องค์วามรู้ 6 มิติ - น้ำ ป่า ดิน เกษตร สิ่งแวดล้อม พลังงานทดแทน

1. โครงการศึกษาวิจัยและพัฒนาสิ่งแวดล้อมแหลมผักเบี้ย จ.เพชรบุรี

 

          โครงการศึกษาวิจัยและพัฒนาสิ่งแวดล้อมแหลมผักเบี้ย เป็นแหล่งเรียนรู้ด้านสิ่งแวดล้อม ซึ่งพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชได้พระราชทานพระราชดำริ ให้สำนักงานมูลนิธิชัยพัฒนา สำนักงานคณะกรรมการพิเศษเพื่อประสานงานโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ (กปร.) และ กรมชลประทาน ร่วมกันศึกษาหาวิธีการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวกับขยะมูลฝอย น้ำเสีย และการรักษาสภาพป่าชายเลนด้วยวิธีทางธรรมชาติ ยึดหลักการ "ธรรมชาติช่วยธรรมชาติ" โดยใช้พื้นที่สาธารณประโยชน์บริเวณตำบลแหลมผักเบี้ย อำเภอบ้านแหลม จังหวัดเพชรบุรี เนื้อที่ประมาณ 1,135 ไร่ เป็นพื้นที่ดำเนินการตั้งแต่ปี พ.ศ. 2535


          วัตถุประสงค์ของโครงการ เพื่อศึกษาวิจัยประยุกต์หาแบบจำลองในการบำบัดน้ำเสีย ด้วยแปลงหญ้ากรอง แบบจำลองการทำปุ๋ยหมักไฮเทค แบบจำลองการสร้างพฤติกรรมการทิ้งขยะและการบำบัดน้ำเสียขั้นต้น เพื่อศึกษาวิธีการกำจัดขยะและบำบัดน้ำเสีย ตลอดจนรูปแบบการสร้างพฤติกรรมการทิ้งขยะและการบำบัดน้ำเสียขั้นต้น เพื่อศึกษาปัญหาและเหตุของปัญหาในการกำจัดขยะด้วยการถมที่รกร้างว่างเปล่า ป่าชายเลนและการบำบัดน้ำเสียด้วยแปลงหญ้ากรอง และบ่อบำบัดน้ำเสีย


          การดำเนินงานบำบัดน้ำเสียของโครงการ  ได้รวบรวมน้ำเสียจากเทศบาลเมืองเพชรบุรีส่งผ่านท่อลำเลียงระยะทางประมาณ 18 กิโลเมตร เข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสียของโครงการฯ โดยใช้กระบวนการธรรมชาติบำบัดน้ำเสีย ประกอบด้วย 4 ระบบ คือ


          1) ระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย (Lagoon treatment)  ใช้หลักการบำบัดน้ำเสียโดยอาศัยกลไกให้สาหร่ายสังเคราะห์แสง เพื่อให้ออกซิเจนแก่จุลินทรีย์สำหรับการหายใจและย่อยสลายของเสีย โดยมีลมพัดช่วยเติมอากาศ และแสงแดดเป็นตัวช่วยฆ่าเชื้อโรคอีกทางหนึ่ง 
          2) ระบบพืชและหญ้ากรองน้ำเสีย (Plant and grass filtration) หลักการคือใช้ดินเป็นตัวกรองของเสียและจุลินทรีย์ ในดินทำหน้าที่เป็นตัวย่อยของเสีย ของเสียที่ย่อยแล้วพืชจะเป็นตัวดูดเอาไปใช้ในการเติบโต ทำให้ของเสียเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพ น้ำเสียที่ผ่านระบบจะมีคุณภาพดีและสามารถระบายสู่แหล่งน้ำธรรมชาติได้
          3) ระบบพื้นที่ชุ่มน้ำเทียม (constructed wetland) หลักการคือ พืชน้ำโดยทั่วไปมีความสามารถในการปรับตัวอยู่ในสภาพน้ำขังได้โดยการดึงเอาออกซิเจนจากอากาศ ส่งผ่านระบบเนื้อเยื่อในส่วนลำต้นลงสู่ระบบลำต้นใต้ดินและราก ซึ่งอากาศในส่วนนี้จะปลดปล่อยออกไปสู่บริเวณรอบรากพืชทำให้จุลินทรีย์ในดินสามารถย่อยของเสียที่ถูกดินกรองได้แล้วเปลี่ยนไปเป็นสารที่พืชรวมถึงสิ่งมีชีวิตอื่นๆ สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้
          4) ระบบแปลนพืชป่าชายเลน (Mangrove forest filtration) หลักการคือ พืชป่าชายเลนเป็นพืชที่มีคุณสมบัติคล้ายพืชน้ำ สามารถดำรงชีพอยู่ในสภาวะน้ำท่วมขังได้ โดยมีการปรับตัวทางสรีระ เพื่อดึงออกซิเจนจากบรรยากาศ ส่งผ่านระบบลำต้นสู่ราก นอกจากนั้นยังมีรากอากาศที่สามารถดึงอากาศได้ ออกซิเจนที่พืชขนส่งไปที่ระบบราก ส่วนหนึ่งจะปลดปล่อยสู่บริเวณรอบๆ ราก และจุลินทรีย์ในดินสามารถนำไปใช้ในการย่อยสลายของเสียได้

 

 2.  การบำบัดน้ำเสียโดยการทำให้เจือจาง (Dilution)


          การใช้น้ำคุณภาพดีมาบรรเทาน้ำเน่าเสีย หรือที่เรียกกันว่า “น้ำดีไล่น้ำเสีย” นั้น เป็นการใช้น้ำที่มีคุณภาพดีผลักดันน้ำเน่าเสียออกไป เป็นการทำให้น้ำเน่าเสียมีสภาพเจือจางลง วิธีการที่ว่านี้ เช่น การรับน้ำจากแม่น้ำเจ้าพระยาหรือจากแหล่งน้ำภายนอก ส่งเข้าไปตามคลองต่างๆ เช่น คลองบางเขน คลองบางซื่อ คลองแสนแสบ คลองเทเวศน์ หรือคลองบางลำภู ซึ่งกระแสน้ำจะไหลแผ่กระจายไปตามคลองซอยที่เชื่อมกับแม่น้ำเจ้าพระยาอีกด้านหนึ่ง ดังนั้น หากมีการกำหนดวงรอบการไหลของน้ำไปตามคูคลองหนองบึงต่างๆ ได้อย่างเหมาะสม ย่อมสามารถเจือจางน้ำเน่าเสียและชักพาสิ่งโสโครกไปได้มาก ซึ่งเป็นวิธีการบรรเทาน้ำเน่าเสียในคลองต่างๆ ตอนช่วงฤดูแล้งได้อย่างดี

          จากแนวพระราชดำริข้างต้นนี้ จึงเกิดกรรมวิธีในการบำบัดน้ำเสีย 2 ประการ ตามแนวพระราชดำริ “น้ำดีไล่น้ำเสีย” ได้แก่
 

วิธีที่หนึ่ง ให้เปิดประตูอาคารควบคุมน้ำจากแม่น้ำเจ้าพระยาในช่วงน้ำขึ้น และระบายออกสู่แม่น้ำเจ้าพระยาตอนน้ำลง ซึ่งมีผลทำให้น้ำตามลำคลองต่างๆ มีโอกาสไหลถ่ายเทกันไปมามากขึ้นกว่าเดิม เกิดมีการหมุนเวียนของน้ำ จากเดิมที่มีสภาพเน่าเสียกลิ่นเหม็นกลายเป็นน้ำที่มีคุณภาพดีขึ้น


วิธีที่สอง ให้ขุดลอกคลองเปรมประชากรและกำจัดวัชพืช เพื่อให้คลองดังกล่าวเป็นคลองสายหลักในการผันน้ำคุณภาพดีไปช่วยเจือจางน้ำเสีย และให้คลองเปรมประชากรตอนล่าง เป็นคลองที่สามารถรับน้ำจากแม่น้ำเจ้าพระยาไปช่วยบรรเทาน้ำเสีย โดยส่งกระจายไปตามคลองต่างๆ ของกรุงเทพฯ ส่วนคลองเปรมประชาตอนบนนั้น ให้หาวิธีรับน้ำเข้าคลองเป็นปริมาณมากอย่างรวดเร็วเพื่อเป็นการเพิ่มระดับน้ำให้สูงขึ้น จะได้กระจายน้ำเข้าสู่ทุ่งบางไทร-บางปะอิน เพื่อการเพาะปลูก และเพื่อให้คลองเปรมประชากรตอนบน มีลักษณะเป็นอ่างเก็บน้ำ เพื่อใช้ผลักดันน้ำเน่าเสียในคลองเปรมประชากรตอนล่างต่อไปได้

 

3.  โครงการกรองน้ำเสียด้วยผักตบชวา (Filtration) บึงมักกะสัน


          บึงมักกะสันเป็นบึงขนาดใหญ่ที่อยู่ใจกลางกรุงเทพฯ ซึ่งการรถไฟแห่งประเทศไทยขุดขึ้นในปี พ.ศ. 2474 เพื่อใช้เป็นแหล่งระบายน้ำ รองรับน้ำเสีย และน้ำมันเครื่องจากโรงงานรถไฟมักกะสัน ทำให้บึงมักกะสันตื้นเขินจากการตกตะกอนของสารแขวนลอย กอปรกับรอบบึงมีชุมชนแออัด 3 ชุมชน รวม 729 ครัวเรือน ซึ่งส่วนใหญ่ต่างก็ถ่ายสิ่งปฏิกูลและขยะมูลฝอยลงสู่บึงมักกะสัน จนเกิดปัญหาภาวะสิ่งแวดล้อมเสื่อมโทรมกลายเป็นแหล่งเพาะเชื้อโรคแห่งหนึ่ง

           พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชทรงตระหนักถึงภัยแห่งภาวะมลพิษนี้ จึงได้พระราชทานพระราชดำริ เมื่อวันที่ 15 และ 20 เมษายน พ.ศ. 2528 ให้หน่วยงานต่างๆ ร่วมกันปรับปรุงบึงมักกะสัน เพื่อใช้ประโยชน์ในการระบายน้ำและบรรเทาน้ำเสียในคลองสามเสน โดยใช้วิธีการในรูปแบบของ “เครื่องกรองน้ำธรรมชาติ” กล่าวคือ ให้มีการทดลองใช้ผักตกชวา ซึ่งเป็นวัชพืชที่ต้องการกำจัดอยู่แล้ว มาทำหน้าที่ดูดซับความโสโครก และสารพิษจากน้ำเสีย โดยพระองค์ทรงเน้นให้ทำงานอย่างประหยัดและไม่สร้างความเดือนร้อนให้แก่ประชาชนที่อาศัยอยู่ริมบึง จากแนวพระราชดำรินั้น ทรงให้ทำโครงการง่ายๆ ด้วยการสูบน้ำจากคลองสามเสนเข้าบึงทางหนึ่ง และสูบน้ำออกจากคลองสามเสนอีกทางหนึ่ง ส่วนกลางบึงทำการตกแต่งให้ดีไว้เพื่อกรองน้ำเสีย และหากจำเป็นต้องเก็บผักตกชวาขึ้นมาบ้างเป็นครั้งคราว ก็ให้นำไปใช้ประโยชน์ เช่น ทำปุ๋ยหมักหรือเชื้อเพลิง แต่อย่านำไปทำอาหารสัตว์เป็นอันขาด เพราะผักตบชวาที่ดูดซับสารพิษไปนั้นจะเต็มไปด้วยธาตุโลหะหนัก ซึ่งจะเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตหากว่าทานเข้าไป


          หลักการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียบึงมักกะสัน เป็นระบบบำบัดน้ำเสียแบบธรรมชาติที่เรียกว่า “ระบบสายลมและแสงแดด” (Oxidation pond) ซึ่งจะมีบ่อดินลึก 0.5-2 เมตร สามารถให้แสงส่องลงไปได้ มีการใส่ผักตบชวาเพื่อเป็นตัวดูดซับสารพิษและโลหะหนักในน้ำเสียจากคลองสามเสน ประสิทธิภาพของมันสามารถบำบัดน้ำเสียได้ถึงวันละ 30,000 – 100,000 ลูกบาศก์เมตร

          รูปแบบการบำบัดน้ำเสียระบบสายลมและแสงแดด เป็นการทำงานร่วมกันระหว่างพืชน้ำและสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ได้แก่ สาหร่ายกับแบคทีเรีย ในเวลากลางวัน สาหร่ายซึ่งเป็นพืชสีเขียว จะทำการสังเคราะห์แสง ส่วนออกซิเจนที่เป็นผลพลอยได้นั้น ก็จะถูกแบคทีเรียนำไปใช้ในการย่อยสลายน้ำเสีย ซึ่งผลของปฏิกิริยานี้จะได้คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในการดำรงชีพของสาหร่าย ดังนั้น สาหร่ายและแบคทีเรียจึงสามารถดำรงชีวิตอยู่ร่วมกัน โดยอาศัยการพึ่งพากัน การดำรงชีวิตในลักษณะนี้เรียกว่า Sym-bosis เนื่องจาก อัตราการเติมออกซิเจนค่อนข้างต่ำ ดังนั้นการเจริญเติบโตของแบคทีเรียจึงถูกกำจัดด้วยปริมาณออกซิเจน เมื่อเป็นเช่นนี้อัตราเร็วของปฏิกิริยาของการทำลาย Biochemical oxygen demand (BOD) จึงค่อนข้างช้า ระบบสายลมและแสงแดดจึงต้องใช้บ่อที่มีขนาดใหญ่ เนื่องประสิทธิภาพการบำบัดขึ้นอยู่กับปริมาณของออกซิเจนที่ได้จากการสังเคราะห์แล้ว ด้วยเหตุนี้ ในบึงจึงต้องไม่ปลูกผักตกชวามากเกินไป เพราะจะไปบดบังแสงแดดที่จำเป็นต่อกระบวนการ


          สำหรับบทบาทหน้าที่ของผักตบชวานั้น คือ การดูดซึมสารพิษและโลหะหนักในน้ำ ซึ่งจากการศึกษาพบว่า ผักตบชวามีการเจริญสูงสุดภายหลังการปลูก 16-17 สัปดาห์ ดังนั้น การดูแลระบบจึงได้แก่การหมั่นเปลี่ยนถ่ายผักตบชวาออกทุกๆ 10 สัปดาห์ ด้านประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียของบึงมักกะสันพบว่า สามารถลดค่า BOD ได้ระหว่าง 19-85% โดยเฉลี่ยได้ 51% มีประสิทธิภาพในการฟอกตัวด้านการกำจัด Total Coliform แบคทีเรีย และ FeCA Coliform แบคทีเรียเฉลี่ย 90% และ 98% ตามลำดับ

 

การพัฒนาและปรับปรุงระบบบำบัดน้ำเสียบึงมักกะสัน 


          จากการที่การทางพิเศษแห่งประเทศไทยก่อสร้างทางด่วนมหานคร โดยมีแนวผ่านบึงมักกะสันและมีตอม่อโครงสร้างอยู่กลางบึง ทำให้น้ำในบึงไม่ถูกแสงแดดมากเท่าที่ควร พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ จึงได้พระราชทานพระราชดำริให้ใช้เครื่องพ่นอากาศเข้าช่วย มูลนิธิชัยพัฒนาและกรุงเทพฯ จึงรับสนองพระราชดำริ ด้วยการใช้เครื่องเติมอากาศแบบทุ่นลอยผสมการใช้ผักตบชวา ซึ่งสามารถบำบัดน้ำเสียได้เพิ่มจากเดิม 10 เท่า สำหรับน้ำที่ใสสะอาดขึ้นแล้วนั้น ก็ให้ระบายออกสู่คลองธรรมชาติตามเดิม แล้วรับน้ำเสียใหม่มาดำเนินการผ่านกรรมวิธีเป็นวงจรเช่นนี้ตลอดไป


          อนาคตเมื่อการกำจัดน้ำเน่าเสียด้วยผักตบชวาในบึงมักกะสันได้ผลดี ก็จะนำโมเดลนี้ไปใช้เป็นแบบอย่างในการแก้ไขปัญหาน้ำเน่าเสียที่แหล่งน้ำอื่นต่อไป ปัจจุบันนี้ กรุงเทพฯและการรถไฟฯ ได้ร่วมมือกันเป็นหน่วยงานหลักในการใช้ประโยชน์และดูแลรักษาบึงแห่งนี้ให้คงมีสภาพที่ดี เพราพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชทรงเปรียบบึงมักกะสันว่า เป็นดั่ง “ไตธรรมชาติของกรุงเทพมหานคร” นอกจากนั้น บึงแห่งนี้ยังให้คุณประโยชน์อีกหลายๆ ด้านด้วยกัน เช่น ปุ๋ย เชื้อเพลิง เยื่อสานจากผักตบชวาและการปลูกพืชน้ำ เช่น ผักบุ้ง เป็นต้น

          หากน้ำมีความสกปรกมากเสีย จนไม่อาจใช้วิธีทางธรรมชาติตามลำพังบำบัดได้ พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช

 ก็ทรงมีแนวทางการบำบัด ซึ่งเป็นการผสมผสานกันระหว่างธรรมชาติกับเทคโนโลยี ดังวิธีการต่อไปนี้

 

4.  การบำบัดน้ำเสียด้วยการผสมผสานระหว่างพืชน้ำกับระบบทางเติมอากาศ (Constructed wetland and air transfer for waste water treatment) ณ บริเวณหนองสนม – หนองหาน
          พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชได้พระราชทานพระราชดำริให้ทำโครงการบำบัดน้ำเสีย โดยวิธีธรรมชาติผสมผสานกับเทคโนโลยีแบบประหยัด กล่าวคือ จัดสร้างบ่อดักสารแขวนลอย ปลูกต้นกกอียิปต์เพื่อใช้ดับกลิ่น และปลูกผักตบชวาเพื่อดูดสิ่งโสโครกและโลหะหนัก ต่อจากนั้น ให้ใช้กังหันน้ำชัยพัฒนาและแผงท่อเติมอากาศให้กับน้ำเสียตามความเหมาะสม ตามขั้นตอนต่อไปนี้


ส่วนที่หนึ่ง ใช้กกอียิปต์บำบัดน้ำเสีย เพราะเป็นพืชที่มีคุณสมบัติช่วยดูดมูลสารต่างๆ ที่ปนเปื้อนอยู่ในน้ำให้ลดลง โดยใช้ลานกรองกรวดเบื้องต้นก่อนที่จะถึงบ่อปลูกกกอียิปต์ ให้ทำหน้าที่กรองสารแขวนลอยและเติมออกซิเจนให้กับน้ำเสีย ตลอดจนช่วยให้เกิดจุลินทรีย์เกาะที่ก้อนกรวด ซึ่งส่งผลให้มีการย่อยสลายสารอินทรีย์ที่อยู่ในน้ำเสียให้ลดลงได้ นอกจากนี้ ทางด้านท้ายน้ำของกระบวนการบำบัด จะมีการติดตั้งตะแกรงไว้เพื่อรองรับเศษขยะที่ปะปนมากับน้ำ ทั้งนี้เมื่อสารอินทรีย์ที่เป็นพิษลดปริมาณลดแล้ว จึงจะปล่อยให้ไหลเข้าสู่บ่อตกตะกอนตามธรรมชาติ


ส่วนที่สอง เป็นการบำบัดน้ำเสียด้วยบ่อเติมอากาศ ด้วยการใช้กังหันน้ำชัยพัฒนาเข้าช่วยเติมออกซิเจนในน้ำ เพื่อให้การย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ตกตะกอนได้ยาก ให้กลายเป็นตะกอนจุลินทรีย์ที่มีน้ำหนัก (Sludge) ที่ตกตะกอนได้รวดเร็ว ในช่วงปลายของการบำบัดน้ำเสีย ให้ผ่านไปยังบ่อปลูกผักตบชวาเพื่อช่วยลดสารพิษที่ยังคงเหลืออยู่ แล้วส่งเข้าบ่อตกตะกอนอีกครั้งหนึ่ง เพื่อให้ได้น้ำที่ใสสะอาดยิ่งขึ้น


ส่วนที่สาม เป็นการปรับปรุงคุณภาพน้ำ โดยใช้เครื่องเติมอากาศแบบกังหันน้ำชัยพัฒนาติดไว้ที่ปากทางเข้าหนองสามเพื่อเติมอากาศขั้นสุดท้าย นอกจากนี้ ยังต้องมีการปลูกผักตบชวาโดยกั้นไว้เป็นคอก เรียงสลับกันเป็นแถวๆ เพื่อช่วยบำบัดน้ำเสีย และเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์น้ำทั้งระบบ


          ทั้งนี้ พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชได้พระราชพระราชดำริ ให้เร่งดำเนินการแก้ไขปัญหาน้ำเสียที่ปล่อยลงหนองหานโดยเร็ว โดยให้รวบรวมน้ำเสียที่ระบายลงหนองหานจากเขตเทศบาล มาไว้ ณ ที่เดียว แล้วให้จัดทำโครงการบำบัดน้ำเสีย โดยวิธีธรรมชาติผสมกับบ่อนิ่ง (Water stabilization ponds) ขึ้นในพื้นที่ 92 ไร่ โดยมีกรมโยธาธิการเป็นผู้ดำเนินการออกแบบและก่อสร้างท่อรับน้ำเสีย เพื่อนำน้ำเสียเข้าไปบำบัดน้ำเสียของกรมประมง ขณะที่กรมชลประทานดำเนินการศึกษาหาข้อมูลต่างๆ พร้อมทั้งออกแบบระบบบำบัดน้ำเสียด้วยพืชน้ำ (Constructed wetland for waste water treatment) เพื่อใช้เป็นบ่อบำบัดน้ำเสียขั้นสุดท้าย (Polishing pond) หลังจากผ่านระบบน้ำเสียของกรมประมงแล้ว


ลักษณะของระบบ
          1. เป็นระบบบำบัดน้ำเสียด้วยพืชน้ำในพื้นที่ 84.5 ไร่ และเชื่อมต่อกับระบบบำบัดน้ำเสียของกรมประมง ระบบดังกล่าวจะแบ่งออกเป็น 4 เซลล์ แต่ละเซลล์ประกอบด้วยหนองน้ำตื้นสองด้าน ส่วนตรงกลางของแต่ละเซลล์เป็นบ่อน้ำลึก
          2. บริเวณหนองน้ำตื้นมีความลึกอยู่ระหว่าง 10-20 ซม. ถูกกำหนดให้ทำหน้าที่ลดค่า BOD ลดค่าของแข็งแขวนลอย (Suspended solids) ที่เกิดขึ้นจากสาหร่ายสีเขียว กำจัดแบคทีเรียชนิด Faecal Coliform เปลี่ยนไนโตรเจนให้เป็นแอมโมเนีย และลดค่าฟอสพอรัส ซึ่งพืชน้ำที่ปลูก เพื่อทำหน้าที่ดังกล่าวมีทั้งหมด 15 ชนิด
          3. บริเวณบ่อลึก กำหนดให้มีความลึกของน้ำแต่ละบ่อ 1 เมตร ทำหน้าที่เปลี่ยนไนโตรเจนให้เป็นไนเตรทเปลี่ยนสารอาหารไนเตรทไปอยู่ในรูปของก๊าซไนโตรเจน รวมทั้งลดค่าฟอสฟอรัสด้วยพืชน้ำ (Submersed plant)
          4. หลังปลูกพืชน้ำไปแล้วประมาณ3 เดือน ระบบบำบัดน้ำเสีย จะช่วยลดค่าความเน่าเสียของน้ำที่ปล่อยออกมาจากระบบบำบัดน้ำเสียของกรมประมงให้มีคุณภาพดียิ่งขึ้น และเมื่อพืชเติบโตสมบูรณ์เต็มที่ (ใช้เวลาประมาณ 6 เดือน ถึง 1 ปี) ระบบนี้ ก็จะมีศักยภาพบำบัดน้ำเสียให้เป็นน้ำดีอย่างสมบูรณ์แบบ

 

5. การบำบัดน้ำเสียบึงพระราม 9 โดยใช้กระบวนการทางชีวภาพวิทยาผสมผสานกับเครื่องกลเติมอากาศแบบสระเติมอากาศชีวภาพบำบัด (Biological treatment aerated lagoon) ตามแนวพระราชดำริ
  

          บึงพระราม 9 เป็นบึงขนาดใหญ่ใจกลางกรุงเทพฯ มีเนื้อที่ประมาณ 130 ไร่ ตั้งอยู่ในเขตที่ดินของสำนักทรัพย์สินส่วนพระมหากษัตริย์ ซึ่งอยู่ติดกับคลองลาดพร้าว ในบริเวณที่คลองลาดพร้าวบรรจบคลองแสนแสบ มีภาวะน้ำเน่าเสียอย่างรุนแรง เนื่องจากคลองลาดพร้าวเป็นคลองระบายน้ำหลักสายหนึ่งของกรุงเทพฯ จึงต้องรับน้ำเสียจากแหล่งชุมชนที่อยู่สองฝั่งคลอง ซึ่งมีความกว้างและลึกราว 20-30 เมตรและ 3 เมตรตามลำดับ จากการวัดค่า BOD พบว่า บึงพระราม 9 มีค่าเฉลี่ยประมาณ 19 มิลลิกรัมต่อลิตร (ค่าสูงสุด 42 มิลลิกรัมต่อลิตร ส่วนค่าต่ำสุด 9 มิลลิกรัมต่อลิตร) และมีกลิ่นเน่า เหมือนของก๊าสไฮโดรเจนไฟด์ตลอดเวลา

          ลักษณะของระบบบำบัดน้ำเสียบึงพระราม 9 เป็นแบบสระเติมอากาศ (Aerated lagoon) โดยใช้เครื่องจักรกลเติมอากาศ (Mechanical aerated) มาช่วยเพิ่มออกซิเจน เพื่อให้แบคทีเรียชนิดที่ใช้ออกซิเจนช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำมีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น จึงทำให้ระบบบำบัดน้ำเสียแบบนี้ รับภาระงานบำบัดได้มากกว่าบ่อเขียว ซึ่งใช้ออกซิเจนตามธรรมชาติจากพืชน้ำและสาหร่าย

 

หลักการทำงานของระบบ
          ระบบบำบัดน้ำเสียแบบสระเติมอากาศ เป็นการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา โดยใช้แบคทีเรียเป็นตัวกำจัดสารอินทรีย์ในน้ำด้วยปฏิกิริยาแบบใช้ออกซิเจน ซึ่งเป็นรูปแบบที่นิยมใช้กันแพร่หลายมากในการบำบัดน้ำเสีย เพราะปฏิกิริยาการทำลาย BOD โดยแบคทีเรีย จะเร็วกว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในระบบ Oxidation Pond เพราะมีการเติมออกซิเจนด้วยเครื่องมือกล จึงทำให้การเจริญเติบโตของแบคที่เรียไม่ถูกจำกัดด้วยอัตราการเติมออกซิเจนในระบบสายลมและแสงแดดมาก และปฏิกิริยาการทำลาย BOD เร็วกว่าหลายเท่า ในปริมาณ BOD เท่าๆ กัน นอกจากนั้น ระบบบำบัดน้ำเสียแบบสระเติมอากาศยังใช้พื้นที่น้อยกว่าระบบสายลมและแสงแดด ประมาณ 8-10 เท่า และแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่


1. บ่อบำบัดน้ำเสียแบบสระเติมอากาศ (Aerobic pond) คือ บ่อที่มีกำลังเครื่องเติมอากาศ (Aerator) พอเพียงที่จะกวนน้ำให้บ่อยอย่างทั่วถึง จนไม่เกิดการตกตะกอนขึ้นในบ่อ ปฏิกิริยาชีวเคมีที่เกิดขึ้นในบ่อจะเป็นแบบใช้ออกซิเจนตลอดความลึก โดยปกติแล้ว น้ำที่ทิ้งออกจากบ่อแบบนี้ค่อนข้างขุ่น จำเป็นต้องแยกตะกอนออกจากบ่อตกตะกอนเสียก่อน บ่อนี้จึงทำหน้าที่เติมอากาศลงไปในน้ำและกวนน้ำในบ่อตลอดเวลา


2. บ่อบำบัดน้ำเสียแบบกึ่งไร้อากาศ (Facultative pond) คือ บ่อที่ทำหน้าที่เป็นบ่อตกตะกอน คอยกำจัดตะกอนและบำบัดน้ำให้มีคุณภาพดีขึ้น

          การทำงานของระบบสระเติมอากาศบึงพระราม 9 เริ่มจาการสูบน้ำเสียคลองลาดพร้าวเข้าในบ่อเติมอากาศ ซึ่งจะมีการเติมอากาศด้วยเครื่องเติมอากาศตลอดเวลา เพื่อให้แบคทีเรียย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย โดยปฏิกิริยาทางชีวเคมีแบบใช้ออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง น้ำเสียจะถูกกักเก็บในบ่อเติมอากาศนาน 16 ชั่วโมง จากนั้นจะไหลโดยแรงโน้มถ่วงโลกไปยังบ่อกึ่งไร้อากาศ เพื่อบำบัดสารอินทรีย์ที่หลงเหลือในบ่อน้ำ และเป็นการตกตะกอนแยกแบคทีเรียออกจากน้ำเสียด้วยทำให้น้ำใส น้ำจะถูกกักเก็บอยู่ในบ่อนี้อีกเป็นเวลา 2 ชั่วโมง แล้วก็จะระบายทิ้งลงคลองลาดพร้าวตามเดิม รวมระยะเวลาในการบำบัดประมาณ 20 ชั่วโมง
          ผลของการบำบัดน้ำเสียตามแนวพระราชดำริ ปัจจุบันประสิทธิภาพในการลดค่า BOD ของน้ำเสียคลองลาดพร้าวเท่ากับ 65 % น้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้วจะมีค่า BOD เฉลี่ย 9 มิลลิกรัมต่อลิตร และมีค่าความเป็นกรด-ด่าง เท่ากับ 7.5 นอกจากประสิทธิภาพของการบำบัดน้ำเสียแล้ว ระบบนี้ยังมีข้อดีอีกมากมายหลายประการ ได้แก่ การดำเนินและการควบคุมดูแลทำได้ง่าย ค่าก่อสร้างต่ำ ไม่สิ้นเปลืองเนื้อที่มาก ไม่มีปัญหาในการกำจัดตะกอนและไม่มีกลิ่นเน่าเหม็น