โรงงานที่ต้องรายงานคุณภาพน้ำทิ้ง มักเจอคำถามเดิมซ้ำทุกปี คือค่าไหนทำเองในแล็บได้คุ้ม ค่าไหนควรส่งออกไปข้างนอก และเครื่องอัตโนมัติเข้ามาช่วยตรงไหนได้บ้าง
บทความนี้ไม่ได้ตั้งใจจะลอกตารางค่ามาตรฐานมาให้อ่านอีกรอบ เพราะหาได้ทั่วไปอยู่แล้ว แต่จะพาดูอีกด้านที่คนมองข้าม คือประกาศฉบับที่ใช้อยู่ไม่ได้กำหนดแค่ว่าค่าต้องไม่เกินเท่าไร แต่กำหนดด้วยว่าจะวัดค่านั้นด้วยวิธีไหน ซึ่งเป็นจุดที่ตัดสินว่าแล็บของคุณต้องมีเครื่องมืออะไร
ประกาศที่ใช้อยู่ และสิ่งที่ประกาศกำหนดไว้
ฉบับที่ใช้เป็นมาตรฐานทั่วไปสำหรับการระบายน้ำทิ้งจากโรงงานคือ ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม เรื่อง กำหนดมาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากโรงงาน พ.ศ. 2560
สิ่งที่ประกาศฉบับนี้กำหนดไว้มีสองส่วนคู่กันเสมอ คือค่ามาตรฐานของแต่ละพารามิเตอร์ และวิธีตรวจวัดที่ใช้อ้างอิงสำหรับพารามิเตอร์นั้น
พารามิเตอร์หลักที่ต้องรายงานได้แก่ BOD, COD, ของแข็งแขวนลอย, TKN, น้ำมันและไขมัน, ซัลไฟด์, ไซยาไนด์, สารประกอบฟีนอล, คลอรีนอิสระ และโลหะหนัก รวมถึงค่าสีซึ่งกำหนดไว้ไม่เกิน 300 ADMI
ยกตัวอย่างวิธีตรวจวัดของพารามิเตอร์หลัก BOD ใช้การบ่มตัวอย่างที่อุณหภูมิ 20 °C เป็นเวลา 5 วัน แล้วหาผลต่างของออกซิเจนละลาย COD ใช้การย่อยด้วยสารเคมีแล้ววัดผล ของแข็งแขวนลอยใช้การกรองแล้วชั่งน้ำหนักแห้ง ส่วนกลุ่มไนโตรเจนและฟอสฟอรัสใช้การทำปฏิกิริยาให้เกิดสีแล้ววัดการดูดกลืนแสง จุดที่ควรตรวจสอบคือวิธีที่แล็บใช้อยู่ตรงกับวิธีที่ประกาศอ้างอิงไว้หรือไม่ เพราะผลที่ถูกต้องในเชิงตัวเลขแต่มาจากคนละวิธี เป็นคนละเรื่องกัน
ข้อแนะนำที่ใช้ได้จริงคือ เปิดประกาศฉบับที่ใช้กับประเภทกิจการของคุณ แล้วดูช่องวิธีตรวจวัดควบคู่ไปกับช่องค่ามาตรฐานเสมอ เพราะบางประเภทกิจการมีประกาศเฉพาะของตัวเองที่กำหนดต่างออกไปจากฉบับทั่วไป
BOD คือค่าที่กินเวลาและกินคนมากที่สุด
BOD หรือความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี คือปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำ ค่านี้บอกว่าน้ำทิ้งของเรามีความสกปรกและสร้างมลพิษต่อแหล่งน้ำปลายทางมากแค่ไหน
สิ่งที่ทำให้ BOD ต่างจากค่าอื่นคือมันไม่ใช่การวัดทันที แต่เป็นการทดสอบทางชีวภาพที่ต้องรอให้จุลินทรีย์ทำงาน ขั้นตอนคือเจือจางตัวอย่างให้อยู่ในช่วงที่วัดได้ เติมหัวเชื้อจุลินทรีย์ วัดออกซิเจนละลายในวันแรก ปิดขวดแล้วบ่มในตู้ควบคุมอุณหภูมิ 20 °C เป็นเวลา 5 วัน แล้วกลับมาวัดอีกครั้ง ค่าที่ได้คือผลต่างของสองครั้ง
จุดที่เสียเวลาจริงจึงไม่ใช่ตอนวัด แต่คือการเจือจางตัวอย่างให้ถูกช่วงหรือการทำ Dilution ถ้าเจือจางผิด ผลที่ได้จะออกนอกช่วงที่ใช้ได้ และรู้ตัวอีกทีคือ 5 วันถัดมา ต้องเริ่มใหม่ทั้งชุด
ระบบอัตโนมัติสำหรับงาน BOD จึงไม่ได้ทำให้ระยะเวลาบ่ม 5 วันสั้นลง สิ่งที่มันเปลี่ยนคือทำให้ขั้นเตรียม เจือจาง วัด และบันทึกผลไม่ต้องพึ่งคนมาเฝ้าตามตาราง และลดโอกาสที่ชุดตัวอย่างจะเสียไปทั้งชุดเพราะพลาดขั้นตอนเดียว
COD ต่างจาก BOD อย่างไร และทำไมต้องรายงานคู่กัน
COD หรือความต้องการออกซิเจนทางเคมี วัดปริมาณออกซิเจนที่ใช้ในการออกซิไดซ์สารอินทรีย์ด้วยสารเคมี ไม่ใช่ด้วยจุลินทรีย์ ผลจึงออกภายในไม่กี่ชั่วโมงแทนที่จะเป็น 5 วัน
ค่า COD มักสูงกว่าค่า BOD ในตัวอย่างเดียวกัน เพราะ COD รวมสารอินทรีย์ทั้งหมดที่ออกซิไดซ์ได้ด้วยสารเคมี ทั้งส่วนที่จุลินทรีย์ย่อยได้และย่อยไม่ได้ ส่วน BOD นับเฉพาะส่วนที่จุลินทรีย์ย่อยได้เท่านั้น
อัตราส่วนระหว่างสองค่านี้จึงมีประโยชน์มากกว่าตัวเลขเดี่ยว ถ้าสัดส่วน BOD ต่อ COD ต่ำผิดปกติ แปลว่าในน้ำมีสารที่จุลินทรีย์ย่อยไม่ได้อยู่มาก ซึ่งเป็นสัญญาณว่าระบบบำบัดชีวภาพอาจรับมือไม่ไหว และควรไปดูที่ต้นทางว่ามีอะไรเข้าระบบ
ในทางปฏิบัติ หลายแล็บใช้ COD เป็นค่าที่ติดตามรายวันเพราะรู้ผลเร็ว แล้วใช้ BOD เป็นค่าที่รายงานตามรอบ การมีทั้งสองค่าจึงไม่ใช่ความซ้ำซ้อน แต่เป็นการดูภาพเดียวกันคนละความเร็ว
กลุ่มไนโตรเจนและฟอสฟอรัส คือกลุ่มที่ระบบอัตโนมัติคุ้มที่สุด
ค่ากลุ่มนี้ได้แก่ ammonia, nitrate, nitrite, ortho-phosphate, total phosphorus และ TKN ส่วนใหญ่วิเคราะห์ด้วยการทำปฏิกิริยาให้เกิดสีแล้ววัดการดูดกลืนแสง
เหตุผลที่กลุ่มนี้คุ้มกับการทำอัตโนมัติที่สุด เพราะขั้นตอนที่ใช้เวลาไม่ใช่การวัด แต่คือการปิเปตตัวอย่างและรีเอเจนต์ให้ถูกต้องตามปริมาตร การผสม และการรอเวลาให้ปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์ ซึ่งเป็นงานที่ทำซ้ำแบบเดิมทุกครั้งและเป็นจุดที่ความผิดพลาดจากคนเกิดบ่อยที่สุด
เครื่องที่รับงานส่วนนี้มีสองตระกูลหลัก ตระกูลแรกคือ Discrete analyzer ซึ่งแต่ละตัวอย่างทำปฏิกิริยาในหลุมปฏิกิริยาของตัวเอง เหมาะกับแล็บที่ตัวอย่างแต่ละชุดต้องตรวจไม่เหมือนกัน เพราะสลับรายการทดสอบได้ง่าย
ตระกูลที่สองคือ Continuous Flow Analyzer แบบ Segmented Flow ซึ่งตัวอย่างและรีเอเจนต์ไหลต่อเนื่องในท่อโดยมีฟองอากาศคั่นเป็นช่วง เหมาะกับงานที่ตัวอย่างจำนวนมากแต่รายการทดสอบค่อนข้างคงที่ และรองรับขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างที่ต้องทำระหว่างทางได้ เช่น การกลั่นหรือการย่อยแบบต่อเนื่อง
ตัวอย่างในกลุ่ม Discrete analyzer ที่ใช้กันในงานสิ่งแวดล้อมคือ SEAL AQ400 ซึ่งใช้ตัวอย่าง 3 ถึง 500 ไมโครลิตร และรีเอเจนต์ 10 ถึง 600 ไมโครลิตรต่อการทดสอบ ขึ้นกับ Method ที่เลือก จุดนี้สำคัญกับงานที่ตัวอย่างมีจำกัด เช่น น้ำจากพื้นที่ที่เก็บยาก หรือตัวอย่างที่ผ่านการเตรียมมาแล้วหลายขั้น
พารามิเตอร์ที่เรารับรองว่าทำได้บนเครื่อง AQ400 ในประเทศไทย ได้แก่ alkalinity, ammonia, chloride, hexavalent chromium, color, cyanide, nitrate, nitrite, ortho-phosphate, silica, sulfate และ total phosphate
ส่วน AQ400 ยังใช้เป็นสเปกโทรโฟโตมิเตอร์แบบตั้งโต๊ะสำหรับงาน COD ได้ด้วย ซึ่งเป็นคนละลักษณะกับงานกลุ่มสร้างสีที่เครื่องทำให้อัตโนมัติทั้งกระบวนการ ตรงนี้ควรคุยรายละเอียดกับทีมก่อนตัดสินใจว่าจะรวมงาน COD เข้ามาในเครื่องเดียวกันหรือแยก
สรุปว่าค่าไหนใช้ระบบอัตโนมัติแล้วคุ้ม
กลุ่มที่คุ้มชัดเจน คือค่าที่ใช้ปฏิกิริยาสร้างสีแล้ววัดด้วยแสง ได้แก่ ammonia, nitrate, nitrite, phosphate, cyanide และ color เพราะเครื่องรับงานปิเปตและผสมไปทั้งหมด
กลุ่มที่คุ้มในลักษณะต่างออกไป คือ BOD ซึ่งเครื่องไม่ได้ลดเวลาในการบ่ม แต่ช่วยให้คนไม่ต้องคอยเฝ้าตามตารางบ่ม และลดความผิดพลาดระหว่างขั้นตอน
กลุ่มที่ต้องดูปริมาณงานก่อน คือค่าที่ทำไม่บ่อยหรือมีตัวอย่างน้อย ซึ่งการลงทุนกับระบบอัตโนมัติอาจยังไม่คุ้มเมื่อเทียบกับการทำมือ
คำถามที่ควรตอบก่อนตัดสินใจจึงไม่ใช่ว่าเครื่องยี่ห้อไหนดีที่สุด แต่คือในหนึ่งเดือนมีตัวอย่างกี่ตัว ต้องรายงานกี่พารามิเตอร์ ค่าที่ต้องรายงานต่ำสุดอยู่ที่ระดับไหน และตอนนี้เวลาหายไปที่ขั้นตอนใด
สิ่งที่ต้องเตรียมนอกจากตัวเครื่อง
รีเอเจนต์และวัสดุสิ้นเปลืองตามจำนวนพารามิเตอร์และปริมาณงานจริง
วัสดุอ้างอิงสำหรับตรวจสอบสมรรถนะระหว่างรอบสอบเทียบ
พื้นที่วางเครื่องและระบบระบายอากาศตามชนิดของรีเอเจนต์ที่ใช้
น้ำบริสุทธิ์ที่คุณภาพคงที่ ซึ่งมีผลกับค่า blank โดยตรง
แผนการสอบเทียบและการดูแลตามรอบ รวมถึงอะไหล่ที่สึกหรอตามการใช้งาน เช่น ท่อปั๊มและซีล
การอบรมผู้ใช้งาน และการเชื่อมต่อกับระบบบันทึกผลที่ใช้อยู่
การดูแลหลังติดตั้งในประเทศไทย
เครื่องวิเคราะห์ในกลุ่มนี้ไม่ได้จบที่วันติดตั้ง เพราะชิ้นส่วนที่สัมผัสรีเอเจนต์จะเสื่อมตามการใช้งาน และค่าที่เพี้ยนมักเริ่มจากชิ้นส่วนเหล่านี้ก่อนเสมอ
Thai Unique ดูแลงานส่วนนี้ด้วยทีมที่เข้าใจเคมีของวิธีวิเคราะห์ ไม่ใช่เข้าใจเฉพาะขั้นตอนการกดปุ่ม ซึ่งทำให้อ่านออกว่าค่าที่เบี่ยงมาจากตัวเครื่อง จากรีเอเจนต์ หรือจากขั้นเตรียมตัวอย่าง
ปัญหาหน้างานส่วนใหญ่จบได้ภายในประเทศ ข้อจำกัดจริงที่พบคือเรื่องอะไหล่บางรายการที่ต้องสั่ง ไม่ใช่เรื่องความสามารถทางเทคนิค ซึ่งเราแจ้งไว้ตรงนี้เพื่อให้ตั้งความคาดหวังได้ถูกตั้งแต่ต้น
คำถามที่พบบ่อย
BOD กับ COD ต่างกันอย่างไร และทำไม COD มักสูงกว่า
BOD วัดออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้ย่อยสารอินทรีย์ ส่วน COD วัดออกซิเจนที่ใช้ออกซิไดซ์ด้วยสารเคมี COD จึงครอบคลุมทั้งสารที่จุลินทรีย์ย่อยได้และย่อยไม่ได้ ค่ามักสูงกว่าในตัวอย่างเดียวกัน
ค่า COD สูงผิดปกติ ควรไล่หาสาเหตุจากตรงไหนก่อน
เริ่มจากดูว่ามีของเสียชนิดใหม่เข้าระบบหรือไม่ ตามด้วยการเทียบสัดส่วน BOD ต่อ COD ถ้าสัดส่วนลดลงแปลว่าสารที่เข้ามาย่อยด้วยชีวภาพได้ยาก และควรไปดูที่กระบวนการต้นทางมากกว่าไปปรับที่ระบบบำบัดอย่างเดียว
แอมโมเนียในน้ำสูง เกิดจากอะไรได้บ้าง
สาเหตุที่พบบ่อยคือกระบวนการไนตริฟิเคชันในระบบบำบัดทำงานได้ไม่เต็มที่ ของเสียที่มีไนโตรเจนสูงเข้าระบบเกินกว่าที่ออกแบบไว้ และสภาวะที่เปลี่ยนไปจนจุลินทรีย์ทำงานได้น้อยลง เช่น อุณหภูมิหรือค่าความเป็นกรดด่าง
ถ้าต้องรายงานทุกวัน ปริมาณเท่าไรถึงคุ้มที่จะซื้อเครื่องมาทำเอง
ไม่มีตัวเลขกลางที่ใช้ได้กับทุกที่ เพราะขึ้นกับจำนวนพารามิเตอร์ต่อตัวอย่าง ความถี่ในการรายงาน และค่าแรงที่ใช้ไปกับงานเตรียมในปัจจุบัน วิธีที่ตรงที่สุดคือนับจำนวนตัวอย่างและพารามิเตอร์จริงในหนึ่งเดือน แล้วให้เราช่วยประเมินให้ว่าจุดคุ้มอยู่ตรงไหน
เครื่องที่ซื้อมาแล้ว ใครดูแลและสอบเทียบให้ในประเทศไทย
Thai Unique มีทีมบริการในประเทศ ดูแลตั้งแต่ติดตั้ง สอนใช้งาน สอบเทียบตามรอบ และแก้ปัญหาหน้างาน โดยรับดูแลเครื่องในกลุ่ม chromatography, flow analyzer และ spectrophotometer แม้ไม่ได้ซื้อจากเรา ข้อจำกัดที่มีคือเรื่องอะไหล่บางรายการ ไม่ใช่เรื่องความสามารถทางเทคนิค