บทท 2 ทฤษฎ และสรปสาระส าคญจากเอกสารทเกยวของ

2.1 ระบบบงประดษฐ ระบบบงประดษฐเปนระบบบ าบดน าเสยทเลยนแบบกลไกการก าจดของเสยตามธรรมชาต คอ อาศย ดน น า พช และจลนทรยในการบ าบดของเสยในน า การออกแบบกอสรางไมซบซอน การดแลระบบไมตองอาศยเทคโนโลยมากจงไมจ าเปนตองใชบคลากรในการด าเนนระบบ มคาใชจายในการด าเนนการนอยระบบมความยดหยนสงสามารถทนตอการเปลยนแปลงของอตราภาระบรรทกตาง ๆ และสามารถควบคมสภาพแวดลอมได (Metcalf & Eddy, 1991) ระบบบง ประดษฐทใชในการบ าบดน าเสยโดยทวไปมประสทธภาพในการบ าบดมลสารตาง ๆ ไดด เนองจาก ระบบมทงกระบวนการก าจดมลสารในทางกายภาพ เคม และชวภาพรวมกนอย เชนกระบวนการท าใหเกดตะกอน (Sedimentation) การกรอง (Filtration) การดดซบกบอนภาคของดน (Adsorption) รวมทงการยอยสลายโดยจลนทรยและการดดซบของพชดวย ระบบบงประดษฐสามารถแบงประเภทไดตามลกษณะการไหลของน า ดงน 2.1.1 บงประดษฐแบบน าไหลบนผว (Free Water Surface, FWS) บงประดษฐแบบน าอยเหนอผวดน (FWS) เปนระบบทเลอกใชในการศกษา ซงมลกษณะคลายกบบงธรรมชาต (Natural Wetlands) โดยใชหลกการของการไหลของน าบนผว ผานตนพชทปลกไวภายในระบบ ซงน าจะไหลแผกระจายไปโดยมระดบน าทตน องคประกอบทส าคญของ บงประดษฐแบบน าอยบนผว (FWS) 4 สวน ไดแก สวนน าเขา บอน า ตนพชในบงประดษฐ และ สวนน าออก โดยสวนน าเขาจะเรมตนททางเขาของบอน า ซงจะถกออกแบบเพอใหมการไหลแบบแพรกระจายของน าเขาสบงประดษฐ ดงรปท 2.1

รปท 2.1 ระบบบงประดษฐทมน าไหลเหนอผวดน ทมา : Brix, 1993.

4

ขนาด จ านวน และรปรางของบอน าตนในบงประดษฐแบบน าอยเหนอผว (FWS) มความส าคญส าหรบการออกแบบมาก ซงขนาดของบอน า ขนอยกบ สภาพความเปนไปของ การเกดปฏกรยาทใกลเคยงกบความเปนจรง เพอใหคาทไดจากการบ าบดเปนไปตามขอก าหนดตางๆ จ านวนของบอน า สามารถค านวณไดจากอตราการไหลของน า และพนททสามารถจดหาได นอกจากนรปรางของบอขนอยกบสภาพและขอบเขตของทดน และการออกแบบของผออกแบบ พชในบงประดษฐแบบน าอยบนผว (FWS) มสวนท าใหเกดการหมนเวยนของแรธาตและเปนพนทสมผสของแบคทเรย ซงชวยสงเสรมใหการบ าบดน าดขน การเลอกชนดของพชทจะน ามาปลกขนอยกบคณสมบตของน าเสย สภาพทางอทกวทยา และคาใชจายตลอดจนประโยชนจากพชทปลกทมคณคาตอสตวปาทอาศยอยในบงประดษฐ สวนน าออกของบงประดษฐแบบน าอยเหนอผวดน (FWS) จะตองออกแบบเพอปรบระดบน าและควบคมการไหลของน า และสามารถวดคาอตราการไหลออกของน าได บงประดษฐจะประกอบดวยบอดนทน าไหลซมลงดนไดนอยอาจจะมบอเรยงขนานกนหลายบอ มระดบน าลกประมาณ 10-60 ซม. โดยปลอยใหน าเสยเขาระบบอยางชาๆ ผานกานตนพชและรากพช ลมพด และจากการสงเคราะหแสง ระบบนเหมาะสมกบน าเสยทมคาภาระบโอด ปานกลางซงไมควรเกน 6 กรมบโอด/(ม2.วน) ควรมเวลาเกบกกประมาณ 4-15 วน และมคาภาระ ชลศาสตรเทากบ 0.01-0.05 ม3./ (ม2.วน) (เกรยงศกด, 2539)

2.1.2 บงประดษฐแบบน าไหลใตผว (Subsurface Flow System, SFS) บงประดษฐแบบน าไหลใตผว (SFS) บ าบดน าเสยโดยการไหลของน าทงแนวราบและแนวดงผานวตถตวกลางทน าสามารถซมผานได พรอมกบการไหลผานพช พนผวทแบคทเรยยดเกาะคอบรเวณบนผวของวตถตวกลางและบนรากพช แมวาบงประดษฐแบบน าไหลใตผว (SFS) จะประกอบดวยองคประกอบเชนเดยวกบบงประดษฐแบบน าอยบนผว (FWS) แตกยงมความแตกตางกนในเรององคประกอบตางๆ ซงองคประกอบพนฐานของบงประดษฐแบบน าไหลใตผว (SFS) ไดแก ระบบการกระจายน าเขา รปรางของบอน า ชนของวตถตวกลาง พช และระบบการควบคม น าออก บงประดษฐแบบน าไหลใตผว (SFS) (เกรยงศกด, 2539) สามารถแบงออกเปนไดเปน 2 แบบ คอ

ก) การไหลตามแนวราบ (Horizontal Subsurface Flow, HF) การออกแบบโดยทวไปประกอบดวย แปลงทปลกดวยตนพชโผลพนน า และ ปดานลางดวยวสดกนซม เพอปองกนการรวซมไปปนเปอนน าใตดน น าเสยจะถกปอนเขาสระบบท

5

ประกอบดวยตวกลางทมความพรน ตวกลางทใชในระบบอาจเปนดนกรวดหรอทราย มการไหลแนวนอนจากจดน าเขา (Input) ผานตวกลางและไหลออกทจดน าออก (Outlet) ในชวงทน าเสยไหลผานในสวนทมออกซเจนคอบรเวณรอบ ๆ ชนรากพช (Rhizophere) และสวนทไมมออกซเจนใน ชนดนทลกกวาชนรากพชท าใหเกดการบ าบดมลสารในน าเสยไดโดยการยอยสลายของจลนทรยทใชออกซเจนและไมใชออกซเจนรวมทงการบ าบดทางกายภาพและทางเคมดวย (เกรยงศกด, 2539) ดงแสดงในรปท 2.2

รปท 2.2 ระบบบงประดษฐแบบน าไหลใตผวดนทมการไหลตามแนวราบ

ทมา : Brix, 1993.

ข) การไหลตามแนวดง (Vertical Subsurface Flow, VF) ระบบการไหลในแนวดงแตเดมจะคลายกบระบบการไหลในแนวราบมาก จะแตกตางกนทระบบการไหลในแนวดงจะมการกระจายน าเขาตลอดพนทผวของระบบ ดงแสดงในรปท 2.3 ซงการออกแบบประกอบดวย แปลงบงประดษฐทปลกดวยตนพชโผลพนน า การไหลซมลงชนตวกลางและการใหน าแบบครงคราว (Intermittent Loading) จะชวยเพมออกซเจนใหแกดนไดมากกวาแบบการไหลตามแนวนอนหลายเทา ในชวงการใหน าเขาระบบ (Loading Period) อากาศจะเตมเขามายงชองวางในดน จงเปนการเพมออกซเจนใหแกดน ยงไปกวานนการแพรของออกซเจนผานดนเพมใหดขนไดในชวงหยดการใหน า (Drying Period) โดยการออกแบบและการเดนระบบเปนการจดใหเกดสภาพมอากาศ และไมมอากาศเกดขนสลบกนเพอไปกระตนใหเกดไนตรฟเคชน (Nitrification) ดไนตรฟเคชน (Denitrification) การดดซบฟอสฟอรส (P-adsorption) ตามล าดบ (เกรยงศกด, 2539)

6

รปท 2.3 ระบบบงประดษฐแบบน าไหลใตผวดนทมการไหลตามแนวดง

ทมา : Brix, 1993.

ค) การไหลตามแนวดง (Vertical Subsurface Flow, VF) ระบบบงประดษฐแบบการไหลในแนวดงและการไหลในแนวราบตางกมขอดและขอเสยตางกน จงไดมการน าระบบทงสองแบบมาใชรวมกนเพอใหมประสทธภาพในการบ าบดดขน เนองจากในระบบการไหลในแนวดงจะมออกซเจนพอเพยงท าใหเกดไนตรฟรเคชนและก าจดบโอดไดด แตบ าบดของแขงแขวนลอยไดไมดเทาระบบการไหลในแนวราบ สวนระบบการไหล ในแนวราบจะอยในสภาพทมออกซเจนนอยท าใหบ าบดไนโตรเจนและสารอนทรยไดไมด ระบบแบบผสมผสานนเรมมการพฒนาไดไมนานนกจงยงไมมขอสรปทแนชดถงขอดและขอเสยของระบบประเภทน ในประเทศเดนมารก (Johansen and Brix, 1996) และโปแลนด (Ciup, 1996a, b) มการใชระบบการไหลในแนวราบขนาดใหญตามดวยระบบการไหลในแนวดง และเนองจากระบบการไหลในแนวดงจะเกดไนตรฟเคชนไดด ท าใหเกดไนเตรทมากเกนกวาจะทงลงสแหลงน าไดจงมการหมนเวยนน าบางสวนกลบเขาสระบบการไหลแนวราบอกครงเพอใหเกดปฏกรยาดไนตรฟเคชน โดยแหลงคารบอนจากน าเสยทปอนเขาสระบบ (เกรยงศกด, 2539) 2.2 หลกการท างานของระบบบงประดษฐ เมอน าเสยไหลเขามาในบงประดษฐสวนตน สารอนทรยสวนหนงจะตกตะกอนจมตวลงส กนบง และถกยอยสลายโดยจลนทรย สวนสารอนทรยทละลายน าจะถกก าจดโดยจลนทรยทเกาะตดอยกบพชน าหรอช นหนและจลนทรยทแขวนลอยอยในน า ระบบนจะไดรบออกซเจนจากการ แทรกซมของอากาศผานผวน าหรอชนหนลงมา ออกซเจนบางสวนจะไดจากการสงเคราะหแสงแตมปรมาณไมมากนก ส าหรบสารแขวนลอยจะถกกรองและจมตวอยในชวงตน ๆ ของระบบ การลดปรมาณไนโตรเจนจะเปนไปตามกระบวนการไนตรฟเคชน (Nitrification) และ ดไนตรฟเคชน (Denitrification) สวนการลดปรมาณฟอสฟอรสสวนใหญจะเกดทชนดนสวนพนบอ และพชน าจะ

7

ชวยดดซบฟอสฟอรสผานทางรากและน าไปใชในการสรางเซลล นอกจากนระบบบงประดษฐ ยงสามารถก าจดโลหะหนก (Heavy Metal) ไดบางสวนอกดวย (กรมควบคมมลพษ, 2009) 2.3 การเลอกชนดของตวกลาง 2.3.1 ระบบทน าไหลบนผว

หลงจากขดแปลงแลว ดนชนบนในบรเวณนนควรเกบไวใชในการปลกพช รากของพชพวกธปฤาษ กก ออ มกยาวประมาณ 30-40 ซม.ในชนดน ดนมความส าคญตอการเจรญเตบโต ของพช พชหลายชนดเจรญไดดในดนทเปนประเภทดนรวนมทรายผสม แตมกโตไดไมดใน ดนเหนยว หรอดนทเปนกรดเกนไป

2.3.2 ระบบทน าไหลใตผว ระบบนสามารถใชตงแตดนจนถงหนขนาด 30 ซม. แตตวกลางทละเอยดเกนไปท าให

การซมน าไมด เกดน าขงบนผว หนทขนาดใหญเกนไปจะท าใหน าซมผานเรวเกนไปไมสามารถ เกดกระบวนการบ าบดไดอยางสมบรณ สวนมากจงมกใชกรวดขนาดเลก

- ระบบทน าไหลใตผวในแนวราบ มกใชกรวดขนาด 3-6 มม., 5-10 มม. และ 6-12 มม. ทใชมากในยโรปคอ 8-16 มม. แนะน าให ใชกรวดลางเพอก าจดสารอนภาคขนาดเลก ทอาจกอให เ กดการอดตนได สวนมากจะเปนกรวดแมน า พวก ซลกาควอตซ แตหนปนแตกกใชไดด ในยโรปบางประเทศกใช Crushed Rock (Burka and Lawrence, 1990)

- ระบบทน าไหลใตผวในแนวดง มกแนะน าทรายลางทมขนาดสมฤทธ (Effective Size ) 0.25-0.5 มม. มคาสมประสทธของ ความสม าเสมอ (Uniformity Coefficient) ประมาณ 3.5 (Metcalf and Eddy, 1991) ในระบบทน าไหลใตผวในแนวดงมกเปนชนกรวด โดยมชนบนสดเปน Washed Sharp Sand ในองกฤษมการก าหนดชนดกรวดตามความลกดงน (Burka and Lawrence, 1990) ชนบนสด 8 ซม. Sharp Sand 15 ซม. 6 มม. Washed Pea Gravel

10 ซม. 12 มม. Round Washed Gravel ชนลางสด 15 ซม. 30-60 มม. Round Washed Gravel

กรวดขนาดใหญมกใชรอบๆทอรบน าใน Under drain System (ศวศา, 2548)

8

2.4 พชทใชในบงประดษฐ พชในระบบบงประดษฐมหลายชนด เชน พชทเจรญใตน า (submerged plants) พชลอยน า (floating plants) และพชทโผลพนน า (emergent plants) ซงสวนใหญนยมใชชนดหลง เชน ธปฤาษ (Cattail: Typha Spp.) กก (Bulrush:Scirpus Spp.) และออ (Reed :Phragmites Spp.) เปนตน รากพชจะเจรญเตบโตอยภายในชนดนทระดบต ากวาผวดน 50-150 ซม. หรอมากกวา โดย สวนใหญจะสรางล าตนและใบใหสมผสอากาศและแผขยายรากพชภายใตชนดน ออกซเจนจากบรรยากาศจะถายเทเขาสพชทางใบและลงไปทางชองอากาศไปยงระบบราก โดยการแพร (diffusion) และการไหลพาของอากาศ (convective) ออกซเจนบางสวนถกปลดปลอยออกมารอบชนรากพช ท าใหเกดสภาพมออกซเจน เสรมใหประสทธภาพในการยอยสลายของจลนทรยดขน และยงเพมความสามารถในการดดฟอสฟอรสของตะกอนดวย พชสามารถรบฟอสฟอรสไดโดยกระบวนการ ดดซบ การรวมตวทางเคม หรอการแพรผานน าในชองวางเมดดน (Cooper, 1996) พชทใชในการทดลองครงนคอ กกลงกา (Cyperus alternifolius Linn.) ชออนๆเรยก กกตนกลม กกขนาก หญาลงดา และกกดอกแดง ชอสามญ Umbrella plant วงศ Cyperaceae ดงรปท 2.4 ลกษณะทวไป เปนพรรณไมทมล าตนออกเปนกอมหวอยใตดน คลายจ าพวกขง ล าตนมความสงประมาณ 100-150 ซม. ลกษณะของล าตนตงตรงไมมกงกานล าตนกลมมสเขยว ใบจะออกแผซอนๆ กนอยปลายยอดของล าตน ลกษณะของใบเปนรปยาว ปลายใบแหลม กวางประมาณ 1 ซม. ยาวประมาณ 18-19 ซม. ใบมสเขยว รมขอบใบเรยบใตทองใบสาก ล าตนหนงจะมใบประมาณ 18-25 ใบ ดอกออกเปนกระจก มขนาดเลก ลกษณะเปนสขาวแกมเขยว กานดอกเปนเสนเลกๆสเขยว ยาวประมาณ 6-7 ซม. ดอกเมอแกจะเปลยนเปนสน าตาลออน กกลงกาเปนพนธไมมกจะขนตามบรเวณทเปนโคลนหรอน า เชนขางแมน า ล าคลอง สระ หรอบอน า มการขยายพนธดวยการแยกหนอ สรรพคณของกกลงกา ล าตนรสจดเยน ตมเอาน าดม รกษาโรคทอน าดอกเสบ ขบน าด ใบใชฆาแมพยาธซงเปนตวน าเชอโรคทงหมด ดอกใชแกโรคในปาก เชนปากเปอย หรอปากซดราก เปนยาแกช าภายใน ขบเลอดเสยออกจากรางกาย หวใชเปนยาแกเสมหะเฟองแกธาตพการ บ ารงธาต และ ท าใหอยากอาหาร (http://www.samunpri.com/herbs/?p=17)

9

รปท 2.4 กกลงกา : Cyperus alternifolius Linn

ทมา : http://www.rakbankerd.com/agriculture/wb/view.php?Category=agriculture&pic=1256881115_769

91256881115_7699.jpg

2.5 หนาทของพชในระบบบงประดษฐ ในระบบบงประดษฐพชมหนาทส าคญในการก าจดน าเสยดงน 2.5.1 สภาพทางกายภาพของพช พชในระบบจะชวยลดความเรวของกระแสน า ท าใหตกตะกอนไดด ขน และลด การฟงกระจายของตะกอนและชวยเพมเวลาสมผสระหวางน าและพนทผวของพช รากพชทหนาแนนชวยลดการกดเซาะผวดน ในระบบการไหลในแนวดงการใหน าเขาระบบเปนครงคราวรวมกบ การปลกพช รากพชทเตบโต ตวกลาง จะชวยลดการทบถมของซากพช ชวยปองกนการอดตน ในตวกลางได สวนยอดตนพชยงชวยลดความเรวของกระแสลม ลดความเขมของแสงท าใหเกดสาหรายลดลง และเปนฉนวนปองกนอณหภมของดนไมใหสงหรอต าเนองจากอณหภมของอากาศ (Vymazal, 1998) 2.5.2 การดงดดธาตอาหารไปใชโดยพช การก าจดสารอาหารของพชน าน นมบทบาทส าคญในการก าจดสารอาหารในระบบ บงประดษฐซงไดแก ไนโตรเจน ฟอสฟอรส และองคประกอบอนๆ ในน าเสย เชนโลหะหนกสารอนทรยทก าจดไดยาก ฯลฯ อตราการน าสารอาหารไปใชโดยพชถกจ ากดโดยขนอยกบอตรา

10

การเจรญเตบโตของพช ชนดพชทปลก ความเขมขนของสารอาหารในเนอเยอของพชและลกษณะของตะกอนและน าเสย (Vymazal, 1998) 2.5.3 การสญเสยน าจากการคายระเหย การคายระเหยเปนการรวมกนของการระเหยจากพนผวน าและน าทสญเสยจากพชโผลพนน าเอง การคายระเหยขนอยกบปจจยทควบคม เชน แสง แดด ลม ความชนสมพทธ และอณหภมอากาศ น าทสญเสยจากการระเหยในฤดรอนจะท าใหปรมาณน าในน าเสยทอยในระบบบงประดษฐลดลงและท าใหความเขมขนของสารทปนเปอนทยงคงมอยในน านนมคาสงขน นอกจากนเมอปรมาณน าลดลงจะท าใหเวลากกเกบน าเพมขนซงอาจจะเกดสภาวะขาดออกซเจนขนได ในการแกปญหาการสญเสยน าจากการคายระเหยแตยงคงใหไดอตราการไหลตามคาทออกแบบไว ควรจะ น าน าทออกจากระบบบางสวนหมนเวยนกลบเขามาในระบบใหมในฤดแลงทมการสญเสยน าเปนปรมาณมาก (Vymazal, 1998) 2.5.4 การถายเทออกซเจน พชโผลพนน า เชน กก ธปฤาษ กกสามเหลยม และตนออ สามารถดดซมออกซเจนจากบรรยากาศผานใบและล าตนทอยเหนอน าไหลลงสรากได ออกซเจนจะถกปลดปลอยออกจากราก เขาไปในสวนโซนของรากและสรางชนทมออกซเจน ดงนนในโซนของดนจะมสภาวะทมออกซเจนและไมมออกซเจนอย พชสามารถถายเทออกซเจนไดในชวง 5 - 45 ก. ของ กาซออกซเจน / (ม.

2xวน) ของพนทผวของบงประดษฐไดซงขนอยกบความหนาแนนของพชและระดบออกซเจนทมอยในดน (Vymazal, 1998) 2.5.5 จลนทรย ในระบบบงประดษฐจะพบจลนทรยหลายชนดทเปนประโยชน เชน แบคทเรย โพรโตซว ฟงไจ จนถงสตวพวกทมกระดกสนหลง ในกรณของพชโผลพนน าในระบบน าไหลใตผวดน ซงมจลนทรยจะเจรญเตบโตไดในสวนของพชทจมอยในน า (ราก และล าตนทจมอยใตน า) ในชนตะกอนทอยชนลาง และบนผวตวกลาง (Vymazal, 1998) 2.5.6 การปลดปลอยออกซเจนทางราก พชน าจะปลอยออกซเจนจากรากสบรเวณรอบ ๆ ล าตนใตดน อตราการปลดปลอยออกซเจนขนอยกบความเขมขนของออกซเจน ความตองการออกซเจนของตวกลางและความพรน

11

ของผนงราก นอกจากนการซมของออกซเจนทปลายรากจะชวยลดอนตรายจากสารพษตาง ๆ โดยทพชในระบบบงประดษฐจะมคณสมบตชวยบ าบดน าเสย (Vymazal, 1998) ดงแสดงในตารางท 2.1 ตารางท 2.1 หนาทของพชโผลเหนอน าในระบบบงประดษฐ

สวนประกอบของพช บทบาทในกระบวนการบ าบด สวนทอยเหนอน า - ลดความเขมของแสง เพอลดการเจรญเตบโตของไฟโตแพลงตอน

- ปองกนอทธพลจากสภาพอากาศในฤดหนาว - ลดความเรวลมเพอปองกนการแขวนลอยของตะกอน - ชวยใหระบบดสวยงาม - สะสมอาหาร

สวนทอยใตน า - ลดความเรวของกระแสน า เพมอตราการตกตะกอน ลดการฟงกระจาย ของตะกอนใตน า

- กรองตะกอนขนาดใหญ - เปนพนผวส าหรบการจบของไบโอฟลม - ปลอยออกซเจนเพอการสงเคราะหแสง ชวยเพมการยอยสลายโดยออกซเจน

- ดดซบสารอาหาร รากและระบบรากพชในชนตะกอนใตน า

- ท าใหผวตะกอนใตน าถกกดเซาะนอย - ปองกนการอดตนของตวกลางในระบบการไหลในแนวดง - ปลอยออกซเจนเพอการยอยสลายและการเกดปฏกรยาไนตรฟเคชน - ดดซบสารอาหาร - ปลอยสารปฏชวนะ (Antibiotic)

ทมา: Brix, 1997 2.6 กลไกการบ าบดน าเสยในระบบบงประดษฐ ระบบบงประดษฐสามารถลดคา บโอด ซโอด ของแขงแขวนลอย ไนโตรเจน ฟอสฟอรส โลหะหนก และเชอโรคไดดโดยกลไกการบ าบดประกอบดวยการตกตะกอนของอนภาคสารแขวนลอย การกรอง การยอยสลาย และเปลยนรปรวมทงการดดซบของพชและจลนทรย กลไก ในการบ าบดในระบบบงประดษฐสามารถแยกไดดงน

12

2.6.1 การก าจดสารอนทรยคารบอน สารอนทรยในน าเสยสวนทเปนของแขงจะตกตะกอนในบรเวณใกลกบทางน าเขาสวนสารอนทรยสวนทละลายน าจะถกยอยสลายโดยจลนทรยทงทใชออกซเจนและไมใชออกซเจนการ ดดซบสารอนทรยของพชถอวานอยมากเมอเทยบกบกลไกการบ าบดอนโดยจลนทรยทท าการ ยอยสลายสวนใหญจะเกาะอยกบผวของตวกลาง เชน เมดทราย กรวด ล าตน และรากพช ออกซเจนทใชในการยอยสลายไดจากการแพรผานจากบรรยากาศและจากระบบรากพช จลนทรยจงมความส าคญในการลดคาบโอดของระบบ ซงในสภาพทมออกซเจนมอตราการยอยสลายเรวกวาสภาพทไมมออกซเจน (Cooper et al., 1996) 2.6.2 การก าจดสารของแขงแขวนลอย ของแขงแขวนลอยถกก าจดไดอยางมประสทธภาพในระบบบงประดษฐเนองจาก เวลาเกบกก (HRT) ทยาวนาน เนองจากตนพชชวยลดความเรวของน าทเขาระบบ ท าใหตกตะกอนไดดขน ของแขงสวนมากจะถกกรอง และตกตะกอนตงแตระยะแรกจากทางน าเขายงไปกวานน ตนพชมแนวโนมทจะท าใหความเรวของน าเสยทเขามาต าลง และชวยกระจายน าเขาไดทวทงระบบ ซงไปชวยเสรมการตกตะกอนใหดยงขนสวนของแขงทไมสามารถตกตะกอนและคอลลอยดถกก าจด โดยแบคทเรย และบางสวนจะชนกน หรอดดตดกบวสดอน ๆ เชน ล าตนพช (Vymazal, 1998) 2.6.3 การก าจดไนโตรเจน กลไกการก าจดไนโตรเจน (Nitrogen) โดยสวนใหญแลวไนโตรเจนจะถกก าจดดวยกลไกการเกดปฏกรยาไนตรฟเคชน (Nitrification) และดไนตรฟเคชน(Denitrification) สวนกลไกอนๆ ในการก าจดไนโตรเจน เชน การดดซมไนโตรเจนเขาไปในพช และการระเหยของไนโตรเจน ในรปของแอมโมเนยสามารถก าจดไนโตรเจนไดไมมากนกเมอเทยบกบกลไกแรก ในระบบบงประดษฐสวนมากจะพบไนโตรเจนในรปของแอมโมเนยม (NH4

+-N) ซงจะเกดการเปลยนรปไปเปนกาซแอมโมเนย (NH3) ในสภาวะทมพเอชและอณหภมสงกระบวนการเปลยนสารอนทรยไนโตรเจน (Organic nitrogen) ไปเปนแอมโมเนยไนโตรเจน (NH4

+-N) เปนขนตอนแรกของการยอยสลายสารอนทรยไนโตรเจน จากนนจะเกดกระบวนการไนตรฟเคชน(Nitrification) ซงจะเปนการเปลยนแอมโมเนยไนโตรเจน (NH4

+-N) ไปเปนไนเตรทไนโตรเจน (NO3

--N) โดยมไนไตรทไนโตรเจน (NO2--N) เปนสารทอยระหวางการเกดปฏกรยาน

ปฏกรยาไนตรฟเคชนจะเกดในน าหรอดนทมออกซเจนเพยงพอ (Aerobic) ซงจะรวมถงบรเวณรอบๆ รากพชดวย แตถาระบบอยในสภาพทไรอากาศหรอออกซเจน (Anoxic) กระบวนการดไนตรฟเคชน

13

(Denitrification) จะเกดขนและไนเตรทไนโตรเจน (NO3--N) จะถกเปลยนไปเปนไนไตรทไนโตรเจน

(NO2--N) และ กาซไนโตรเจน (N2) ในทสด (Kadler & Knight, 1995) ซงประสทธภาพการก าจด

ไนโตรเจนในบงประดษฐมคาอยในชวง 25% – 85% (U.S. EPA., 1988) โดยรปกลไกการก าจดไนโตรเจนของระบบบงประดษฐไดแสดงไวในรปท 2.5

รปท 2.5 กลไกการก าจดไนโตรเจนของระบบบงประดษฐ ทมา : Kadler and Knight (1995)

2.6.4 การก าจดฟอสฟอรส ฟอสฟอรสในน าเสยมกจะพบในรปของ ออโธฟอสเฟต โพลฟอสเฟต และในรปของสารอนทรย ประสทธภาพการก าจดฟอสฟอรสมตงแต 0-90 % สวนใหญการก าจดเกดขนทชนดน ในสวน พนบง กลไกการก าจดฟอสฟอรสของระบบบงประดษฐคอการดดซบโดยพชและ การตกตะกอนผลกในดนซงเปนกลไกหลกในการก าจดฟอสฟอรส เหลก อะลมเนยม และแคลเซยม กจะชวยสงเสรมการก าจดใหดขนสวนพชจะดดซบฟอสฟอรสผานราก และสงผานไปยงเนอเยอน าไปใชสรางเซลล (Watson et al., 1989) ในกรณทตองการใหระบบมประสทธภาพในการก าจดฟอสฟอรสสงขน การใชสวนผสมระหวางชนกรองทมเหลกและอลมเนยมจะไดรบความนยมคอนขางมากอยางไรกตามชนกรองทจะมประสทธภาพในการก าจดฟอสฟอรสไดดตองเปนชนกรองทมเนอละเอยด โดยอาจจะมการเตมทราย

14

เขาไปเพอชวยปรบคาการน าการไหล ดงนนการเตมเหลกหรออลมเนยมเขาไปในชนกรอง หรอ ในน าเสยทจะเขาสระบบจะชวยท าใหประสทธภาพในการก าจดฟอสฟอรสของระบบดขน (Steiner and Freeman, 1989) 2.6.5 การก าจดเชอโรค เชอโรคสวนใหญทพบอยในบงประดษฐ ไดแก หนอนพยาธ, แบคทเรย และไวรส เชอโรคจ าพวกแบคทเรยและไวรสจะถกก าจดไดดวยกลไกตางๆ ไดแก การกนกนและกน การตกตะกอน การดดซม และการตายทเกดตามธรรมชาต เนองจากสภาวะแวดลอมทไมเหมาะสม เชน แสงอลตราไวโอเลต (UV) จากดวงอาทตย อณหภมทไมเหมาะสมตอการขยายพนธของเชอโรค เปนตน (U.S EPA., 1988) 2.6.6 กลไกการก าจดโลหะหนก กลไกหลกในการก าจดโลหะหนก (Heavy metals) ในบงประดษฐ คอ การตกผลกของตะกอนทางเคม (Chemical Precipitation) และการดดซบ (Absorption) การตกผลกของ ตะกอนโลหะหนกในบงประดษฐสามารถเกดขนไดหากมการปรบคาความเปนกรด-ดาง (pH) ของน าเสยทเขาสระบบจากสภาพทเปนกรดใหมสภาพเปนกลาง (U.S.EPA., 1993 และ 1995) โดยสามารถก าจดสารโลหะหนกละลายน า (Dissolved Heavy Metal) ไดแก สารละลายอะลมเนยม แคดเมยม โครเมยม ทองแดง และสงกะส ไดมากกวารอยละ 90 ในขณะทประสทธภาพในการก าจดเหลก ตะกว นกเกล และแมงกานสไดรอยละ 99, 94, 84 และ 94 ตามล าดบ จากการศกษาประสทธภาพในการก าจดทองแดง สงกะส และแคดเมยม ของบงประดษฐทมระยะเวลากกพกน า 5.5 วน ใน Santee, California พบวามคาเทากบ 99, 97 และ 99% ตามล าดบ (U.S. EPA., 1988) อยางไรกตามประสทธภาพในการก าจดโลหะหนกยงขนยกบความสามารถในการแลกเปลยน ประจบวกในชนกรองดวย กลไกการบ าบดน าเสยทเกดขนในระบบบงประดษฐแสดงในตารางท 2.2

15

ตารางท 2.2 กลไกการบ าบดน าเสยในบงประดษฐ องคประกอบในน าเสย กลไกการบ าบด

ของแขงแขวนลอย - การตกตะกอน - การกรอง

บโอด - การยอยสลายโดยจลนทรย - การตกตะกอน

ไนโตรเจน - ปฏกรยาไนตฟเคชนและดไนตฟเคชนโดยจลชพ - พชน าไปใช - การระเหยของแอมโมเนย

ฟอสฟอรส - ดดซบโดยดน (ปฏกรยาดดซบ-ตกตะกอนโดยอะลมเนยม, เหลก, แคดเมยม, และแรธาตตาง ๆ ในดน

- พชน าไปใช เชอโรค - การตกตะกอน

- การกรอง - การตายโดยธรรมชาต - รงสอลตราไวโอเลต - โดยสารปฏชวนะจากพช

โลหะหนก - การตกผลกของตะกอนทางเคม - การดดซบ

ทมา : Gerald (1993) 2.7 การออกแบบระบบบงประดษฐ

ขนตอนหลกในการออกแบบระบบบงประดษฐเพอการบ าบดน าเสยมดงน - พจารณาความเหมาะสมของพนททจะเลอกใชเพอการบ าบดน าเสย - ศกษาลกษณะของน าเสยวาจ าเปนตองมระบบบ าบดน าเสยขนตนหรอขนทสองกอนจะน าเขาส

ระบบบงประดษฐ - ศกษาคาการออกแบบระบบบงประดษฐ

- ท าการเลอกชนดของพชและระบบควบคมแมลงในระบบ - ออกแบบรายละเอยดของระบบบงประดษฐ - พจารณาการเลอกตดตงสถานตรวจสอบประสทธภาพของการบ าบดน าเสย

16

ในเรองการออกแบบระบบบงประดษฐนน เมอพจารณากฎของดารซ (Darcy’s Law) ซงถอวาอตราการไหลในระบบคงท สม าเสมอ มสภาพอมตวดวยน า และไมมการรวไหล สามารถแสดงสมการไดดงน (Reed, 1993)

Q = kSAS (2.1) เมอ Q = อตราการไหลของน าเขาระบบ (ม3/วน) kS = สภาพน าทางจลศาสตร (Hydraulic Conductivity) ของพนทหนงหนวยทตงฉากกบทศทางการไหล (ม3/ม2.วน) A = พนทตงฉากกบทศทางการไหล (ม2) S = ความลาดชนของพนบอ (0.5-1.0%) สามารถหาพนทหนาตดสภาวะอมตวของน าไดตามสมการ AC = Q/(kSS) (2.2) เมอ AC = พนทหนาตดทตงฉากกบทศทางการไหลของน า (ม2)

เมอพจารณาถงสภาพการก าจดบโอดจากสมการของการไหลแบบ 1st order Kinetic และ จากสภาพ Steady-State Wetland มสภาพทางชลศาสตรเปนแบบ Plug flow ตามสมการ 2.3

e

CC

q

o

eK T )(

(2.3)

หรอ

qK

CC

T

e

1ln 0

(2.4)

C0 = ความเขมขนของ BOD5 ในน าเขา (มก./ลตร) Ce = ความเขมขนของ BOD5 ในน าออก (มก./ลตร) q = อตราภาระบรรทกทางชลศาสตร (ม./วน) KT = คาคงทของปฏกรยาล าดบทหนงซงขนอยกบอณหภม (ม./วน)

17

โดยคา KT หาไดดงสมการท 2.4

KT = K20(1.1)T – 20 (2.4) K20 = คาคงทของปฏกรยาล าดบทหนงทอณหภม 20º ซ (ตอวน) = 1.104 T = อณหภมในระบบ (ºซ)

และสามารถหาคาเวลาเกบกกไดดงสมการท 2.5

Q

LWht

(2.5)

Q = อตราการไหลของน าเกบ (ม3/วน) L = ความยาว, (ม)

W = ความกวาง, (ม)

h = ความลก, (ม)

= ความพรนของตวกลาง, (ม3/ม3) (ตารางท 2.3) ตารางท 2.3 คณสมบตของตวกลางในระบบบงประดษฐแบบน าไหลใตผวดน

ชนดตวกลาง ขนาดสมฤทธ

(มม.) ความพรน

สภาพน าทางชลศาสตร, Ks (ม.3/ม.2·วน)

ทรายละเอยดปานกลาง 1 0.42 420.6 ทรายหยาบ 2 0.39 480.1 กรวดทราย 8 0.35 500

ทมา : Metcalf & Eddy (1991) เมอรวมสมการ 2.3 กบ 2.5 เขาดวยกนจะพบวา

eCC

Q

LWdn

o

eK T

(2.6)

18

เทอม LW ในสมการ 2.6 มคาเทากบพนทผวหนา (As) ของระบบ การไหลใตผวดน จงไดวา

dn

Q

KCC

AT

e

s

)]/[ln(0 (2.7)

เมอไดพนทผวของระบบตามสมการ 2.7 แลวใหตรวจสอบอตราการไหลจาก Darcy’s Law ดงแสดงในสมการ 2.8 เพอเทยบกบอตราการไหลทตองการออกแบบเพอท าการปรบอตราความกวางตอความยาวใหเหมาะสม

Q = KSAS (2.8)

Q = อตราการไหล (ม.3/วน) KS = Hydraulic conductivity ของหนวยพนททตงฉากกบแนวการไหล

ของน า (ม.3/ม.2/วน) ในระบบบงประดษฐทวๆไป = 10,000 ม.3/(ม.2xวน)

S = Hydraulic gradient ของน า (ม./ม.) A = พนทหนาตดทตงฉากกบการไหล (ม.2) สมการท 2.7 ม จดประสงค เพ อออกแบบระบบท เหมาะสมตอการบ าบดบโอดและ ของแขงแขวนลอยท งหมด โดยไมไดเนนทการบ าบดไนโตรเจน ฟอสฟอรส และ การก าจด ฟคอลโคลฟอรม (U.S. EPA., 1993b) ในการบ าบดไนโตรเจนจะตองใชออกซเจนเพมจากสวนทใชในการก าจดบโอด (โสมนส, 2545) ในสวนคาทใชในการออกแบบบงประดษฐแบบน าไหลใตผวดน ไดแสดงดงตารางท 2.4 ตารางท 2.4 คาทใชในการออกแบบบงประดษฐแบบน าไหลใตผวดน

พารามเตอรทใชออกแบบ คาแนะน า หนวย ระยะเวลาเกบกก 4-15 วน ความลกของน า 0.3-0.8 เมตร

อตราภาระบรรทกสารอนทรย 68 กก.บโอด/(เฮกแตร.วน) อตราภาระทางชลศาสตร 1.4 – 4.7 ซม./วน

พนทผวจ าเพาะ 2.14-7.16 เฮกแตร/(103xม.3xวน)

ทมา : Metcalf & Eddy (1991)

19

สวนของระบบแบบไหลใตผวดนในแนวดงตวกลางมกท าเปนช น โดยมช นบนสดเปน ทรายหยาบ หนา 8 ซม. กรวดขนาด 6 มม. หนา 15 ซม. กรวดขนาด 12 ซม. หนา 10 ซม. และชนลางสดใชกรวดขนาด 30-60 ซม.หนา 15 ซม. ( Metcalf & Eddy, 1991) ระบบบงประดษฐควรก าหนดใหมคาความลาดชนของกนบอทเหมาะสม เพอไมใหเกด น าทวมขงภายในซงมกจะใหมคาความลาดชนประมาณ 0.5 – 1% (Vymazal, 1998) สวนคาความลกของบอจะพจารณาจากชนดของพชและความยาวรากพช และในสวนของขอมลเบองตนทใช ในการออกแบบระบบบงประดษฐ ดงแสดงในตารางท 2.5 ตารางท 2.5 ขอมลทควรทราบเกยวกบระบบบงประดษฐ

ขอมลทควรทราบ รายละเอยด 1. ชนดของชนดน - ควรเปนประเภททน าไหลซมลงดนไดชา 2. เทคนคการกระจายน าเสย - ใชหวกระจายน าเสยหรอทอเจาะรดานขางเพอ

กระจายน าเสย 3. ภาระปรมาณน าเขา - 5-18 เมตร/ป 4. ขนาดพนททตองการ - 20-66 ตารางเมตร/(ลกบาศกเมตร/วน) 5. ความตองการพชบนพนทบ าบด - ตองการปลกพชบนพนทลาดเอยง 6. ความตองการระบบบ าบดขนตน - ควรมระบบตกตะกอนขนตนกอนปลอยลงบน

พนทและอาจเตมอากาศเลกนอยลงในน าเสยกอนปลอยเขาบงแตไมควรมสาหรายเขาระบบ

7. ความลาดเอยงของพนทบ าบด - นอยกวา 5% 8. การเกบเกยวพช - เกบเกยวพชเมอพชปกคลมพนทมากเกนไป 9. การก าจดไนโตรเจนในน าเสย - จะมากหรอนอยขนอยกบปรมาณของ C/N วาม

พอหรอไม โดยทวไปควรมมากกวา 2 ตอ1 10. คาอตราการถายเทออกซเจนเขา

ระบบ - เมอเปนพชทจมน าจะมประมาณ 5-45 กรม ออกซเจน/(ตารางเมตร-วน)

11. ระบบปองกนน าทวม - ควรมระบบปองกนน าทวม ทมา: เกรยงศกด อดมสนโรจน, 2539.

20

2.8 งานวจยทเกยวของ

Alan et al. (1995) ท าการศกษาเปรยบเทยบประสทธภาพพช 4 ชนดคอ Typha orientalis, Schoenoplectus validus, Cyperus involucra และ Baumea articulate และสภาพการไมมพช ในระบบก าจดน าเสยแบบ การไหลในแนวดง โดยบรรจในถงขนาด 300 ลตร เปนเวลา 12 เดอน ผลการทดลองพบวา ระบบทไมมพชทมประสทธภาพในการก าจดไนโตรเจน ฟอสฟอรส BOD และคาของแขงตกตะกอนนอยกวาระบบทมพช ประสทธภาพในการก าจดโดยเฉพาะ Typha orientalis และ Schoenoplectus validus จะมประสทธภาพลดลงในฤดใบไมรวง และการศกษาในชวงเวลาทมอตราการระเหยสงซงสงผลใหมคาของแขงทละลายน าสง พบวา Cyperus involucra และ Baumea articulate พชทง 2 ชนดมประสทธภาพในการดดซบของแขงทละลายน าสงกวาพชชนดอน และเหมาะส าหรบการน าน ากลบมาใชในระบบชลประทาน Ayaz and Akca (2001) ท าการศกษา pilot scale ในการใหน าแบบตอเนองและแบบครงคราวของระบบบงประดษฐแบบการไหลในแนวดง เปนเวลา 12 เดอน โดยใชพชชนด Cyperus ปลกบนถงทมตวกลางเปนกรวด ถาน และ Perlite มการหมนเวยนน ากลบ พบวาในระบบการใหน าแบบตอเนองมประสทธภาพในการก าจด COD ถง 90% คาของแขงตกตะกอน 95% TKN 77% TN 61% และคา PO4

3- 39% ซงเปนคาทไดรบการยอมรบใน Turkish Water Pollution Control Regulation สวน การใหน าแบบครงคราวมประสทธภาพในการก าจด COD ถง 94% คาของแขงตกตะกอน 95% แอมโมเนยไนโตรเจน 98% และคา PO4

3- 55%

ภญญดา (2544) ศกษาการก าจดไนโตรเจนจากน าเสยมลสกรโดยบงประดษฐทมการไหล ใตผวดนในแนวดงซงปลกดวยกกลงกา และการกรองทรายทมการไหลในแนวนอน ท าการสบน าเสยเขาระบบแบบครงคราวคอสบน าเสยเขาระบบ 4 ชม. และหยด 4 ชม. ทอตราการไหลของน า 4.5 ลตร/ชม. และเปลยนอตราการหมนเวยนน ากลบเขาระบบทรอยละ 0, 50, 100 และ 200 เพอหาอตราการหมนเวยนทสามารถก าจดไนโตรเจนไดสงสด พบวาเมอมการหมนเวยนน ากลบเขาระบบรอยละ 100 สามารถลดปรมาณไนโตรเจนไดด มประสทธภาพในการก าจดไนโตรเจนประมาณรอยละ 93 ทภาระบรรทกปรมาณน า 7.5 ซม./วน และพบวาระบบทมการไหลในแนวดง จะเกดปฏกรยา ไนตรฟเคชนและสามารถก าจดซโอดไดรอยละ 97.5 สวนระบบถงกรองทรายทมการไหล ในแนวนอนจะลดซโอดไดเพมขน และเกดปฏกรยาดไนตรฟเคชนซงสามารถก าจดไนโตรเจนได รอยละ 80.3

21

เกยรตศกด (2546) ศกษาการก าจดไนโตรเจนดวยระบบบงประดษฐทมการไหลใตผวดน ในแนวดงแบบไหลขนตามดวยแบบไหลลง ซงตวกลางทใชเปนกรวดหยาบและทราย โดยบอทม น าไหลขนปลกตนธปฤาษ สวนบอทมน าไหลลงปลกดวยตนกกรงกา ทอตราภาระบรรทกปรมาณน า 5, 10, 15 และ20 ซม./วน โดยปอนน าเสยเขาระบบแบบตอเนองและมการหมนเวยนน ากลบเขาระบบรอยละ 100 พบวาประสทธภาพการก าจดไนโตรเจนสงสดทอตราภาระปรมาณน า 5 ซม./วน มคาประมาณรอยละ 63.7 ประสทธภาพในการก าจดซโอดประมาณรอยละ 74 และพบวาเกดปฏกรยาดไนตรฟเคชนในบอทมน าไหลขน เกดปฏกรยาไนตรฟเคชนในบอทมน าไหลลง สวนการสะสมไนโตรเจนของบอทมน าไหลขนซงปลกธปฤาษสามารถสะสมไนโตรเจนไดรอยละ 0.5-3.8 และ ในบอทมน าไหลลงซงปลกกกรงกามการสะสมไนโตรเจนไดรอยละ 0.4-3.7 และอตราภาระบรรทกปรมาณน าไมมผลตอการก าจดฟอสฟอรสรวมและของแขงแขวนลอย ยทธนา (2550) ท าการศกษาการจากกระบวนการผลตปลาสม โดยใชบงประดษฐ ชนดน าไหลใตผวแบบผสมผสาน ทประกอบไปดวยแบบจ าลองทมการไหลของน าใตผวดนในแบบแนวดงทปลกดวยตนกกลงกา ตามดวยแบบแนวราบทปลกดวยตนพทธรกษาตออนกรมกน การทดลองแบงเปน 2 การทดลอง แตละการทดลองท าการสบน าเขาระบบ 8 ชวโมง หยด 16 ชวโมง โดยในการทดลองท 1 ก าหนดอตราการไหลของน าท 10 ลตร/ชวโมง ทอตราภาระชลศาสตร 5.3 ซม./วน ในบอทมการไหลในแนวดง และทอตราภาระบรรทกทางชลศาสตร 4 ซม./วน ในบอทม การไหลในแนวราบ โดยเปรยบเทยบระหวางหมนเวยนน าและไมหมนเวยนน า เมอไดผลจาก การทดลองท 1 น ามาท าการทดลองท 2 โดยเปรยบเทยบระหวางอตราการไหล 20 ลตร/ชวโมง (อตราการไหลทอตราภาระชลศาสตร 10.7 ซม./วน ในบอทมการไหลในแนวดง และทอตราภาระบรรทกทางชลศาสตร 8 ซม./วน ในบอทมการไหลในแนวราบ) และ 30 ลตร/ชวโมง (อตราการไหลทอตราภาระชลศาสตร 16 ซม./วน ในบอทมการไหลในแนวดง และทอตราภาระบรรทกทางชลศาสตร 12 ซม./วน ในบอทมการไหลในแนวราบ) ผลการทดลองพบวา ในบอชดท 1 มประสทธภาพ การก าจดซโอด บโอด ของแขงแขวนลอย ฟอสฟอรส เจลดาลไนโตรเจน และแอมโมเนยไนโตรเจน ท 87, 84, 97, 91,75 และ 80% ตามล าดบ สวนในบอชดท 2 มประสทธภาพการก าจดซโอด บโอด ของแขงแขวนลอย ฟอสฟอรส เจลดาลไนโตรเจน และแอมโมเนยไนโตรเจน ท 93, 91, 95, 92, 84 และ 92% เลอกใชระบบทมการหมนเวยนน า 100% ในการทดลองท 2 โดยเปรยบเทยบอตราบรรทกทางชลศาสตรท 10.7 ซม./วนและ 16 ซม./วน หลงสนสดการทดลองพบวาทอตราบรรทกชลศาสตรท 10.7 ซม./ว น มประสทธภาพการก าจดซโอด บโอด ของแขงแขวนลอย ฟอสฟอรส เจลดาลไนโตรเจน และแอมโมเนยไนโตรเจน ท 88, 86, 98, 92, 72, และ 81% ตามล าดบ สวน

22

การทดลองทอตราบรรทกทางชลศาสตรท 16 ซม./วน มประสทธภาพการก าจดซโอด บโอด ของแขงแขวนลอย ฟอสฟอรส เจลดาลไนโตรเจน และแอมโมเนยไนโตรเจน ท 88, 85, 97, 93, 75 และ 88% ตามล าดบ เมอเปรยบเทยบทง 2 ชดการทดลองพบวาทอตราบรรทกทางชลศาสตร 20 ซม./วน มการหมนเวยนน าในระบบ 100% มอตราการก าจดมลสารไดสงสด มประสทธภาพการก าจดซโอด บโอด ของแขงแขวนลอย ฟอสฟอรส เจลดาลไนโตรเจน และแอมโมเนยไนโตรเจนท 71.60, 16.83, 24.34, 23.71, 15.46 และ 11.66 กรม/ม2.วน ตามล าดบ และน าเสยทผานการบ าบดแลวยงมคาอยในเกณฑมาตรฐานคณภาพน าทงจากโรงงานอตสาหกรรม จงเลอกระบบทมอตราภาระบรรทกทางชลศาสตรท 16 ซม./วน มการหมนเวยนน าในระบบ 100% เปนแนวทางในการออกแบบน าไปประยกตบ าบดน าเสยในโรงงานปลาสมทจงหวดพะเยา หรอในโรงงานแปรรปอนๆ ได Platzer et al. (1996) ไดศกษาระบบบงประดษฐแบบผสมผสานน าไหลใตผวทมการไหล ในแนวดง ตามดวยระบบบงประดษฐทมการไหลตามแนวนอน มขนาดเทากบการใชงานจรงในประเทศเยอรมน จดประสงคของการน าการไหลท งสองแบบมารวมกนเพอเพมประสทธภาพ การก าจดไนโตรเจน ผลการศกษาพบวา บงประดษฐทมการไหลในแนวดงสามารถเกดไนตรฟเคชนไดสงถง 80-95% เมอน ามอณหภมมากกวา 10 องศาเซลเซยส เมอภาระเจลดาลหไนโตรเจนต ากวา 6.5 กรม/ม2.วน เมออณหภมต ากวา 5 องศาเซลเซยส คาเจลดาลหถกก าจดเฉลยประมาณ 40% สวนการก าจดไนเตรทไนโตรเจนมคาเฉลย 30% และพบวาไนตรฟเคชนถกก าจดเมอระบบอดตน ดงนนคาภาระทางชลศาสตรและไนตรฟเคชนจงไมใชตวแปรวกฤตทเกยวของกบความสามารถสงสด ของชนดทมการไหลในแนวดง สงทส าคญคอความสามารถใหน าซมผานภาระบรรทกทางชลศาสตรและระบบหมนเวยนน า สวนการไหลในแนวนอนพบวามการก าจดไนโตรเจนรวมไดสงถง 75-80% จงเปนทนาพอใจ House et al. (1996) ท าการศกษาระบบบงประดษฐทมการไหลในแนวดงตามดวยการไหลตามแนวนอน เพอทดสอบประสทธภาพในการบ าบดน าเสยจากโรงเรยน โดยใชระบบบงประดษฐแบบการไหลใตผวดนทมการไหลในแนวดง ใหน าเขาระบบ 3-4 ครง/วน โดยพชทใชคอ Juncus effuses จ านวน 2 บอ ขนาด 9.1*13.7*0.6 ม. ระบบบงประดษฐแบบการไหลใตผวดนชนดการไหลแนวนอนปลก Scirpus validus 2 บอ ขนาด 9.8*13.7*0.6 ม. มระยะเกบกกน า 5-7 วน เพอใหเกดไนตรฟเคชน โดยใชอฐหกเปนตวกรอง น าเสยจะเขาสระบบการไหลในแนวดง น าทออกจากระบบสวนหนงไหลไปยงระบบการไหลในแนวนอน อกสวนจะหมนเวยนไปบอพกเพอเพมประสทธภาพในการบ าบดไนโตรเจน

23

ผลการศกษาพบวาระบบสามารถบ าบดไนโตรเจนรวมได 75% และสามารถลดแอมโมเนย-ไนโตรเจนได 98.5% ซงเปนคาเฉลยตลอดระยะเวลาการทดลอง 4 ป ในระบบการไหลแนวดงทมการหมนเวยนน าพบวาแอมโมเนยไนโตรเจนจะถกเปลยนเปนไนเตรทเกอบทงหมด และเมอผานน าเสยเขาสระบบการไหลในแนวราบ ทงแอมโมเนยไนโตรเจนและไนเตรทจะมคาลดลง 78% และ 24% ตามล าดบ ฟอสฟอรสจะลดลง 43% ซงเปนคาเฉลยตลอดการทดลอง 4 ป โดยระบบจะก าจดฟอสฟอรสไดดทสดในชวงปแรกและมประสทธภาพการบ าบดลดลงในปตอมา ระบบสามารถก าจดบโอดเฉลย 97% และของแขงแขวนลอยไดเฉลย 55% โดยประสทธภาพการบ าบดของแขงแขวนลอยจะเพมขนตามระยะเวลาการทดลอง Okurut et al. (1999) ท าการศกษาพชทองถน 2 ชนดคอ Cyperus papyrus และ Phragmites mauritianus ส าหรบการท าใหเกดการตกตะกอนขนตนของน าเสยทมการผสมหลายชนดและ ท าการทดลองในสภาพอากาศเขตรอน ผลการศกษาในระยะยาว 11 เดอนพบวาคา BOD และ SS ในน าออกมคาลดลงต ากวา 20 และ 25 มก./ล. ตามล าดบ คาการก าจด COD, NH3

+ และ o-PO4- ของ

Cyperus papyrus อยระหวาง 3.75, 1.01 และ 0.05 กรม/ม2.วน Phragmites mauritianus อยระหวาง 1.52, 0.97 และ 0.068 กรม/ม2.วน ประสทธภาพในการก าจด Fecal coliform จะมประสทธภาพเพมขนตามระยะเวลาของพชทง 2 ชนด