้น การบำบัดเชิงลึกจึงมีความจำเป็น ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้กรรมวิธีต่างๆ เช่น การออกซิเดชันด้วยแสง การดูดซับ การแยกเมมเบรน เป็นต้น

เนื่องจากองค์ประกอบที่ซับซ้อนของน้ำซึมและการเปลี่ยนแปลงตามเวลาและสถานที่ ในทางปฏิบัติ จำเป็นต้องวัดองค์ประกอบและวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะอย่างละเอียดก่อนทำการบำบัดน้ำซึม และเลือกวิธีการบำบัดที่เหมาะสม ปัจจุบัน เทคโนโลยีการบำบัดน้ำซึมจากขยะมีข้อดีและข้อเสียในตัว ดังนั้น การวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับน้ำซึมจากขยะจะมุ่งเน้นไปที่การยกระดับและเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีที่มีอยู่ พัฒนาเทคโนโลยีการบำบัดใหม่ที่มีประสิทธิภาพ และเสริมสร้างการบูรณาการงานวิจัยและการพัฒนาระหว่างเทคโนโลยีต่างๆ (เช่น การบูรณาการเทคโนโลยีออกซิเดชันด้วยโฟโตแคทาไลติกและเทคโนโลยีการบำบัดทางชีวเคมี การบูรณาการวิธีการตกตะกอนและการบำบัดด้วยเมมเบรน) เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัดน้ำซึมโดยรวมและลดต้นทุนการลงทุนและการดำเนินการ