ระบบน้ำเสียจะเปลี่ยนเมืองธรรมดาให้กลายเป็นมหานครที่เจริญรุ่งเรือง

ระบบน้ำเสียจะเปลี่ยนเมืองธรรมดาให้กลายเป็นมหานครที่เจริญรุ่งเรือง

โดย กิตติณัฐ พิมพขันธ์

 

 

 

The Future of Resource Recovery Series #1 Wastewater

คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าระบบน้ำเสียในอนาคตจะเปลี่ยนเมืองธรรมดาให้กลายเป็นมหานครที่เจริญรุ่งเรืองได้อย่างไร อยากรู้ว่าคุณสามารถใช้เทคโนโลยีการรักษาที่ทันสมัยในวันนี้กับนวัตกรรมการฟื้นคืนน้ำในวันพรุ่งนี้เพื่อช่วยให้เมืองของคุณเจริญรุ่งเรืองได้อย่างไร

 

ร่วมเดินทางสำรวจสาธารณูปโภคทางน้ำแห่งอนาคตกับเรา

กาลครั้งหนึ่งในอนาคต มีเมืองแห่งหนึ่ง เป็นศูนย์กลางการผลิตเชิงพาณิชย์การเกษตรและอุตสาหกรรมที่คึกคัก ถึงแม้จำนวนประชากรชาวเมืองไม่ได้เพิ่มขึ้น มีแน้วโน้มลดลงด้วยซ้ำ แต่จากการคาดการณ์แล้วพบว่าการเติบโตของระบบเศรษฐกิจและกิจกรรมในเมืองทั้งหมดนี้ ส่งผลกระทบต่อความต้องการใช้งานของทรัพยากร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง “น้ำ” สำหรับการเดินทางครั้งนี้

ผู้จัดการของเมืองอนาคตแห่งนี้ได้เลือกที่จะต่อสู้กับความต้องการทรัพยากรที่ใกล้เข้ามาด้วยการหาวิธีการใหม่ ๆ ในการขับเคลื่อนผ่านแนวคิด net-zero ความลับสู่ความสำเร็จคือระบบกู้คืนทรัพยากรน้ำซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่มีประสิทธิภาพซึ่งเปลี่ยนน้ำเสียให้กลายเป็นทรัพยากรที่มีค่า 

 

Let’s see how the magic happens.

ในโลกที่พัฒนาแล้ว เมื่อน้ำไหลลงสู่ห้องส้วมและน้ำฝักบัวลงท่อระบาย สารอาหาร คาร์บอนและน้ำดีบางส่วนก็ถือว่าเป็นของเสียไปโดยปริยาย แต่เมืองนี้กำลังค้นหาวิธีการกู้คืนน้ำเสียสู่น้ำดื่ม 

การกรอง (Screening)

จุดแรกของน้ำเสียคือระบบ headworks โดยที่จะทำการกำจัดเศษขยะ หรือวัสดุแปลกปลอมขนาดใหญ่ หลังจากนั้นพวกเขาจะถูกรวบรวม ล้างและอัด เพื่อใช้งานต่อไป 

***มีความเป็นไปได้ว่าระบบสาธารณูปโภคในอนาคตจะสามารถใช้เครื่องคัดแยกขยะของหุ่นยนต์ที่ติดตั้งด้วยเซ็นเซอร์โลหะเครื่องสแกนเลเซอร์ 3 มิติและกล้องสเปกโตรสโกปีเพื่อช่วยในการคัดแยก***

 

ปฏิบัติการกำจัดกรวด (Grit Removal)

กรวด (อนุภาคขนาดเล็กเช่นเปลือกไข่, ทรายและกากกาแฟ) จะถูกกำจัดและล้างเพื่อช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาของอุปกรณ์บำบัดน้ำ เพราะเจ้าพวกนี้แหละที่จะทำให้ระบบของเราปั่นป่วน ข่าวดี ๆ ในไม่ช้าเมืองอาจจะสามารถเปลี่ยนวัสดุอนินทรีย์ที่ถูกขจัดโดยระบบกรวดและใช้เป็นวัสดุทดแทนในการรองถนน รองท่อ ลดการใช้วัสดุรองมูลค่าสูง

 

ตอนนี้เราได้รู้จักขั้นตอนพื้นฐานไปเรียบร้อยแล้ว ทีนี้มาดูกันเลยว่ามีการใช้น้ำอย่างไรเพื่อสร้างความสมดุลให้กับระบบนิเวศทั้งเมือง?

 

กำจัดจุดอ่อน (Primary Clarification)

ยินดีต้อนรับสู่การกำจัดจุดอ่อนขั้นตอนแรกในกระบวนการฟื้นฟูน้ำที่มีความซับซ้อน ที่นี่สารแขวนลอยและสารอินทรีย์จะถูกกำจัดออกโดยใช้พลังของการตกตะกอน (thank you, gravity)

กองทัพจุลินทรีย์พิทักษ์น้ำ 

ถังปฏิกรชีวภาพ หรือ ถังหมัก เริ่มกระบวนการบำบัดที่สองโดยการสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสำหรับจุลินทรีย์ ที่มีออกซิเจนมากหรือน้อยตามที่พวกเขาต้องการ ทีมดำเนินการดูแลระบบนิเวศน์ของพวกเขาอย่างใกล้ชิดทำให้แน่ใจว่าพวกเขามีความสุขดังนั้นพวกเขาจะร่วมมือกันเมื่อถูกเรียกตัวเพื่อช่วยพวกเราในภายหลัง

 

การตัดสินขั้นสุดท้าย (Final Settling)

เหล่ากองทัพจุลินทรีย์ของเราตอนนี้เริ่มลงมาที่ก้นของถังพร้อมกับนุภาคนาโนเพื่อนตัวร้าย ไม่ว่าจะเป็น ไทเทเนียมไดออกไซด์ (สารฟอกสีฟันที่พบในยาสีฟันและครีมกันแดด) และแร่เงิน (พบได้ในผ้าขจัดกลิ่นอับ) ที่ชอบฝังแน่นกับอยู่กับสิ่งแปลกปลอมในน้ำเสีย

 

***ในอนาคต nanobots จะถูกนำมาใช้เพื่อตรวจหาอนุภาคขนาดเล็กที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้มากยิ่งขึ้น จากการศึกษาพบว่าเราสามารถกู้คืนเงินได้มากกว่า 40 ล้านบาทในทุก ๆ ปี (ในสหรัฐอเมริกา) จากโลหะที่ปะปนในน้ำเสีย (ทอง, เงิน, ทองแดงและทองคำขาว) Talk about a goldmine!

การกรอง (Filtration)

แม้ว่าถังตกตะกอนขั้นสุดท้ายจะทำหน้าที่บางอย่างเพื่อกำจัดสิ่งที่ไม่จำเป็นอย่างที่เราบอกไป แต่เราต้องกรองมันอีกครั้ง คราวนี้ก็ขึ้นอยู่กับตัวกรองเพื่อกำจัดอนุภาคที่ขนาดต่างกัน ที่เหลืออยู่ซุกซ่อนอยู่ในน้ำเสีย

การฆ่าเชื้อโรค (Disinfection)

แสงอุลตร้าไวโอเล็ต (UV) อีกตัวสำคัญในการฆ่าเชื้อโรคที่สามารถขจัดเชื้อโรคที่ซึมลึกในน้ำเสีย การกำจัดจุลินทรีย์ด้วยรังสียูวีเข้าสู่ DNA และทำลายความสามารถในการสืบพันธุ์ การฆ่าเชื้อโรคในระดับนี้จะทำให้น้ำสามารถกลับมาใช้ได้อีกครั้ง 

คราวนี้เรามาดูกันว่าเมืองแห่งอนาคตแห่งนี้นำน้ำที่ฟื้นคืนชีพไปทำอะไรกันบ้าง

สู่น้ำดื่ม (Drinking Water)

น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดอย่างเพียงพอจะถูกส่งตรงไปยังโรงบำบัดน้ำดื่มซึ่งจะดำเนินการต่อไปและในที่สุดน้ำเสียก็จะกลับมาดื่มได้อย่างนิยายวิทยาศาสตร์

 

***ตัวอย่าง NEWater: Singapore  

ที่มา http://www.pub.gov.sg/watersupply/fournationaltaps/newater

 

สิงคโปร์เป็นประเทศที่มีทรัพยากรน้ำอย่างจำกัด ด้วยข้อจำกัดดังกล่าวจึงเกิดระบบการฟื้นคืนทรัพยากร โดยเฉพาะน้ำ ซึ่งมีการบำบัดน้ำทิ้งจากท่อระบายน้ำมารีไซเคิลแล้วไปผสมทำน้ำดื่มเพื่อทดแทนการนำเข้าน้ำดื่ม ซึ่งในปัจจุบันมีการพัฒนาเรื่อย ๆ เพื่อให้น้ำรีไซเคิลทั้ง 100 เปอร์เซ็นเป็นที่ยอมรับและดื่มได้อย่างไร้ข้อกังวลทางจิตวิทยา

 

สู่สวนสาธารณะสีฟ้า (Waterbody Discharge)

เมืองที่ทันสมัยแห่งนี้จะแบ่งน้ำทิ้งที่มีคุณภาพสูงบางส่วนสำหรับไว้รักษาสมดุลของระบบนิเวศ! เป็นบ้านของเหล่าสัตว์น้ำและพืช ด้วยการปล่อยน้ำทิ้งที่มีคุณภาพที่ควบคุมโดย EPA เข้าไปในอ่างเก็บน้ำของเมือง มากไปกว่านั้น ยังเป็นแหล่งนันทนาการแห่งใหม่ของเมืองอีกด้วย ลองนึกดูสิว่า อยู่ดี ๆ คุณก็มีพื้นที่พายเรือท่ามกลางธรรมชาติในบ่ายแก่ ๆ สุดสัปดาห์ จากน้ำที่ลงท่อน้ำทิ้งจากบ้านคุณ

 

***ตัวอย่าง MacRitchies: Singapore 

ต่อเนื่องจากระบบผลิตน้ำดื่ม NEWater แล้ว ผลผลิตการบำบัดน้ำส่วนหนึ่งถูกเก็บในอ่างเก็บน้ำ เพิ่มฟื้นคืนความสมดุลแก่ระบบนิเวศ เป็นทั้งแหล่งอาศัยและแหหล่งอาหารของสัตรว์ในบริเวณนั้น รวมถึงเป็นแหล่งนันทนาการของประเทศอีกด้วย

(ที่มา https://www.pub.gov.sg/Documents/MacRitchieStudentTrail.pdf)

 

 

สู่ชลประทานต้านภัยแล้ง (Irrigation)

หากยังมีสารอาหารเหลืออยู่ในน้ำเสียที่ผ่านการบำบัด เราก็สามารถนำไปใช้ต่อในไร่ นา หรือแม้แต่สนามหญ้า ซึ่งพวกเขาจะส่งต่อไนโตรเจนและฟอสฟอรัสกลับคืนสู่โลก นั่นก็หมายถึงเราสามารถลดการใช้น้ำและปริมาณการใช้ปุ๋ยทางการเกษตร Talk about a win-win!

 

*** ตัวอย่าง เทศบาลนครเชียงใหม่ ประเทศไทย 

เทศบาลนครเชียงใหม่ถือเป็นหนึ่งในหลาย ๆ แห่งที่ได้มีการใช้ระบบบำบัดน้ำเสียชุมชนกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ในหลาย ๆ ด้าน รวมถึงเพื่อการเกษตรกรรม โดยใช้น้ำมีคุณภาพอยู่ในเกณฑ์ที่ดี ไม่พบการปนเปื้อนของโลหะหนัก รวมทั้งพยาธิ และแบคทีเรียที่จะเป็นอันตรายในผลผลิต และสิ่งแวดล้อม รวมถึงมีไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นธาตุอาหารที่จำเป็นสำหรับพืชด้วย ทั้งนี้เทศบาลนครเชียงใหม่มีขีดความสามารถในการบำบัดน้ำเสียได้วันละประมาณ 50,000 ลูกบาศก์เมตรเลยทีเดียว 

 

( ที่มา

http://www.env.eng.chula.ac.th/?q=article/ เอาน้ำเสียโรงงานไปใช้ในการเกษตรบ้าหรือเปล่าเนี่ย

https://mgronline.com/local/photo-gallery/9580000084745

https://www.thairath.co.th/content/583928 )

 

สู่น้ำระบบทำความเย็น (Cooling)

โรงไฟฟ้าท้องถิ่นได้รับน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้วบางส่วนเพื่อทำให้อุปกรณ์เย็นลงซึ่งช่วยลดปริมาณน้ำจืดที่ใช้ในวงจรการทำความเย็นได้อย่างมาก

***ตัวอย่าง University of Texas-Austin: USA

  

มหาวิทยาลัยเทกซัส-ออสติน หนึ่งในมหาวิทยาลัยที่มีตามจัดการการพลังงานภายใน campus ตามแนวคิด Net Zeroซึ่งในในความน่าสนใจคือ การบริหารจัดการน้ำที่ถูกใช้อย่างมหาศาล แต่สามารถน้ำมากลับมาใช้ได้อย่างสมบูรณ์ หนึ่งในตัวอย่างคือ ระบบทำความเย็นทั้งหมดในมหาวิทยาลัยใช้น้ำรีไซเคิลทั้งหมด ทำให้มหาวิทยาลัยตัดต้นทุนในการซื้อน้ำเข้าระบบทำความเย็นไปได้เลย 

ในขณะที่เมืองหลาย ๆ แห่งรวมเอาทรัพยากรหลาย ๆ อย่างกลับมาใช้ได้อย่างสมบูรณ์อย่างไม่น่าเชื่อ อาจดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่อนาคตใกล้กว่าที่คุณคิด ทั่วโลกกำลังพัฒนาโซลูชั่นใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อส่งเสริมความยั่งยืนท่ามกลางภัยคุกคามของทรัพยากรที่น้อยลง และสิ่งหนึ่งที่แน่นอนก็คือระบบกู้คืนทรัพยากรเป็นส่วนหนึ่งของโซลูชันนั้น

 

(ที่มาhttps://www.dailytexanonline.com/news/2013/11/18/water-usage-dropping-on-campus-but-ut-hopes-to-lower-it-more 

ที่มา https://www.cdmsmith.com/en