⚡ BOD vs COD
ศึกชิงออกซิเจนแห่งโลกน้ำเสีย: จากลมหายใจจุลินทรีย์ ถึงพลังเคมีเต็มระบบ 🌊
“น้ำเสียไม่ได้เลวร้าย...มันแค่ใช้ ‘ออกซิเจน’ มากกว่าคนอื่นนิดหน่อยเท่านั้นเอง”
ถ้าไม่มีเวลา แค่บรรทัดเดียวก็เข้าใจได้แบบ Aceken
BOD₅ ⊂ BODᴸ (Ultimate BOD) ⊂ COD
และถ้าอยากเทียบให้เป็นสมการสั้น ๆ:
BOD₅ < BODᴸ ≤ COD 🍷
💧 เริ่มจากพื้นฐานก่อน
ในน้ำเสียมี สารอินทรีย์ (Organic Matter) มากมาย —
โปรตีน, น้ำตาล, ไขมัน, สี, สบู่, น้ำมัน, คราบจากกระบวนการผลิต ฯลฯ
ทั้งหมดนี้คือ “อาหารของจุลินทรีย์” 🍲
แต่การที่จุลินทรีย์จะย่อยสารอินทรีย์เหล่านี้ได้
มันต้อง “หายใจ” เพื่อเอาพลังงานออกมาใช้...
ประเภทของสารอินทรีย์สั้นๆ
ย่อยได้ง่าย (Readily biodegradable)
ย่อยได้แต่ช้า (Slowly biodegradable)
ย่อยยากหรือแทบไม่ย่อย (Hardly / Non-biodegradable)
⚡ จุลินทรีย์ “หายใจ” ไปทำไม?
เพราะทุกสิ่งมีชีวิตต้องใช้พลังงานเพื่ออยู่รอด
และจุลินทรีย์ก็ไม่ต่างกันเลย 💪
มันย่อยสารอินทรีย์ (อาหาร) เพื่อ “ปลดปล่อยอิเล็กตรอน”
แล้วส่งอิเล็กตรอนนั้นไปยังแหล่งออกซิเจน (ตัวรับอิเล็กตรอน)
พลังงานจากปฏิกิริยานี้จะถูกเก็บไว้ในรูปของ ATP (Adenosine Triphosphate)
ซึ่งเปรียบได้กับ “เงินตราพลังงาน” ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
จุลินทรีย์ใช้ ATP เพื่อ
ซ่อมแซมตัวเอง
แบ่งเซลล์ เพิ่มจำนวนประชากร
ควบคุมสมดุลของสารภายในเซลล์
🦠 จุลินทรีย์ไม่มีจมูก ไม่มีปอด — แต่มันหายใจได้ 😆
แน่นอนว่า จุลินทรีย์ไม่มีจมูก ไม่มีปอด
ดังนั้นมันไม่ได้หายใจแบบเราที่สูดอากาศเข้าออก
สิ่งที่มันทำคือ การหายใจระดับเซลล์ (Cellular Respiration)
คือการ ถ่ายอิเล็กตรอน (electron transfer)
จากสารอินทรีย์ที่มันกิน → ไปยัง “ตัวรับอิเล็กตรอน” เพื่อสร้างพลังงาน
และ “ตัวรับอิเล็กตรอน” นี่เอง...
คือสิ่งที่เราหมายถึงคำว่า “ออกซิเจน” ในทางชีวเคมี
💬 พูดง่าย ๆ ว่า จุลินทรีย์ไม่ได้หายใจด้วยจมูก แต่มันหายใจด้วยเคมี ⚡
💡 แล้ว “ออกซิเจน” ที่ว่ามีแค่แบบเดียวเหรอ?
ไม่เลยจ๊ะ —
คำว่า “ออกซิเจน” ในงานบำบัดน้ำเสีย ไม่ได้หมายถึงเฉพาะอากาศ (O₂)
แต่มันหมายถึง “ตัวรับอิเล็กตรอน” ทุกชนิดที่จุลินทรีย์ใช้ได้
เพราะไม่ว่าระบบจะมีอากาศหรือไม่
จุลินทรีย์ก็ยังหายใจได้อยู่ดี
ขอแค่มีสิ่งใดสิ่งหนึ่งที่มันจะ “โยนอิเล็กตรอนไปให้”
🧬 ระบบหายใจของจุลินทรีย์
จุลินทรีย์แต่ละประเภทจะมีตัวรับอิเล็กตรอนไม่เหมือนกัน
| ประเภทจุลินทรีย์ | แหล่งออกซิเจน (ตัวรับอิเล็กตรอน) | ผลที่เกิดขึ้น | ตัวอย่างระบบ |
|---|---|---|---|
| Aerobic | ออกซิเจน (O₂) จากอากาศ | CO₂ + H₂O | Activated Sludge, MBR |
| Anoxic | ไนเตรต (NO₃⁻) | N₂ (ก๊าซไนโตรเจน) | Denitrification |
| Anaerobic | ซัลเฟต (SO₄²⁻), คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂), เหล็ก (ferric ion : Fe³⁺) | H₂S หรือ CH₄ หรือ Fe²⁺ | UASB, Anaerobic Pond |
จุลินทรีย์ทุกตัว “หายใจได้”
แต่ไม่ได้หายใจด้วยปอดหรือจมูก —
มันหายใจด้วย อิเล็กตรอน ⚡
ไม่ว่าจะเป็นระบบเติมอากาศหรือไร้อากาศ
จุลินทรีย์ก็ยังคง “ออกซิไดซ์สารอินทรีย์” เพื่อสร้างพลังงานให้ตัวเองอยู่ดี
⚙️ แล้ว Fe³⁺ ที่ไม่มี O ทำไมถึงใช้แทนออกซิเจนได้?
คำถามนี้ดีมาก เพราะดูผิวเผิน Fe³⁺ ไม่มีออกซิเจนเลย
แต่มันสามารถทำหน้าที่ “แทนออกซิเจน” ได้ในทางชีวเคมี
เพราะในความเป็นจริง “การหายใจของจุลินทรีย์”
ไม่ได้หมายถึงการสูดอากาศ (O₂)
แต่มันหมายถึง การถ่ายอิเล็กตรอนจากอาหารไปยังตัวรับอิเล็กตรอน (electron acceptor)
ในระบบที่มีอากาศ → ตัวรับคือ O₂
ในระบบไร้อากาศ → ตัวรับอาจเป็น NO₃⁻, SO₄²⁻ หรือแม้แต่ Fe³⁺
🔬 บทบาทของ Fe³⁺
Fe³⁺ เป็นไอออนเหล็กในสถานะออกซิไดซ์สูง
มัน “อยากรับอิเล็กตรอน” เพื่อกลายเป็น Fe²⁺
Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺
จุลินทรีย์บางชนิด (เรียกว่า iron-reducing bacteria)
สามารถส่งอิเล็กตรอนจากการย่อยสารอินทรีย์ให้ Fe³⁺ ได้โดยตรง
เมื่อ Fe³⁺ รับอิเล็กตรอน มันก็เปลี่ยนเป็น Fe²⁺
และในกระบวนการนั้น จุลินทรีย์ก็ได้พลังงานออกมาใช้
ดังนั้น แม้ว่า Fe³⁺ จะไม่มีออกซิเจนในสูตร
แต่มันก็ทำหน้าที่ เหมือน “ออกซิเจนทางอ้อม”
เพราะมันคือผู้รับอิเล็กตรอนสุดท้ายในวงจรการหายใจของจุลินทรีย์
🌿 ตัวอย่างในธรรมชาติ
ปฏิกิริยาแบบนี้เกิดขึ้นจริงใน
ชั้นตะกอนก้นบ่อ (sediment zone)
ดินที่มีเหล็กออกไซด์สะสม
หรือระบบบ่อบำบัดไร้อากาศที่มีแร่เหล็กอยู่
ในบริเวณเหล่านี้จะมีแบคทีเรียที่ “รีดิวซ์เหล็ก” อาศัยอยู่
มันทำงานช้า แต่มั่นคง —
ค่อย ๆ เปลี่ยน Fe³⁺ ให้กลายเป็น Fe²⁺ พร้อมย่อยสารอินทรีย์ไปด้วย
🧫🦠🪱จุลินทรีย์มีอยู่หลายสายพันธุ์ และแต่ละสายก็มี “สไตล์การหายใจ” ของตัวเอง
1️⃣ พวกที่ชอบอากาศ (Aerobic Bacteria)
ใช้ ออกซิเจน (O₂) จากอากาศที่ละลายอยู่ในน้ำ
หายใจได้เต็มปอดในระบบเติมอากาศ เช่น Activated Sludge, Aerated Lagoon
กินสารอินทรีย์แล้วเปลี่ยนเป็น
CO₂ + H₂O + พลังงาน
พูดง่าย ๆ คือ “กินแล้วออกกำลังกาย”
ระบบจึงไม่มีกลิ่น และน้ำใสขึ้นเรื่อย ๆ
2️⃣ พวกกลางทาง (Anoxic Bacteria)
ไม่ได้มีออกซิเจนให้ใช้โดยตรง
มันเลยไป “ยืมออกซิเจน” จากสารอื่น เช่น ไนเตรต (NO₃⁻)
เมื่อดึงออกซิเจนจากไนเตรตออกมาใช้
ก็จะเหลือก๊าซไนโตรเจน (N₂) ลอยขึ้นจากบ่อนี่แหละคือหลักของกระบวนการ ดีไนตริฟิเคชัน (Denitrification)
ระบบนี้ช่วยลดไนโตรเจนในน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ
💬 นึกภาพว่า Aerobic หายใจจากอากาศ ส่วน Anoxic แอบยืมออกซิเจนจากสารเคมีเพื่อนบ้านมาก่อน 😆
3️⃣ พวกไม่ต้องใช้อากาศ (Anaerobic Bacteria)
หลายคนเข้าใจผิดว่า “พวกนี้ไม่หายใจ” — ผิดจ้า ❌
จริง ๆ แล้วมันยังหายใจอยู่ แต่หายใจแบบ “ไม่ต้องใช้อากาศ”มันใช้แหล่งออกซิเจนอื่น เช่น
ซัลเฟต (SO₄²⁻) → กลายเป็น H₂S (ก๊าซไข่เน่า)
คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) → กลายเป็น CH₄ (มีเทน)
ผลที่ได้คือพลังงานในรูปของก๊าซ เช่น ไบโอแก๊ส
เหมาะกับระบบปิด เช่น Anaerobic Pond, UASB
💬 พูดให้เห็นภาพง่าย ๆ — Aerobic สูดออกซิเจนจากอากาศ, Anaerobic สูดออกซิเจนจากสารอื่นในน้ำแทน
⚡ Redox Ladder – บันไดพลังงานของจุลินทรีย์
ในธรรมชาติ จุลินทรีย์ไม่ได้เลือกหายใจแบบสุ่ม
แต่มันมี “ลำดับความชอบ” ในการใช้ตัวรับอิเล็กตรอน
เรียกว่า Redox Ladder — หรือ “บันไดออกซิเดชัน–รีดักชัน”
ยิ่งตัวรับอิเล็กตรอนมีศักย์รีดักชันสูง (พูดง่าย ๆ คือ ดูดอิเล็กตรอนได้เก่ง)
จุลินทรีย์ก็ยิ่งได้พลังงานมากจากการย่อยสารอินทรีย์
🪜 ลำดับจากบนลงล่างของบันได
| ลำดับ | ตัวรับอิเล็กตรอน | กระบวนการที่เกี่ยวข้อง | ผลผลิตสุดท้าย | พลังงานที่จุลินทรีย์ได้ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|---|
| 1️⃣ | O₂ | Aerobic respiration | CO₂ + H₂O | 🌟 สูงสุด | ระบบเติมอากาศ, น้ำใส ไม่มีกลิ่น |
| 2️⃣ | NO₃⁻ | Denitrification | N₂ (ก๊าซไนโตรเจน) | สูง | ช่วยลดไนโตรเจนในน้ำเสีย |
| 3️⃣ | Mn⁴⁺ (Manganese oxide) | Manganese reduction | Mn²⁺ | ปานกลาง | พบในตะกอนลึกบางชนิด |
| 4️⃣ | Fe³⁺ (Ferric iron) | Iron reduction | Fe²⁺ | ต่ำกว่าปานกลาง | พบในดินและบ่อไร้อากาศ |
| 5️⃣ | SO₄²⁻ (Sulfate) | Sulfate reduction | H₂S (ไข่เน่า) | ต่ำ | เป็นสาเหตุกลิ่นในบ่อ Anaerobic |
| 6️⃣ | CO₂ | Methanogenesis | CH₄ (มีเทน) | 🔽 ต่ำสุด | ใช้ในระบบผลิตไบโอแก๊ส |
🧠 ทำไมต้องเรียงแบบนี้?
ตัวที่อยู่บนสุดของบันได (O₂) มีพลังมากสุด
จุลินทรีย์จึงได้พลังงานเยอะ และเติบโตเร็ว
ส่วนตัวที่อยู่ล่างสุดอย่าง CO₂ ให้พลังงานน้อย
จุลินทรีย์ที่อยู่ระดับนั้นจึงโตช้า ทำงานช้า แต่ยังอยู่ได้
“จุลินทรีย์ทุกตัวอยากได้ออกซิเจน ไม่ใช่เพราะหน้าตาดี แต่เพราะมันให้พลังงานเยอะที่สุด
แต่ถ้าไม่มีอากาศ มันก็ไม่งอแง — แค่ไต่ลงบันไดไปหาตัวรับอิเล็กตรอนตัวต่อไปเท่านั้นเอง” 😎
🌍 ตัวอย่างในบ่อบำบัดจริง
ถ้าคุณตัดขวางบ่อบำบัดน้ำเสียแบบไร้อากาศ (Anaerobic Pond)
คุณจะเห็น “ชั้นของการหายใจ” เรียงกันตามพลังงานแบบนี้เลย
1️⃣ ด้านบนสุด – ยังมีอากาศปะปน → Aerobic zone
2️⃣ ถัดลงมา – ไม่มีอากาศ → Anoxic zone (ดีไนตริฟิเคชัน)
3️⃣ ลึกลงอีก – Iron & Sulfate reduction zone
4️⃣ ชั้นล่างสุด – Methanogenesis zone (ผลิตมีเทน)
นี่คือบันไดชีวิตของจุลินทรีย์ในบ่อบำบัด
ซึ่งแต่ละขั้นก็ทำหน้าที่ “ย่อยของเสีย” ต่อเนื่องกัน
จนกว่าน้ำเสียจะใสพอจะกลับเข้าสู่ธรรมชาติ 🌿
“ในระบบบำบัด ไม่มีของเสียหายไป —
มีแต่พลังงานที่เปลี่ยนมือ จากอินทรีย์ → อิเล็กตรอน → จุลินทรีย์ → ก๊าซ.” ⚡
⚡ จากบันไดพลังงาน...สู่ค่า BOD และ COD
🧫 BOD: Biochemical Oxygen Demand
“ออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้จริง ๆ ในการย่อยสารอินทรีย์”
เมื่อจุลินทรีย์กินของสกปรก (สารอินทรีย์)
มันต้องใช้พลังงานและออกซิเจนในการย่อยอาหารนั้น
พลังงานที่ใช้ไปแปลเป็นหน่วย “ความต้องการออกซิเจน”
เราจึงเรียกมันว่า BOD – Biochemical Oxygen Demand
หรือ “ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ต้องใช้เพื่อย่อยสารอินทรีย์ให้หมด”
ตอนเราวัดค่า BOD
เรากำลังถามจุลินทรีย์ว่า
“ถ้าฉันให้น้ำเสียนี้กับนาย นายจะต้องใช้ ‘ออกซิเจน’ เท่าไหร่ ถึงจะย่อยสารอินทรีย์หมด?”
มันคือการวัด ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้จริง ๆ
ในการทำ “ออกซิเดชันทางชีวภาพ (biological oxidation)”
ของสารอินทรีย์ในน้ำ
Organic Matter + O₂ → CO₂ + H₂O + Biomass
จุลินทรีย์หายใจ → ออกซิไดซ์สารอินทรีย์ → สร้างพลังงาน (ATP) → เพิ่มจำนวนตัวมันเอง
และผลพลอยได้จากกระบวนการนั้นคือ “น้ำสะอาดขึ้น”
นั่นแหละคือสิ่งที่ค่า BOD แทนอยู่ —
มันคือ “พลังชีวิตที่จุลินทรีย์ต้องใช้ เพื่อทำให้น้ำใสขึ้น”
- วัดใน 5 วัน ที่อุณหภูมิ 20°C → เลยเรียกว่า “BOD₅”
- หน่วยคือ mg/L ของ O₂
ใช้สำหรับออกแบบระบบบำบัดทางชีวภาพ
⚗️ COD: Chemical Oxygen Demand
แต่ในบางกรณี
สารอินทรีย์ในน้ำ บางสารเหนียวหนืด ย่อยยากเกินไปสำหรับจุลินทรีย์ เช่น สี สบู่ น้ำมัน หรือสารเคมีในโรงงาน
เราจึงต้องมีอีกค่าหนึ่งที่ “เร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันให้จบในห้องแลป”
นั่นคือ COD (Chemical Oxygen Demand)
COD คือการวัดว่า
“ถ้าเราจะทำให้น้ำนี้ออกซิไดซ์หมด โดยใช้สารเคมีแทนจุลินทรีย์ เราต้องใช้ออกซิเจนเทียบเท่าเท่าไร?”
COD ใช้เวลาทดสอบแค่ 2-3 ชั่วโมง (เร็วกว่า BOD ที่ต้องรอ 5 วัน ไม่ทันกาล)
- หน่วยคือ mg/L ของ O₂ เช่นกัน
- เหมาะสำหรับการควบคุมระบบแบบเรียลไทม์
ดังนั้น BOD กับ COD จึงเป็น “พี่น้องคนละฝา”
คนหนึ่งคือ “ชีวภาพ” (ใช้จุลินทรีย์)
อีกคนคือ “เคมี” (ใช้สารออกซิไดซ์ เช่น K₂Cr₂O₇)
🧩 ความสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์กับสองค่า
| ค่า | ใครเป็นผู้ทำออกซิเดชัน | ความเร็ว | ของที่วัดได้ | ความหมาย |
|---|---|---|---|---|
| BOD | จุลินทรีย์ (Biological oxidation) | ช้า (~5 วัน) | เฉพาะสารอินทรีย์ที่ย่อยได้ภายในเวลาทดสอบ | “พลังงานที่จุลินทรีย์ใช้จริงในการย่อยของเสีย” |
| COD | สารเคมี (Chemical oxidation) | เร็ว (2–3 ชม.) | สารอินทรีย์ทั้งหมด (ย่อยได้ + ย่อยช้า/แทบไม่ได้) | “ปริมาณออกซิเจนเทียบเท่าที่ต้องใช้ถ้าออกซิไดซ์จนหมดทางเคมี” |
💬ค่า BOD จับเฉพาะ — “ส่วนที่จุลินทรีย์กินได้เร็ว” (จึงมักต่ำกว่า COD เสมอ)
ส่วนค่า COD จับหมด — ทั้งของที่จุลินทรีย์กินได้และของที่มัน “ยังไม่ได้กินเพราะต้องเคี้ยวนาน” 😆
“ในสายตานักเคมี ทุกสารอินทรีย์ถูกออกซิไดซ์ได้หมด
แต่ในสายตาจุลินทรีย์...บางอย่างต้องแช่น้ำนานหน่อยก่อนจะอร่อย” 🍲⚡
🔋 แล้วมันเชื่อมกับ Redox Ladder ยังไง?
ในบันได Redox ที่เราพูดถึง
จุลินทรีย์บนแต่ละขั้นต้องการพลังงานต่างกัน
จึงใช้ออกซิเจนจากแหล่งต่างกัน
ชั้นบนสุด (Aerobic) → ใช้ O₂ จากอากาศ → พลังงานสูงสุด → ค่า BOD ชัดเจน
ชั้นกลาง (Anoxic) → ใช้ NO₃⁻ → พลังงานน้อยลง → อาจไม่สะท้อนใน BOD แบบตรง ๆ
ชั้นล่าง (Anaerobic) → ใช้ SO₄²⁻, CO₂ → พลังงานต่ำมาก → ไม่สะท้อนใน BOD เลย
ดังนั้น BOD จึงสะท้อนเฉพาะพลังงานของระบบที่ใช้ออกซิเจนจริง (Aerobic Zone)
ส่วนสารที่ย่อยไม่ได้ในชั้นล่าง — เราจะเห็นมันในค่า COD แทน
⚗️ 3 ประเภทของสารอินทรีย์ในน้ำเสีย
| กลุ่ม | ลักษณะ | ตัวอย่าง | พบใน | พฤติกรรมในระบบบำบัด |
|---|---|---|---|---|
| 1️⃣ ย่อยได้ง่าย (Readily biodegradable) | โมเลกุลขนาดเล็ก ละลายน้ำดี โครงสร้างเรียบง่าย จุลินทรีย์เข้าถึงได้เร็ว | น้ำตาล, กรดอินทรีย์ (acetic, lactic), แอลกอฮอล์, โปรตีน, ยูเรีย | น้ำเสียบ้านเรือน, อาหาร, เครื่องดื่ม, สับปะรด, นม | ถูกย่อยในระบบ Aerobic ภายในไม่กี่ชั่วโมง → BOD ลดเร็ว |
| 2️⃣ ย่อยได้แต่ช้า (Slowly biodegradable) | โมเลกุลใหญ่, มีสายยาว, หรือติดไขมัน/สารเคลือบ ต้องผ่านขั้น hydrolysis ก่อน | ไขมัน, สบู่, ผงซักฟอก, เส้นใยอาหาร, สีอินทรีย์, แป้งเชื่อม | กะทิ, ปลากระป๋อง, น้ำซักผ้า, โรงอาหาร | ต้องใช้เวลา → ทำงานดีในระบบ Anaerobic + Aerobic ต่อเนื่อง |
| 3️⃣ ย่อยยากหรือแทบไม่ย่อย (Hardly / Non-biodegradable) | โมเลกุลซับซ้อน มีวงแหวน (aromatic ring), หรือมีพันธะคาร์บอน–คลอรีน, ซิลิกอน | สีสังเคราะห์, Phenol, Surfactant เชิงซ้อน, น้ำมันเครื่อง, โลหะอินทรีย์, พลาสติก | โรงงานฟอกย้อม, เครื่องสำอาง, ยานยนต์, เคมีภัณฑ์ | จุลินทรีย์ธรรมดาย่อยไม่ได้ ต้องใช้ระบบ AOP / Ozone / Fenton / UV |
สารอินทรีย์ในน้ำเสียทั้งหมด ไม่ว่าจะมาจากบ้านหรือโรงงาน
อยู่บน “สเปกตรัมของการย่อยได้” —
จาก ของกินเล่นของจุลินทรีย์ → จนถึงของแข็งที่มันกัดไม่เข้าเลย 😆
และระบบบำบัดที่เราเลือกใช้
ก็ขึ้นอยู่กับว่า “เรากำลังเจอกับของกินแบบไหน”
ถ้าเป็น ของหวาน (ย่อยง่าย) → ใช้ชีวภาพอย่างเดียวพอ
ถ้าเป็น ของมัน (ย่อยช้า) → ต้องใช้ระบบผสม Anaerobic + Aerobic
ถ้าเป็น ของแข็งเหนียว (ย่อยยาก) → ต้องใช้เคมีช่วย เช่น Ozone, Fenton, หรือ Membrane
💬 พูดแบบ Aceken:
“สารอินทรีย์ทุกชนิดคืออาหารของจุลินทรีย์
แค่บางจานต้องใช้เวลาต้มหน่อย...บางจานต้องเอาเข้าไมโครเวฟก่อนถึงจะย่อยได้” 🍲⚙️
⚖️ ตารางเปรียบเทียบ BOD vs COD
| รายการ | BOD (Biochemical Oxygen Demand) | COD (Chemical Oxygen Demand) |
|---|---|---|
| 🔬 หลักการ | การออกซิไดซ์สารอินทรีย์โดยจุลินทรีย์ (Biological oxidation) | การออกซิไดซ์สารอินทรีย์ด้วยสารเคมีแรง (Chemical oxidation) |
| ⚙️ ผู้ทำปฏิกิริยา | จุลินทรีย์ในระบบ (heterotrophic bacteria) | สารเคมี เช่น K₂Cr₂O₇ ในกรด H₂SO₄ |
| ⏱️ ระยะเวลาในการทดสอบ | ประมาณ 5 วัน ที่ 20°C (BOD₅) | 2–3 ชั่วโมง ในห้องแล็บ |
| 🌊 ของที่วัดได้ | เฉพาะ “สารอินทรีย์ที่ย่อยได้ภายในเวลาทดสอบ” | สารอินทรีย์ทั้งหมด (ย่อยได้ + ย่อยช้า/แทบไม่ได้) |
| 💧 ความหมายของค่า | ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้จริงเพื่อย่อยสารอินทรีย์ | ปริมาณออกซิเจนเทียบเท่าที่ต้องใช้ หากออกซิไดซ์สารอินทรีย์ทั้งหมดด้วยเคมี |
| ⚡ ความเร็วในการเกิดปฏิกิริยา | ช้า (จำลองกระบวนการในธรรมชาติ) | เร็ว (จำลองการออกซิไดซ์เต็มที่) |
| 📈 ค่าที่ได้โดยทั่วไป | ต่ำกว่า COD (เพราะนับเฉพาะที่ย่อยได้เร็ว) | สูงกว่า BOD (เพราะนับรวมของที่ย่อยช้า) |
| 🧪 การใช้งานหลัก | ใช้ในการออกแบบระบบชีวภาพ / ประเมินประสิทธิภาพการบำบัด | ใช้ตรวจสอบคุณภาพน้ำ / ควบคุมกระบวนการแบบรวดเร็ว |
| 🧬 ตัวชี้วัด | “พลังชีวิต” ของระบบจุลินทรีย์ในบ่อบำบัด | “ศักยภาพการออกซิไดซ์” ของน้ำเสียทั้งหมด |
| 💡 ข้อจำกัด | ใช้เวลานาน, ขึ้นกับชนิดจุลินทรีย์ | ไม่แยกว่าสารที่ออกซิไดซ์ได้ ย่อยง่ายหรือยาก |
| 🧠 สรุปแบบ Aceken | “BOD คือออกซิเจนที่สิ่งมีชีวิตใช้จริงในการย่อยของเสีย” | “COD คือออกซิเจนเทียบเท่าที่ต้องใช้ หากจะออกซิไดซ์ ของเสียนั้นให้หมดทางเคมี” |
“ทุกสารอินทรีย์ย่อยได้...แค่บางชนิดต้องใช้เวลานานกว่าที่จุลินทรีย์จะย่อยทัน”
ค่า BOD จึงวัดเฉพาะ ‘สิ่งที่มันกินได้ตอนนี้’
ส่วนค่า COD คือ ‘สิ่งที่มันกินได้ทั้งหมด...ไม่ว่าจะตอนนี้หรืออีกหลายวันข้างหน้า’ 😎
🔍 ตัวอย่างให้เห็นภาพจริงในอุตสาหกรรมต่าง ๆ
🧵 1️⃣ โรงงานฟอกย้อมผ้า
น้ำเสียมีสี สารเคมี และน้ำยาฟอกขาว
สารอินทรีย์ส่วนใหญ่ “ย่อยยาก” (complex organic molecules)
COD สูงมาก แต่ BOD ต่ำ
ต้องใช้ระบบเคมีร่วม เช่น Ozone, Fenton หรือ MBR
💬 “น้ำเสียพวกนี้ไม่ได้เหม็น...แต่มันดื้อ!” 😅
🐟 2️⃣ โรงงานปลากระป๋อง
น้ำเสียมีโปรตีน ไขมัน และเศษปลา
สารอินทรีย์ “ย่อยง่าย” มาก
BOD สูง และ COD สูงพอ ๆ กัน (BOD/COD ≈ 0.7–0.9)
ระบบบำบัดแบบ Aerobic หรือ Anaerobic ทำงานดี
มีกลิ่นแรงถ้าอากาศไม่พอ
💬 “จุลินทรีย์ที่นี่อ้วนเร็ว...เพราะของกินดี โปรตีนล้วน ๆ” 🍣
🥥 3️⃣ โรงงานผลิตกะทิ
น้ำเสียมีไขมันและโปรตีนจากมะพร้าว
ไขมันบางส่วน “ย่อยได้” แต่ต้องใช้เวลา และอาจเกิดฟอง
COD สูงกว่า BOD พอสมควร (BOD/COD ≈ 0.5–0.6)
เหมาะกับระบบแบบ Anaerobic + Aerobic ต่อเนื่อง
ต้องคอยควบคุมคราบมันไม่ให้ลอยอุดตะแกรง
💬 “จุลินทรีย์กินกะทิได้...แต่ถ้าเยอะไป มันก็เลี่ยนเหมือนกัน” 🥥😆
🍍 4️⃣ โรงงานสับปะรดกระป๋อง
น้ำเสียมีน้ำตาลจากผลไม้ กรดอินทรีย์ และเศษเนื้อสับปะรด
ย่อยง่ายมาก จุลินทรีย์ชอบมาก
BOD และ COD สูงใกล้เคียงกัน (BOD/COD ≈ 0.8–0.9)
เหมาะกับระบบ Anaerobic → Aerobic → Clarifier
ต้องระวัง “โหลดช็อก” เพราะน้ำเสียเปลี่ยนเข้มข้นตามฤดูกาล
💬 “ระบบนี้ถ้าอากาศดี...จุลินทรีย์เต้นระบำสับปะรดได้เลย” 🍍🎶
🚽 5️⃣ โรงงานผลิตเครื่องสุขภัณฑ์
น้ำเสียส่วนใหญ่เป็นสารอนินทรีย์ เช่น ดินขาว, ซิลิกา, กลิ่นเคลือบ
สารอินทรีย์น้อยมาก
BOD ต่ำมาก แต่ COD อาจปานกลาง (เพราะสารเคมีบางชนิดถูกออกซิไดซ์ได้)
ระบบชีวภาพไม่ค่อยมีผล ต้องใช้ระบบฟิสิกส์–เคมี เช่น coagulation / filtration
ตะกอนเยอะ ต้องมีระบบจัดการ solid ดี
💬 “จุลินทรีย์อยู่ที่นี่ไม่ได้ เพราะไม่มีอะไรให้กิน — มีแต่ดินกับเคลือบ” 🧱
🥤 6️⃣ โรงงานผลิตเครื่องดื่ม (น้ำอัดลม / ชา / น้ำผลไม้)
น้ำเสียส่วนใหญ่เป็นน้ำตาล, กลิ่น, สี และกรดอินทรีย์อ่อน
ไม่มีโลหะหนักหรือสารพิษ → “ของดีสำหรับจุลินทรีย์”
BOD และ COD สูงแต่ย่อยง่าย (BOD/COD ≈ 0.8–0.95)
เหมาะกับระบบ UASB หรือ CSTR → Aerobic Polishing
ต้องคุม pH ไม่ให้ต่ำเกินไป (เพราะกรดจากน้ำผลไม้)
💬 “น้ำเสียที่นี่ไม่สกปรก...มันแค่หวานเกินไป” 😆
🧴 7️⃣ โรงงานเครื่องสำอาง / ผลิตภัณฑ์ดูแลร่างกาย
น้ำเสียมีสารลดแรงตึงผิว (Surfactant), น้ำหอม, สี, น้ำมันพืช, และสารกันเสีย
มีสารอินทรีย์แต่บางชนิด “ย่อยได้ช้า”
BOD/COD ≈ 0.4–0.6
ต้องใช้ระบบเคมีหรือออกซิเดชันขั้นสูง (AOP / Ozone / Fenton) ช่วย
ถ้าใช้ระบบชีวภาพอย่างเดียว → มักฟองฟูและมีกลิ่นน้ำหอม
💬 “น้ำเสียที่นี่สะอาดเกินไปสำหรับจุลินทรีย์...แต่หอมสำหรับมนุษย์” 😅
🧀 8️⃣ โรงงานผลิตนม / ชีส / โยเกิร์ต
น้ำเสียมีโปรตีน, แลคโตส (น้ำตาลนม), ไขมัน, และกรดแลกติก
ย่อยง่ายมาก (Organic ล้วน)
BOD/COD ≈ 0.8–0.9
เหมาะกับระบบ UASB หรือ CSTR → Aerobic Polishing
แต่ต้องระวัง pH ตกต่ำจากกรดแลกติก
💬 “จุลินทรีย์ที่นี่มีชีวิตดี๊ดี — ของกินเพียบ แต่ต้องระวังกรดเปรี้ยวกัดกระเพาะ” 🧫🥛
🧱 9️⃣ โรงงานผลิตเซรามิก / กระเบื้อง
น้ำเสียอนินทรีย์เกือบทั้งหมด (SiO₂, Al₂O₃, ดินขาว, สารเคลือบ)
BOD ≈ 0 / COD ต่ำมาก
ไม่มีอาหารสำหรับจุลินทรีย์เลย
ใช้ระบบตกตะกอน, กรอง, หรือรีไซเคิลน้ำเท่านั้น
ต้องจัดการตะกอนละเอียด (sludge) ดี ๆ
💬 “ระบบชีวภาพมาที่นี่ก็เหมือนเชฟมาครัวที่ไม่มีวัตถุดิบ” 😆
🧰 🔩 1️⃣0️⃣ โรงงานชิ้นส่วนยานยนต์ / โลหะ
น้ำเสียจากการล้างชิ้นงาน, เคลือบผิว, ชุบโลหะ
มีโลหะหนัก (Zn, Cr, Ni, Cu), น้ำมัน, จาระบี, และกรดด่างแรง
BOD ต่ำ / COD ปานกลาง (0.2–0.4)
ต้องใช้ระบบเคมีก่อนชีวภาพ (Chemical Pre-treatment + Oil Trap)
ระบบชีวภาพมีได้แต่ต้องหลัง neutralization
💬 “จุลินทรีย์ที่นี่ไม่ตายเพราะหิว แต่เพราะเจอโลหะหนักก่อนมื้อแรก” ⚙️💀
🍚 1️⃣1️⃣ โรงสีข้าว / โรงงานแปรรูปเกษตร
น้ำเสียมีแป้ง, น้ำตาล, เศษข้าว, และสารอินทรีย์ธรรมชาติ
ย่อยง่ายมาก แต่มีของแข็งแขวนลอย (SS) เยอะ
BOD/COD ≈ 0.8–0.9
เหมาะกับระบบ Anaerobic → Aerobic
ต้องมีระบบแยกตะกอนก่อนเข้าบ่อ
💬 “จุลินทรีย์ที่นี่อิ่มไวแต่สำลักฝุ่นแป้ง” 🍚💨
🏠 1️⃣2️⃣ น้ำเสียบ้านเรือน (Domestic Wastewater)
แหล่งกำเนิด: น้ำจากห้องน้ำ, ห้องครัว, ซักล้าง, ล้างจาน, ซักผ้า, และจากร่างกายคน
ประกอบด้วย สารอินทรีย์จากเศษอาหาร, สบู่, ผงซักฟอก, น้ำมัน, โปรตีน และไขมันจากครัวเรือน
มี สารอนินทรีย์เล็กน้อย เช่น ฟอสเฟตจากผงซักฟอก และไนเตรตจากของเสียมนุษย์
เป็น “น้ำเสียที่มีชีวิต” เพราะมีทั้งอาหารและจุลินทรีย์ปะปนมาเองจากของเสียมนุษย์
BOD/COD ≈ 0.6–0.8 (ย่อยง่ายมาก)
เหมาะกับระบบ Activated Sludge, Oxidation Ditch, RBC, MBR หรือ Septic + Aerobic Tank
ต้องควบคุมไขมันและตะกอน ไม่ให้สะสมจน clog ระบบ
💬 “น้ำเสียบ้านเราไม่ได้สกปรกที่สุด...แต่มันคือของที่จุลินทรีย์ชอบที่สุด — เพราะมีครบทั้งของคาว ของมัน และของหวาน” 🍳🍜🧼
🧱 สรุปแบบ Aceken (ตารางเต็ม 11 โรงงาน + บ้านเรือน)
| # | อุตสาหกรรม / แหล่งน้ำเสีย | ลักษณะน้ำเสีย | BOD/COD | การย่อย | ระบบที่เหมาะ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1️⃣ | ฟอกย้อมผ้า | สี / สารเคมี / สารตกค้าง | ต่ำ (0.2–0.4) | ย่อยยาก | เคมี + MBR | ต้องใช้ Ozone / Fenton |
| 2️⃣ | ปลากระป๋อง | โปรตีน / ไขมัน / เศษปลา | สูง (0.7–0.9) | ย่อยง่าย | Anaerobic–Aerobic | มีกลิ่นแรง ต้องอากาศพอ |
| 3️⃣ | ผลิตกะทิ | ไขมันมะพร้าว / โปรตีน | ปานกลาง (0.5–0.6) | ย่อยได้บางส่วน | Anaerobic + Aerobic | ต้องควบคุมคราบมัน |
| 4️⃣ | สับปะรดกระป๋อง | น้ำตาล / กรดอินทรีย์ | สูง (0.8–0.9) | ย่อยง่าย | Anaerobic–Aerobic | โหลดแปรผันตามฤดู |
| 5️⃣ | สุขภัณฑ์ (Sanitaryware) | ดินขาว / สารเคลือบ / โลหะออกไซด์ | ต่ำ–ปานกลาง (0.1–0.3) | ย่อยไม่ได้ | Coagulation + Filtration | ต้องจัดการ sludge ที่มีโลหะ |
| 6️⃣ | เครื่องดื่ม | น้ำตาล / กลิ่น / กรดอินทรีย์ | สูง (0.8–0.95) | ย่อยง่าย | UASB → Aerobic | ต้องคุม pH |
| 7️⃣ | เครื่องสำอาง | สารลดแรงตึงผิว / น้ำหอม / สี | ปานกลาง (0.4–0.6) | ย่อยช้า | AOP / เคมี + MBR | ฟองฟูและกลิ่นแรง |
| 8️⃣ | ผลิตนม / ชีส | โปรตีน / แลคโตส / ไขมัน | สูง (0.8–0.9) | ย่อยง่าย | UASB / CSTR | ระวังกรดแลกติก |
| 9️⃣ | เซรามิก / กระเบื้อง | ดินขาว / ซิลิกา / สารเคลือบ | ต่ำ (~0) | ย่อยไม่ได้ | ตกตะกอน / กรอง / รีไซเคิล | ของเสียเป็นตะกอนอนินทรีย์ |
| 🔟 | ชิ้นส่วนยานยนต์ | โลหะหนัก / น้ำมัน / กรด-ด่าง | ต่ำ (0.2–0.4) | ย่อยไม่ได้ | เคมีก่อนชีวภาพ | ต้อง neutralize ก่อน |
| 1️⃣1️⃣ | โรงสีข้าว | แป้ง / น้ำตาล / ของแข็งแขวนลอย | สูง (0.8–0.9) | ย่อยง่าย | Anaerobic–Aerobic | SS สูง ต้องแยกก่อน |
| 1️⃣2️⃣ | น้ำเสียบ้านเรือน (Domestic) | อาหาร / สบู่ / ผงซักฟอก / ของเสียมนุษย์ | สูง (0.6–0.8) | ย่อยง่าย | Activated Sludge / MBR / Septic + Aerobic | ต้นแบบของระบบชีวภาพทุกชนิด |
“ทุกหยดจากก๊อกบ้านเรา คือจุดเริ่มต้นของเรื่องใหญ่ในโลกสิ่งแวดล้อม”
และในที่สุด —
ระบบบำบัดน้ำเสียโรงงานทุกแบบที่เห็นในวันนี้
ก็เริ่มต้นจาก ‘ถังส้วมใบแรก’ ที่มนุษย์ออกแบบไว้เมื่อหลายพันปีก่อน 💧
BOD₅ ⊂ BODᴸ (Ultimate BOD) ⊂ COD
และทุกค่า COD คือพลังสำรองของธรรมชาติ” 💧
BOD₅ = ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ใช้ใน 5 วันแรก
BODᴸ (Ultimate BOD) = ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์จะใช้ “จนกว่าสารอินทรีย์ที่ย่อยได้ทั้งหมดจะหมด”
COD = ปริมาณออกซิเจนเทียบเท่าที่สารเคมีต้องใช้ เพื่อออกซิไดซ์สารอินทรีย์ทั้งหมด (รวมของที่ย่อยได้ + ย่อยช้า + ย่อยแทบไม่ได้)
ในทางคณิตศาสตร์เชิงแนวคิด:
BOD₅ < BODᴸ ≤ COD🧬 ถ้าเราทดสอบ BOD365 วัน จะเกิดอะไรขึ้น?
ในช่วง 5 วันแรก → จุลินทรีย์กิน “ของกินง่าย” (น้ำตาล, โปรตีน, กรดอินทรีย์)
วันต่อ ๆ มา → มันเริ่มย่อย “ของแข็งที่ต้องต้ม” เช่น ไขมัน, เซลลูโลส, สบู่
ผ่านไปหลายสัปดาห์ → เหลือเฉพาะ “ของที่ย่อยยากมาก” เช่น พวก aromatic compound หรือ polymer
ดังนั้นใน 1 ปี (BOD₃₆₅):
ถ้าสารอินทรีย์เป็นของทั่วไป (ไม่มีโลหะหนัก, ไม่มีคลอรีน, ไม่ complex มาก) →
ค่า BODᴸ จะใกล้เคียงกับ COD มาก (อาจ 90–98%)แต่ถ้ามีสารที่ “oxidize ได้ทางเคมีแต่จุลินทรีย์ไม่กิน” เช่น dye, phenol →
BODᴸ จะยังต่ำกว่า COD อยู่มาก (อาจเพียง 30–50%)
“BODᴸ คือภาพเต็มของชีวิตจุลินทรีย์ทั้งรุ่น”
และสุดท้าย COD คือ “พลังที่ธรรมชาติทั้งหมดสามารถใช้ได้ ถ้าไม่สนว่าใครจะเหนื่อย” 😆
📊 ตัวอย่างแนวโน้มโดยทั่วไป
| สารอินทรีย์ประเภท | BOD₅/COD | BODᴸ/COD |
|---|---|---|
| น้ำเสียอาหาร / บ้านเรือน | 0.6–0.8 | 0.9–0.95 |
| กะทิ / นม / โรงสีข้าว | 0.5–0.7 | 0.8–0.9 |
| ฟอกย้อม / เคมี / เครื่องสำอาง | 0.2–0.4 | 0.4–0.6 |
| สีสังเคราะห์ / Phenolic / Polymer | <0.1 | <0.3 |
ลูกเสิร์ฟพิฆาต... เพื่อพิทักษ์สิ่งแวดล้อม 🎾💧
Aceken — Where Science Flows with Style.
