การบำบัดน้ำเสีย
ระบบบำบัดน้ำเสียประกอบด้วยกรรมวิธีต่างๆ ซึ่งมีวัตถุประสงค์และการทำงานเพื่อขจัดมลพิษออกจากน้ำเสียก่อนที่จะปล่อยออกสู่ลำน้ำสาธารณะ ระบบบำบัดระบบใดระบบหนึ่งจะประกอบด้วยกรรมวิธีใดบ้างขึ้นอยู่สารมลพิษที่มีอยู่ในน้ำเสียนั้น ผู้เลือกและออกแบบคำนวณระบบบำบัดน้ำเสียจะต้องเป็นผู้ที่มีความรู้ความชำนาญและประสบการณ์ จึงจะเลือกใช้ระบบบำบัดน้ำเสียที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประหยัด และสามารถควบคุมให้ระบบบำบัดนั้นทำงานได้ตามวัตถุประสงค์ กรรมวิธีที่ใช้โดยทั่วไป ได้เเก่
1) การทำให้สะเทิน ( neutralization )กรรมวิธีนี้ใช้บำบัดน้ำเสียที่มีลักษณะสมบัติเป็นกรด-เบส อย่างแรงโดยใช้สารเคมี เช่น ใช้สารเเคลเซียมไฮดรอกไซด์มาสะเทินน้ำเสียที่มีกรดกำมะถัน ดังสมการเคมี
H2SO4 + Ca(OH)2 -----> CaSO4 + 2H2O
2) การปรับสภาพ ( equalization ) กรรมวิธีนี้เป็นการเก็บกักน้ำเสียที่มาจากแหล่งในเวลาและสถานที่ต่างกันไว้ในที่หนึ่งในระยะเวลาหนึ่ง การเก็บกักน้ำเสียรวมกันไว้นี้ จะทำให้น้ำเสียมีลักษณะสมบัติเดียวทำให้ง่ายต่อการบำบัด
3) การตกตะกอน ( sedimentation ) กรรมวิธีนี้ใช้ในการขจัดพวกตะกอนหนักชของสารต่างๆ ให้ออกจากน้ำเสีย โดยลดความเร็วของการไหลของน้ำเสียลงจนถึงค่าหนึ่งที่ตะกอนหนักทั้งหลายสามารถแยกตัวออกจากน้ำเสียจมลงสู่ก้นถังแยกตะกอน
4) การรวมตัวและการสมานตะกอน ( coagulation and flocculation )เป็นกรรมวิธีที่ใช้สารเคมีบางชนิดใส่ลงไปในน้ำเสีย เเล้วเกิดสารที่มีลักษณะเหนียว หยุ่น เรียกว่า " ฟล็อก " ( floc ) ฟล็อกนี้มีคุณสมบัติพิเศษคือ เมื่อถูกพัดพาไปสัมผัสกับตะกอนแขวนลอยทั้งหลาย จะดูดตะกอนเหล่านั้นติดผิวไว้ เมื่อตะกอนเข้ามารวมตัวกับฟล็อกมากๆ ก็จะมีน้ำหนักสามารถแยกตัวออกจากน้ำจมลงสู่ก้นถังแยกตะกอนได้
5) การทำให้เป็นตะกอน ( precipitation ) กรรมวิธีนี้ใช้ในการขจัดสารละลายที่มีอยู่ในน้ำ เช่น สารอนินทรีย์ โลหะหนัก โดยใส่สารเคมีบางชนิดลงไปในน้ำเสีย สารเคมีจะทำปฏิกิริยากับสารที่ต้องการขจัดออกกลายเป็นตะกอน ถ้าตะกอนนั้นหนักพอก็จะแยกออกจากน้ำได้ด้วยน้ำหนักของตะกอนเอง แต่ถ้าตะกอนที่เกิดขึ้นนั้นมีขนาดเล็ก ก็จะต้องผ่านการรวมและการสมานตะกอนก่อน
6) กรรมวิธีทางชีววิทยา ( biological treatment ) เมื่อปล่อยน้ำเสียซึ่งมีความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูงลงในลำน้ำธรรมชาติ จะทำให้ปริมาณของออกซิเจนที่ละลายในน้ำของลำน้ำนั้นลดต่ำลงและถ้ามีปริมาณสารอินทรีย์มาก อาจทำให้เกิดสภาวะขาดออกซิเจนจนเกิดการเน่าขึ้นได้ หากไม่มีการทิ้งน้ำเสียลงไปเพิ่มขึ้น จะพบว่าทางน้ำนั้นสามารถปรับสภาพตัวเองโดยจะมีการทำความสะอาดมลสาร ( pollutants ) ต่างๆให้มีความเข้มข้นน้อยลงและกลับมามีออกซิเจนละลายน้ำเพิ่มมากขึ้น ลักษณะที่เกิดขั้นนี้เป็นการทำความสะอาดตัวเองของลำน้ำ ( self-purification of natural waters ) ตัวการหลักที่ช่วยในการทำความสะอาดของเสียเหล่านี้ได้แก่ สิ่งมีชีวิตทั้งหลายที่อาศัยอยู่ในน้ำ โดยเฉพาะจุลินทรีย์ชนิดต่างๆซึ่งจะนำของเสียที่มีอยู่ในน้ำเสียออกมาใช้เป็นอาหาร ถ้าลำน้ำนั้นยังมีออกซิเจนละลายอยู่ ก็จะเป็นจุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจนอิสระเพราะเจริญเติบโตได้รวดเร็วแต่ถ้าไม่มีออกซิเจนละลายน้ำ ก็จะมีจุลินทรีย์ชนิดที่ไม่ต้องใช้ออกซิเจนอิสระเจริญเติบโตต่อไปอีก กระบวนการย่อยสลายทางชีววิทยานี้จะดำเนินต่อไปจนอาหารหรือของเสียที่ทิ้งลงมานั้นหมดลง จุลินทรีย์ก็จะขาดอาหารและตาย ส่วนลำน้ำนั้นก็จะสะอาดขึ้นมาอีกครั้ง
กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยาแบบต่างๆ ได้อาศัยหลักการทำงานคล้ายกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เพียงแต่นำมาออกแบบและสร้างขึ้นให้เป็นกระบวนการทางเทคนิคที่เข้าใจและควบคุมได้ง่าย รวมทั้งเพื่อลดระยะเวลาในการบำบัดน้ำเสียให้สั้นลง และใช้พื้นที่น้อยกว่าที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ กระบวนการเหล่านี้สามารถแยกออกได้เป็น 2 แบบใหญ่ๆ คือ กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบใช้ออกซิเจนอิสระ ได้แก่ กระบวนการที่จุลินทรีย์นำเอาออกซิเจนอิสระมาใช้ในการดำรงชีวิต กับอีกแบบหนึ่งคือ กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบไม่ใช้ออกซิเจนอิสระ ได้แก่ กระบวนการที่จุลินทรีย์เจริญเติบโตและย่อยสลายสารอินทรีย์ต่างๆในสภาพที่ไม่มีออกซิเจนอิสระ