การบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

คู่มือ เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียตามแนวพระราชดำริ การบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

หลักการและเหตุผล

น้ำเสียจากชุมชน เป็นปัญหาหลักประการหนึ่งที่ส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมเป็นอย่างมาก น้ำเสียเหล่านี้สามารถแก้ไขและ/หรือปรับปรุงสภาพให้ดีขึ้นด้วยการนำไปทำการบำบัดเพื่อให้มีคุณภาพที่ดีขึ้น เทคโนโลยีที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียมีอยู่หลากหลายวิธีการ แต่เทคโนโลยีที่สร้างขึ้นเหล่านี้มักจะต้องใช้การลงทุนที่ค่อนข้างสูงทั้งในด้านเครื่องจักรกลและพลังงานสำหรับเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียตามแนวพระราชดำรินั้น พระองค์ทรงต้องการให้เป็นเทคโนโลยีที่ง่าย สะดวก และเป็นวิธีการที่อาศัยธรรมชาติให้ช่วยเหลือธรรมชาติด้วยกันเอง โดยการอาศัยพืชช่วยในการกรองหรือฟอกน้ำให้สะอาดขึ้น อันเป็นผลมาจากพืชจะดูดซับธาตุอาหารที่มีอยู่ในน้ำเสียนำไปใช้ในการเจริญเติบโต และการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยจุลินทรีย์ที่อยู่ในดินช่วยประกอบกัน นอกจากนี้การใช้พืชกรองน้ำเสียประเภทหญ้าเลี้ยงสัตว์ยังจะได้รับผลประโยชน์ในการนำไปใช้เป็นอาหารสัตว์อีกทางหนึ่งด้วย และเป็นการประหยัดค่าใช้จ่ายในการดำเนินการบำบัดน้ำเสียที่ต้องลงทุนสูงอย่างในปัจจุบัน เทคโนโลยีตามแนวพระราชดำรินี้ได้รับการศึกษาวิจัยและพัฒนาโดยโครงการศึกษาวิจัยและพัฒนาสิ่งแวดล้อมแหลมผักเบี้ยอันเนื่องมาจากพระราชดำริ ซึ่งได้ทำการพัฒนาใช้หญ้าเลี้ยงสัตว์ 3 ชนิด คือ หญ้าสตาร์ หญ้าคาลลา และหญ้าโคสครอส เป็นหญ้าเลี้ยงสัตว์ที่หาได้ง่ายโดยทั่วไปและมีแพร่หลายอยู่ในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียได้ดี

วัตถุประสงค์

1) เพื่อส่งเสริมและเผยแพร่เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้าอาหารสัตว์กรองน้ำเสียให้กับหน่วยงานต่างๆ และประชาชนผู้ที่สนใจนำไปใช้ปฏิบัติได้อย่างเหมาะสมและแพร่หลาย

2) เพื่อลดปัญหาสิ่งแวดล้อมด้านน้ำเสียชุมชน ด้วยเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยการใช้ระบบหญ้าอาหารสัตว์กรองน้ำเสีย

3) เพื่อพัฒนารูปแบบเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้าอาหารสัตว์ กรองน้ำเสีย ให้สามารถนำไปปฏิบัติโดยประหยัดค่าใช้จ่าย และสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการเลี้ยงสัตว์

ลักษณะเทคโนโลยีระบบบำบัดน้ำเสียด้วยหญ้ากรองน้ำเสีย

รูปแบบเทคโนโลยีบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสียที่ได้ทำการศึกษาวิจัยและพัฒนาขึ้น ยึดหลักการตามแนวพระราชดำริโดยการทำแปลงและ/หรือบ่อเพื่อกักเก็บน้ำเสียที่ได้จากชุมชน และปลูกหญ้าอาหารสัตว์ที่ผ่านการคัดเลือกว่าเหมาะสม 3 ชนิด คือ หญ้าสตาร์ หญ้าคาลลา และหญ้าโคสครอสช่วยในการบำบัดน้ำเสียอาศัยการกรองน้ำเสียขณะที่ไหลผ่านแปลงหญ้าและการปลดปล่อยก๊าซออกซิเจนที่ได้จากการสังเคราะห์แสงให้กับน้ำเสียนั้น ร่วมกับการใช้ดินผสมทรายช่วยในการกรองน้ำเสีย และการย่อยสลายสารอินทรีย์ โดยจุลินทรีย์ในดิน เพื่อให้การบำบัดน้ำเสียมีประสิทธิภาพมากขึ้น สำหรับเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นจะมีลักษณะการให้น้ำเสียหรือระบายน้ำเสียเข้าสู่ระบบ คือ ระบบที่ให้น้ำเสียขังไว้ 5 วัน และปล่อยทิ้งไว้ให้แห้ง 2 วัน เพื่อให้จุลินทรีย์ในดินมีโอกาสได้พักตัว และระบายน้ำที่ผ่านการบำบัดออกจากระบบโดยปล่อยระบายน้ำทางระบบท่อใต้ดินสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ เมื่ออายุของหญ้าครบระยะเวลาที่ใช้ในการบำบัดจะตัดหญ้านั้นออกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดให้กับระบบ หญ้าที่ตัดออกเหล่านี้สามารถนำไปใช้เลี้ยงสัตว์ได้ ซึ่งรูปแบบโดยสังเขปของเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสียและลักษณะพืชที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียดังแสดงในภาพที่ 1 และ 2

ภาพที่ 1 ลักษณะสังเขปรูปแบบเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

ภาพที่ 2 ลักษณะของชนิดหญ้าและพืชที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

วัสดุอุปกรณ์

1. บ่อคอนกรีตขนาดกว้าง 5 เมตร ยาว 1 เมตร ลึก 1.00 เมตร
2. บ่อดินขนาดกว้าง 5 เมตร ยาว 50 เมตร ลึก 1.10 เมตร
3. ทรายหยาบ จำนวน 50 ลูกบาศก์เมตร
4. ดินผสมทราย ในสัดส่วน ดิน 3 ส่วน ทราย 1 ส่วน จำนวน 125 ลูกบาศก์เมตร
5. ต้นกล้าหญ้าอาหารสัตว์ จำนวน 1,250 ต้น
6. กรวดขนาด 1-2 นิ้ว จำนวน 1/4 ลูกบาศก์เมตร
7. ท่อ PVC เส้นผ่านศูนย์กลาง 6 นิ้ว ยาว 3 เมตร

การก่อสร้างระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

ขั้นที่ 1 การสร้างบ่อดักตะกอน

ก่อสร้างบ่อคอนกรีตขนาดกว้าง 5 เมตร ยาว 1 เมตร ลึก 1.00 เมตร โดยให้อยู่ส่วนหัวของแปลงหญ้ากรองน้ำเสีย มีลักษณะดังภาพ เพื่อใช้ในการดักตะกอนที่มากับน้ำเสียในระดับหนึ่งก่อน

ขั้นที่ 2 การก่อสร้างแปลงหญ้ากรองน้ำเสีย

1) ก่อสร้างแปลง (บ่อ) ขนาดกว้าง 5 เมตร ยาว 50 เมตร ลึก 1.10 เมตร ทำได้โดยการขุดดินและสร้างคันดินขึ้น ซึ่งคันดินควรมีความลาดชั้น 1:1 ขนาดกว้าง 50 เซนติเมตร จะต้องทำการอัดให้แน่นเพื่อลดการรั่วซึม ความลาดเทของพื้นแปลงทางความยาวเท่ากับ 1:1,000 พร้อมทั้งบดอัดให้แน่น และตอนท้ายของแปลงมีทางระบายน้ำในลักษณะน้ำล้นและการวางท่อใต้ดิน

ภาพที่ 3 ภาพตัดด้านข้างลักษณะบ่อคอนกรีตดักตะกอน

2) ใส่ทรายหยาบรองพื้นในแปลงเกลี่ยให้สม่ำเสมอทั่วทั้งแปลงและอัดให้แน่นหนา 20 เซนติเมตร

3) จากนั้นใส่ดินผสมทรายที่เตรียมไว้ในสัดส่วน ดิน 3 ส่วน ทราย 1 ส่วน และผสมให้เข้ากันลงในแปลงเกลี่ยให้มีความสม่ำเสมอ และให้มีความสูงจากท้องแปลง 50 เซนติเมตร มีลักษณะเหมือนกับภาพประกอบ

ภาพที่ 4 ขุดดินและสร้างคันดินเพื่อทำแปลงหญ้ากรองน้ำเสีย

ภาพที่ 5 ลักษณะของคันดินและแปลงระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

ภาพที่ 6 ลักษณะการวางท่อระบายน้ำใต้ดินท้ายแปลงระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

ขั้นที่ 3 การเตรียมต้นพันธุ์หญ้าและการปลูก

การเตรียมต้นกล้าหญ้า

การจัดเตรียมต้นหญ้าที่จะใช้ปลูกในแปลงระบบหญ้ากรองน้ำเสียดำเนินการไปพร้อมกับการก่อสร้างระบบแปลงหญ้ากรองฯ ซึ่งแหล่งของต้นหญ้าสามารถหาได้จากกรมพัฒนาที่ดิน และกรมปศุสัตว์ ในการจัดการเตรียมต้นกล้าหญ้า สามารถกระทำได้เป็นลำดับดังนี้

1) เตรียมพื้นที่สำหรับการเพาะชำและอนุบาลต้นกล้าหญ้า ซึ่งอาจใช้แปลงขนาดเล็กๆ หรือใช้ถุงพลาสติกสีดำขนาด 6 นิ้ว พร้อมทั้งใส่ดินที่ค่อนข้างเหลวลงไป

2) นำไปปักชำลงในแปลงหรือถุงเพาะชำที่จัดเตรียมไว้

3) ทำการตัดแต่งกอให้สมบูรร์ ยาวประมาณ 1 ฟุต

4) ดูแลบำรุกรักษา เป็นระยะเวลา 2 สัปดาห์

การปลูกพืช

1) เติมน้ำใส่แปลงเพื่อให้เนื้อดินในแปลงเกิดความชุ่มชื้นและนิ่มจะได้ปลูกหญ้าได้สะดวก

2) ทำการปลูกหญ้าที่เตรียมไว้ลงแปลง โดยให้มีระยะห่างระหว่างแถวและต้น เท่ากับ 50 เซนติเมตร ดังภาพที่ 7

3) ดูแลหรืออนุบาลด้วยการใช้น้ำเสียเพื่อให้หญ้าที่ปลูกไว้ปรับตัว 1 สัปดาห์ ก่อนการบำบัดน้ำเสีย

ภาพที่ 7 ระยะห่างระหว่างแถว และต้นในการปลูกพืชในแปลงระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

การดำเนินการบำบัดน้ำเสีย

เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสียสามารถใช้ระบบการระบายน้ำเสียเข้าสู่ระบบบำบัด โดยระบายน้ำเสียเข้าสู่ระบบให้ได้ระดับ 30 เซนติเมตร จากระดับพื้นผิวดินบริเวณตอนท้ายแปลง ปล่อยน้ำเสียขังไว้ 5 วัน (ภาพที่ 8) จากนั้นจึงระบายน้ำที่ผ่านการบำบัดออกทางระบบระบายน้ำใต้ดินสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ แล้วปล่อยทิ้งไว้ให้แห้ง 2 วัน จึงเติมน้ำเสียใหม่ ลงสู่แปลงบำบัดต่อไป ซึ่งระบบมีประสิทธิภาพในการกรองบำบัดน้ำเสียได้ดีเพียงพอ และสามารถรองรับน้ำเสียได้วันละประมาณ 75 ลูกบาศก์เมตรต่อสัปดาห์ หรือสามารถรองรับน้ำเสียจำนวนประชากร 375 คนต่อสัปดาห์

ภาพที่ 8 ลักษณะการให้น้ำหรือการระบายน้ำเสียเข้าแปลงบำบัดำน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

ภาพที่ 9 แปลงระบบหญ้ากรองน้ำเสียก่อนและหลังทำการตัดหญ้าออกภายหลังครบเวลา 45 วัน

การบำรุงรักษา

เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสีย เป็นกระบวนการที่อาศัยหญ้าในการกรองน้ำเสียและการดูดสารอาหารจากการย่อยสลายสารอินทรีย์ของจุลินทรีย์ในดินเพื่อนำไปใช้ในการสร้างความเจริญเติบโตของต้นหญ้า เมื่อหญ้าเจริญเติบโตเต็มที่การดูดสารอาหารก็จะลดลงตามระยะเวลา และความเหมาะสมในการนำไปใช้เลี้ยงสัตว์ คือ เวลา 45 วัน (ภาพที่ 9) ดังนั้นเมื่อถึงระยะเวลาดังกล่าวจึงต้องทำการตัดออกไปเลี้ยงสัตว์หรือปล่อยให้สัตว์ไปแทะเล็มกินในแปลง ซึ่งเท่ากับเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียของระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

ระยะเวลาการใช้งานระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

ระบบหญ้ากรองน้ำเสีย สามารถรองรับการใช้งานได้ในระยะยาว จึงไม่จำเป็นต้องมีการปรับปรุงระบบ เพียงแต่ปล่อยให้ระบบได้มีการพักตัวประมาณ 1 สัปดาห์ หลังจากการปล่อยน้ำแห้งแล้ว

ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างระบบหญ้ากรองน้ำเสีย

1) ค่าก่อสร้างบ่อคอนกรีตขนาดกว้าง 5 เมตร ยาว 1.00 เมตร ลึก 1.00 เมตร เป็นเงิน 5,000 บาท

2) ค่าก่อสร้างบ่อดินขนาดกว้าง 5 เมตร ยาว 50 เมตร ลึก 1.10 เมตร เป็นเงิน 40,000 บาท

3) ทรายหยาบ จำนวน 50 ลูกบาศก์เมตร เป็นเงิน 12,500 บาท

4) ดินผสมทราย ในสัดส่วน 3:1 จำนวน 125 ลูกบาศก์เมตร เป็นเงิน 27,000 บาท

5) ต้นกล้าพันธุ์หญ้า จำนวน 1,250 ต้น เป็นเงิน 2,500 บาท

6) กรวดขนาด 1-2 นิ้ว จำนวน 1/4 ลูกบาศก์เมตร เป็นเงิน 300 บาท

7) ท่อ PVC เส้นผ่านศูนย์กลาง 6 นิ้ว ยาว 3.00 เมตร เป็นเงิน 550 บาท

รวมเป็นเงินทั้งสิ้น 87,850 บาท

ความเหมาะสมในการใช้เทคโนโลยี

ในการนำเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบหญ้ากรองน้ำเสียสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ทั่วไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบและจำนวนหน่วยของระบบเพื่อใช้ในการรองรับจำนวนประชากรในชุมชน หากมีประชากรน้อยกว่าหรือมากกว่าสามารถทำได้โดยการขยายหรือลดขนาดความกว้างของแปลงได้ สำหรับระยะความยาวของแปลงจะต้องมีขนาดความยาวอย่างน้อย 50 เมตร เนื่องจากเป็นระยะทางที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียได้ดี

ผลผลิตของหญ้า

หญ้าอาหารสัตว์จะเจริญเติบโตเต็มที่ภายหลังระยะเวลา 45 วัน จากการใช้ในการบำบัดน้ำเสีย ซึ่งจากขนาดแปลงระบบหญ้ากรองน้ำเสียกว้าง 5 เมตร ยาว 50 เมตร สามารถให้ผลผลิตหญ้าได้ประมาณ 250-375 กิโลกรัม หรือ 1-1.5 กิโลกรัมต่อตามรางเมตร สำหรับโคนมที่มีน้ำหนักตัว 500 กิโลกรัมจะบริโภคหญ้าสดในปริมาณ 50 กิโลกรัมต่อวัน ดังนั้น ขนาดแปลงดังกล่าวสามารถนำไปเลี้ยงวัวได้ถึง 5-7 ตัวต่อวัน หากต้องการนำไปใช้เลี้ยงสัตว์ในจำนวนมากกว่านี้อาจกระทำได้โดยขยายขนาดความกว้างของแปล หรือหากจะนำไปใช้ในการทำทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์อาจมีแนวทางดำเนินการได้ดังภาพที่ 10

ภาพที่ 10 มโนทัศน์ในการประยุกต์แปลงหญ้ากรองน้ำเสียเพื่อการเลี้ยงสัตว์

ติดต่อคณะวิจัย

โครงการฯ วิทยาลัยสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โทรศัพท์ 0-2561-4754, 0-2942-8727 และ 0-2579-2116

โครงการฯ ตำบลแหลมผักเบี้ย อำเภอบ้านแหลม จังหวัดเพชรบุรี โทรศัพท์ 0-3244-1264 และ 0-3244-1265

ได้ในเวลาราชการ