การบำบัดน้ำเสีย คือ กระบวนการกำจัดหรือทำลายสิ่งปนเปื้อนในน้ำก่อนปล่อยออกสู่แหล่งน้ำน้ำธรรมชาติ เพื่อให้น้ำมีคุณภาพดีขึ้น ปลอดภัยและไม่ทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงการบำบัดน้ำเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งในปัจจุบันการกำจัดหรือบำบัดน้ำเสียก็มีอยู่หลากหลายวิธี ขึ้นอยู่กับปัญหาหรือสภาพน้ำเสีย โดย กระบวนการบำบัดแบ่งเป็น 3 ขั้นตอน คือ
1) การบำบัดขั้นต้น (กำจัดของแข็งใหญ่ด้วยตะแกรง/ บ่อตกตะกอน) เพื่อแยกทราย กรวด ของแข็งขนาดใหญ่ ออกจากของเหลวหรือน้ำเสีย
2) การบำบัดขั้นกลาง (กำจัดสารอินทรีย์ด้วยจุลินทรีย์) การบำบัดน้ำเสียที่ผ่านขั้นต้นมาแล้ว แต่ยังคงมีของแข็งแขวนลอยขนาดเล็ก สารอินทรีย์ที่ละลายและไม่ละลายในน้ำ โดยการบำบัดขั้นกลางหรือเรียกว่า การบำบัดทางชีวภาพ อาศัยการเลี้ยงจุลินทรีย์ในระบบที่สามารถควบคุมได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกินสารอินทรีย์
3) การบำบัดขั้นสูง (กำจัดสารเคมี หรือโลหะหนักด้วยสารเคมี) การกำจัดสารอาหาร เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส หรือสิ่งปนเปื้อนที่เหลือ ทั้งสี สารแขวนลอยที่ตกตะกอน และโลหะหนัก เพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำให้ดีเพียงพอที่จะนำกลับมาใช้ซ้ำ (Recycle) และยังช่วยป้องกันการเติบโตที่ผิดปกติของสาหร่าย ที่อาจเป็นสาเหตุทำเกิดน้ำเน่าเสีย
การบำบัดน้ำเสีย เป็นสิ่งที่มีความจำเป็นต่อหน่วยงานและกิจการที่มีการใช้น้ำและปล่อยออกสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ โดยหน่วยงานที่ต้องมีกระบวนการบำบัดน้ำเสียหลักๆ คือ โรงงานอุตสาหกรรม เช่น โรงงานผลิตอาหาร, เคมี, สิ่งทอ หรืออาคารขนาดใหญ่ เช่น โรงพยาบาบ สถาบันการศึกษา ห้างสรรพสินค้า เป็นต้น และยังรวมถึงชุมชนที่ก่อให้เกิดน้ำเสีย ก็ต้องมีระบบบำบัดตามมาตรฐานกฎหมาย เพื่อไม่ปล่อยให้สารเคมีปนเปื้อนสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ
อุตสาหกรรมที่จำเป็นต้องได้รับการบำบัดน้ำเสีย
1) อุตสาหกรรมผลิตอาหาร เครื่องดื่ม และการแปรรูป ในน้ำทิ้งมีสารอินทรีย์สูง เช่น ไขมัน โปรตีน แป้ง น้ำตาล และเศษอาหาร มีค่า BOD สูง ทำให้เกิดการเน่าเสียได้ง่าย และมีการปนเปื้อนจากน้ำล้างวัตถุดิบ (ผัก ผลไม้ หรือเลือดสัตว์) และอุปกรณ์ น้ำเสียจากการผลิตหรือทำความสะอาดเหล่านี้ประกอบด้วยอนุมูลอิสระที่มีความเข้มข้นสูง มีสารประกอบสังเคราะห์อื่นๆ เช่น ฮอรืโมนหรือยาปฏิชีวนะ ยาฆ่าแมลงปนเปื้อน จึงจำเป็นต้องบำบัดด้วยระบบที่เหมาะสม เช่น การแยกไขมัน การตตะกอน และรบบชีวภาพ (บ่อเตมิอากาศ) เพื่อกำจัดสารอินทรีย์ก่อนปล่อยออกสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ หรือการนำกลับมาใช้ซ้ำ
2) อุตสาหรกรรมทางการเกษตร น้ำเสียจากภาคเกษตรกรรมเป็นปัญหาสำคัญที่ส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำ เกิดขึ้นจากกิจกรรมการเพาะปลูกและการเลี้ยงสัตว์ ประกอบด้วยสารอินทรีย์ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ยาฆ่าแมลง ปุ๋ยเคมี และเชื้อโรคเป็นหลัก ก่อให้เกิดน้ำเน่าเสีย ทำลายระบบนิเวศ และเป็นอันตรายต่อสุขภาพ ซึ่งการจัดการสามารถทำได้หลายวิธี เช่น บ่อดักตะกอน บ่อบำบัดชีวภาพ (พืชน้ำ) หรือใช้สารเคมีช่วยตกตะกอน
3) อุตสาหกรรมเหมืองแร่ และถ่านหิน มีน้ำเสียที่เกิดจากการชะล้างและเผาไหม้ หรือเรียกว่า น้ำจากเหมืองกรด (Acid Mine Drainage – AMD) ซึ่งมีสภาพความเป็นกรดสูง มีสารเคมีที่เป็นพิษ และประกอบด้วยโลหะหนัก (เช่น เหล็ก ตะกั่ว สารหนู) ก่อให้เกิดการปนเปื้อน การทำลายสิ่งมีชีวิตต่อแหล่งน้ำทั้งผิวดินและใต้ดิน ต้องมีการบำบัดน้ำหลายขั้นตอน เช่น การปรับค่า pH การตกตะกอน การกรอง การแยกเกลือ เป็นต้น
4) อุตสาหกรรมน้ำมัน และก๊าซ น้ำเสียที่เกิดจากกระบวนการผลิตหรือสกัดน้ำมันและก๊าซ มีลักษณะซับซ้อน มีความเป็นพิษ สารปนเปื้อนสูง ประกอบด้วยน้ำมัน ไขมัน (Oil & Grease) สารอินทรีย์ (BOD, COD) และโลหะหนัก ทำให้ต้องมีระบบบำบัดเฉพาะทาง เช่น การแยกน้ำมันและไขมัน การบำบัดด้วยสารเคมีหรือทางชีวภาพ และเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การกำจัดเกลือ การใช้โอโซน
5) อุตสาหกรรมยานยนต์ และเครื่องจักร ทำให้เกิดน้ำเสียที่มีการปนเปื้อนเป็นอันตรายสูง เช่น น้ำมันที่ใช้แล้ว น้ำมันเกียร์ จารบี สารหล่อลื่น หรือน้ำที่ใช้ล้างชิ้นส่วนต่างๆ อาจประกอบด้วยโลหะหนัก สารเคมี และสารอินทรีย์ ซึ่งต้องบำบัดด้วยระบบเฉพาะทาง ไม่สามารถทิ้งน้ำเสียลงสู่ท่อระบายน้ำได้ เพื่อลดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม โดยทั่วไปจะใช้บ่อดัก การกรอง การตกตะกอน เพื่อแยกสิ่งปนเปื้อนก่อนปล่อยสู่ธรรมชาติ หรือนำกลับมาใช้ใหม่
6) อุตสาหกรรมทางทะเล เช่น อุตสาหกรรมอาหารทะเล การประมงการเดินเรือสมุทร อาจก่อให้เกิดน้ำเสียได้เช่นกัน อย่างการส่งสินค้าทางเรือเดินสมุทรจะมีระบบ “ น้ำอับเฉา (Ships’ Ballast Water) ” เป็นระบบที่ใช้น้ำจืดหรือน้ำเค็ม สูบเข้าไปในถังใต้ท้องเรือ เพื่อเพิ่มน้ำหนักและปรับจุดศูนย์ถ่วงให้เรือสามารถทรงตัวได้ แต่การปล่อยน้ำออกในพื้นที่ใหม่ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมรุนแรง โดยการนำสิ่งมีชีวิตต่างถิ่นไปสู่ระบบนิเวศอื่น สร้างปัญหาพันธืต่างถิ่มถูกรุกราน ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ จึงมีมาตรฐานกำหนดการจัดการน้ำอับเฉา และการบำบัดทำลายสิ่งสิ่งมีชีวิตก่อนปล่อยน้ำทิ้ง
7) อุตสาหกรรมสิ่งทอ มีใช้น้ำในปริมาณมากตั้งแต่กระบวนการย้อมสีและแต่งผ้า ร่วมกับการใช้สารเคมีอื่นๆ เช่น สารฟอกขาว สีย้อมที่เข้มข้น ทำให้น้ำทิ้งมีการปนเปื้อนสารเคมี pH สูง มีสารอินทรีย์ (BOD COD) และโลหะหนัก เช่น ทองแดง โครเมียม สังกะสี ซึ่งเป็นอันตราย ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม ต้องบำบัดทั้ง ทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ
8) อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ยา กระบวนการในการผลิตยามีปริมาณน้ำเสียค่อนข้างมาก เป็นน้ำเสียที่มีความซับซ้อน (สารตกค้างจากยา) มีสารเคมีที่เป็นพิษ สารอินทรีย์เข้มข้ม และสารปนเปื้อนอื่นๆ เช่น ยา)ฏิชีวนะ ทำให้เกิดปัญหาเชื้อดื้อยา และการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม จำเป็นต้องมีการบำบัดน้ำ เช่น ตะแกรงดักขยะ การรปับ pH และการเติมอากาศ ถึงการบำบัดด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง
อย่างไรก็ตามนอกจากอุตสาหกรรมที่กล่าวข้างต้น ยังมีหน่วยงาน ชุมชน และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่มีการใช้น้ำและปล่อยน้ำเสีย ดังนั้นก่อนจะปล่อยน้ำสู่สาธารณะ ต้องมั่นใจว่าปริมาณความเข้มข้นของสารปนเปื้อนในน้ำนั้น ลดลงตามเกณฑ์มาตรฐาน เพราะหากระดับมลพิษสูง ไม่ผ่านเกณฑ์มาตรฐานตามที่กำหนด จะส่งผลกระทบร้ายแรงต่อระบบนิเวศ สิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพ
