การจัดการสิ่งปฏิกูล (Excreta Disposal) อาจารย์ ดร. ภัทรลภา ฐานวิเศษ สาขาวิชาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฎสกลนคร
สิ่งปฏิกูล
ความหมายศัพท์เฉพาะ สิ่งปฏิกูล “อุจจาระหรือปัสสาวะ และหมายความรวมถึงสิ่งอื่นใดซึ่งเป็นสิ่งโสโครกหรือมีกลิ่นเหม็น”(พ.ร.บ. การสาธารณสุข 2535) “Human waste or Human excreta: ของเสียที่ปล่อยหรือขับถ่ายออกจากร่างกายมนุษย์ ที่สำคัญได้แก่ อุจจาระ (Feces) และ ปัสสาวะ (Urine)”
สิ่งปฎิกูล “ของเสียที่ปล่อยออกมาจากร่างกายโดยมี น้ำหนักแห้ง 27กรัมต่อคนต่อวัน น้ำหนักเปียก 100-200 กรัมต่อคนต่อวัน มีอีโคไล ประมาณ 400 พันล้านต่อคนต่อวัน ฟิคัลโคลิฟอร์ม 2000 พันล้านต่อคน” (พัฒนา มูลพฤกษ์) “อุจจาระและปัสสาวะ รวมตลอดถึงวัสดุอื่นใดที่เป็นสิ่งสกปรกโสโครก และมีกลิ่นเหม็น”(สมศักดิ์ พิทักษานุรัตน์)
ความหมายศัพท์เฉพาะ การบำบัดสิ่งปฏิกูล (Excreta treatment) การเปลี่ยนสภาพของของเสียในสิ่งปฏิกูลโดยการทำลาย ลด หรือควบคุมป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อโรค และการย่อยสลายสารอินทรีย์ในสิ่งปฏิกูลหรือลดค่าบีโอดีของสิ่งปฏิกูลเพื่อไม่ให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมทางน้ำ ทางดิน เป็นต้น การกำจัดสิ่งปฏิกูล (Excreta disposal) การนำสิ่งปฏิกูลที่ผ่านการบำบัดหรือผลผลิตที่เกิดจากการบำบัดต่างๆ ไปกำจัดทิ้งหรือนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป
เชื้อโรคในสิ่งปฏิกูล เชื้อโรค โรค ปัสสาวะ อุจจาระ แบคทีเรีย Escherichia coli อุจจาระร่วง Leptospira interrogans เลปโตสไปโรซิส Salmonella typhi ไทฟอยด์ Shigella spp. ชิเกลโลซิส Vibrio cholerae อหิวาตกโรค
เชื้อโรคในสิ่งปฏิกูล เชื้อโรค โรค ปัสสาวะ อุจจาระ ไวรัส Poliovirus โปลิโอ Rotaviruses เอ็นเทอไรทิส โปรโตซัว Entamoeba histolytica บิดมีตัว Giardia intestinalis จิอาดิเอวิส
เชื้อโรคในสิ่งปฏิกูล เชื้อโรค โรค ปัสสาวะ อุจจาระ ไข่และตัวอ่อนของหนอนพยาธิ Ascaris lumbricoides พยาธิไส้เดือน Fasciola hepatica พยาธิใบไม้ในตับ Ancylostima duodenale พยาธิปากขอ Necator americanas พยาธิปากขอ Schistosoma spp. พยาธิใบไม้เลือด Taenia spp. พยาธิตัวตืด Trichuris trichiura พยาธิแส้ม้า
ความสำคัญของการจัดการสิ่งปฏิกูล มือ คน ตาย น้ำ อาหาร ผัก ผลไม้ น้ำนม เชื้อโรคในสิ่งปฏิกูล แมลงวันและสัตว์อื่นๆ สุขภาพเสื่อมโทรม ดิน
แมลงวันและสัตว์อื่นๆ
ความสำคัญของการจัดการสิ่งปฏิกูล อาหาร + น้ำ มนุษย์ ระบบการย่อยและดูดซึมอาหาร กากอุจจาระ/ปัสสาวะ สารอาหาร แร่ธาตุ วิตามิน ขับถ่าย นำไปใช้ประโยชน์
ปริมาณและองค์ประกอบของสิ่งปฏิกูล ปริมาณของสิ่งปฏิกูลที่ขับถ่ายออกมา ขึ้นกับ การกินอาหาร การดื่มน้ำ สภาพภูมิอากาศ การประกอบอาชีพ
ปริมาณและองค์ประกอบของสิ่งปฏิกูล การถ่ายอุจจาระ (น้ำหนักเปียก) คนในประเทศกำลังพัฒนา 200-600 กรัม คนในยุโรปและคนอเมริกัน 100-200 กรัม การขับถ่ายปัสสาวะ 0.6-1.3 ลิตร/วัน
WHO กำหนดค่าเฉลี่ยปริมาณของสิ่งปฏิกูลของคน ประเภทอาหาร ภูมิอากาศ อุจจาระ ปัสสาวะ (ก./คน/วัน) (ลิตร/คน/วัน) โปรตีนสูง เขตหนาว 120 1.2 พืชผัก เขตร้อน 400 1
เชื้อโรคในสิ่งปฏิกูล Viruses, bacteria, protozoa and worms Infected excreta transmission Excreta–related Insect or Vector transmission
การบำบัดและกำจัดสิ่งปฏิกูล วัตถุประสงค์การจัดการสิ่งปฏิกูล การป้องกันการแพร่กระจายโรค การย่อยสลายสารอินทรีย์ในสิ่งปฏิกูล สิ่งปฏิกูลย่อยสลายโดยจุลินทรีย์CH4, CO2, Ammonia etc.
การจัดการสิ่งปฏิกูล (Excreta management) ประกอบด้วย 3 กระบวนการ การรวบรวมเก็บกักที่ปลอดภัย(safe storage) การบำบัดและกำจัดที่ถูกหลักสุขาภิบาล(sanitary treatment) การทำให้เกิดประโยชน์จากการกำจัดสิ่งปฏิกูล(value added)
Bacteriological Process Aerobic Bacteria ย่อยสลายในสภาวะที่มี O2 เพียงพอ Anaerobic Bacteria สามารถดึง O2 จากสารประกอบทางเคมีอื่นๆ เช่น SO42-, NO3- Facultative Bacteria ย่อยสลายทั้งในสภาวะที่มี และไม่มี O2
การย่อยสลายโดยสภาวะ Aerobic Bacteria มีทั้ง Aerobic และ Factultative Bacteria ได้ O2 ในน้ำ (DO) Carbonate ให้ CO2 Nitrate ให้ NO2 และ NO3 กำมะถัน ให้ Sulfer และถูก Oxidise เป็น Sulfate เป็นอาหารพืช ไม่มีกลิ่นเหม็นรบกวน
การย่อยสลายโดยสภาวะ Anerobic Bacteria มีทั้ง Anerobic และ Facultative Bacteria จุลินทรีย์เจริญอย่างรวดเร็วจากการกินสารอินทรีย์จากอุจจาระ เปลี่ยน Carbonate เป็น CO2, Organic Acid, Methane เปลี่ยนพวกโปรตีน เป็น Ammonia, Amino Acids, Amides ซึ่งมีกลิ่นเหม็น เปลี่ยน กำมะถัน เป็น H2S ซึ่งมีกลิ่นเหม็นรุนแรง
Coliform Bacteria ไม่ช่วยในการย่อยสลายสิ่งปฏิกูล แต่เป็นเครื่องชี้ (Index) ให้ทราบว่าสิ่งปฏิกูลนั้นมีเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคปนอยู่ ประกอบด้วยเชื้อ Escherichia Coli (E.Coli) ซึ่งปกติเกิดขึ้นและเจริญเติบโตในลำใส้ของมนุษย์และสัตว์ และออกปนมากับอุจจาระ ในกลุ่มของโคลิฟอร์ม Aerobactor Aerogenes ปกติเจริญกับพืช เมล็ดพืช และดิน ไม่พบในลำใส้ของคนและสัตว์ ทั้งสองชนิดไม่ก่อให้เกิดโรค (Pathogenic) ถ้าสิ่งปฏิกูลที่ถูกขับถ่ายออกมาได้ถูกกำจัดอย่างถูกวิธีแล้วเชื้อ Colifrom จะตายทั้งหมด
เชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค Aphogenic Organisms เช่น เชื้อรา อหิวาตกโรค และไข่พยาธิ เมื่อออกมากับอุจจาระเจอกับสภาวะการเปลี่ยนแปลงของอากาศ ไม่อำนวยก็จะตายไป เชื้อบิด และ Thyphoid จะตายภายในเวลา 1-5 วัน ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน
เกณฑ์สำคัญในการบำบัดและกำจัดสิ่งปฏิกูล ไม่ปนเปื้อนผิวดิน ไม่ปนเปื้อนกับน้ำใต้ดิน ไม่ปนเปื้อนกับน้ำผิวดิน ไม่เป็นที่อยู่อาศัยของแมลงและสัตว์ต่างๆ ต้องไม่มีการขนถ่ายอุจจาระสด หากจำเป็นให้มีน้อยที่สุด
เกณฑ์สำคัญในการบำบัดและกำจัดสิ่งปฏิกูล ต้องปราศจากกลิ่นเหม็นรบกวนหรือสภาพที่น่ารังเกียจ การใช้งานง่าย สะดวก ปลอดภัย ค่าก่อสร้างไม่เกิน10% ของราคาบ้าน ใช้วัสดุที่มีในท้องถิ่น บำรุงรักษาน้อย หลีกเลี่ยงการใช้น้ำเพื่อเจือจาง ใช้งานในพื้นที่ซึ่งมีชุมชนอยู่หนาแน่น
ระบบบำบัดและกำจัดสิ่งปฏิกูล การกำจัดสิ่งปฏิกูลโดยวิธีระบบบำบัดน้ำเสีย (Sewerage system) ระบบบำบัดรวม (Central treatment) น้ำทิ้งจากครัวเรือน อุจจาระปัสสาวะจากส้วม ระบบระบาย น้ำโสโครก เครื่องสูบ ระบบบำบัด น้ำเสีย ปล่อยสู่แหล่งน้ำ สาธารณะ
Sewerage system
ระบบบำบัดและกำจัดสิ่งปฏิกูล การกำจัดสิ่งปฏิกูลโดยระบบส้วม ส้วม(privy, latrine or toilet) ระบบที่ไม่ใช้น้ำขับเคลื่อน (non water carried system) ระบบที่ใช้น้ำขับเคลื่อน (water carried system)
ระบบที่ไม่ใช้น้ำขับเคลื่อน (Non water carried system) ส้วมหลุม (Pit privy) เช่น ส้วมหลุมตัน ส้วมหลุมเจาะ ส้วมหลุมตัก ส้วมหลุมขุด เป็นต้น ส้วมถังเท (Bucket or Receptacle) ส้วมแบบหมัก (Composting toilet)
ส้วมหลุม (Pit privy) พื้นส้วมมักเป็นแผ่นคอนกรีต มีการเจาะช่อถ่ายไว้ตรงกลางและทำฝาปิด หลุมส้วมมีท่อระบายเพื่อลดกลิ่นเหม็น หลุมส้วมต้องห่างจาก แหล่งน้ำเพื่อการประปาไม่น้อยกว่า 50 ft ทะเลสาบหรือแม่น้ำไม่น้อยกว่า 100 ft เหนือน้ำใต้ดินไม่น้อยกว่า 20 ft ถ้าระดับน้ำใต้ดินสูงต้องทำเป็นแบบหลุมตัน ใช้ได้ประมาณ 3-5 ปี ถ้าเกิดกลิ่นเหม็นให้ใส่ Oil Fluel, Kerosene หรือ Borax แต่ต้องไม่ใส่สารเคมีใดๆที่เป็นการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ เพราะจะทำให้ส้วมเต็มเร็ว
Pit privy
ส้วมหลุมแบบ VIP
ส้วมหลุมแบบ VIP
Composting toilet
Composting toilet process
Composting toilet
ส้วมหลุมตัน (Vault privy) Fiberglass vault privy ใช้ได้ 1 ปี มีลักษณะเหมือนกับส้วมหลุม ต่างกันเฉพาะหลุมเก็บอุตจาระเท่านั้น ซึ่งดีกว่าเป็นคอนกรีตหรือก่ออิฐฉาบปูนเรียบร้อย ป้องกันไม่ให้เกิดการซึมไป contaminate แหล่งน้ำใต้ดิน
ส้วมหลุมตัน (Vault privy)
ส้วมหลุมเจาะ (Bored-hole latrine)
ระบบที่ใช้น้ำขับเคลื่อน (Water carried system) ส้วมราดน้ำ (Pour-flush toilet) ส้วมถังเกรอะ(Septic tanks) ส้วมซึม (Cesspool) ส้วมเติมอากาศ ส้วมเคมี (Chemical toilet) ฯลฯ
Pour flush toilet
Pour flush toilet
ส้วมซึม (Cesspool Latrine) ตัวหลุมส้วมมักใช้ขอบซีเมนต์ หรือก่ออิฐโปร่ง บางครั้งอาจใช้ไม้หรือหิน เพื่อให้ส่วนที่เป็นน้ำซึมลงดินรอบๆถังส้วม การย่อยเป็นแบบ Anaerobic จะก่อให้เกิดกลิ่นรุนแรง แก้ไขกลิ่นโดยการต่อท่อระบายอากาศ Vent Pipe ขึ้นไปเหนือเรือนส้วม สิ่งปฎิกูลจะแยกออกเป็นสองส่วน ส่วนหนึ่งตกเป็นตะกอน (Sludge) อีกส่วนหนึ่งจะเป็นของเหลวไหลซึมออกจากถังลงดิน
ส้วมซึม (Cesspool)
Cesspool
Cesspool
Cesspool
บ่อซึม/หลุมซึม
บ่อซึม/หลุมซึม
Chemical toilet มีถังกักเก็บอุจจาระ ป้องกันไม่ให้น้ำซึมออกมา มีช่องนั่งถ่ายข้างบนถัง ความจุของถัง 125-250 แกลลอนต่อที่นั่ง ภายในถังมี Caustic Soda ใส่ได้ 25 ปอนด์ต่อน้ำ 10-15 แกลลอน ใช้เพื่อทำลายเชื้อจุลินทรีย์และกำจัดกลิ่น ภายในถังมีเครื่องกวน เพื่อให้อุจจาระผสมกับสารเคมีดังกล่าว กลายเป็นของเหลวสีน้ำตาล ก้นถังจะมีช่องถ่ายลงสู่หลุมซึม
Chemical toilet
ส้วมแบบนั่งยองๆ (Squatting plate)
ส้วมแบบชักโครก
ส้วมถังเกรอะ (Septic tanks) ป้องกันการซึมคล้ายกับส้วมหลุมตัน ลักษณะหลุมเป็นหลุมก่ออิฐฉาบปูน หรือคอนกรีต ย่อยสลายแบบ Annerobic ต้องเติมน้ำลงในหลุมทุกวัน มีกลิ่นรุนแรงต้องต่อท่ออากาศไว้ ภายในถังเก็บต้องต่อท่อ Over flow เพื่อให้น้ำไหลไปสู่หลุมซึม ปัจจุบันไม่นิยมใช้
ระบบถังเกรอะ (Septic Tank System) เป็นคอนกรีตเสริมเหล็กภายในฉาบปูนเรียบทาวัสดุกันซึม ป้องกันการรั่วซึมได้ สิ่งขับถ่ายถูกเก็บปรมาณ 1-3 วัน SS ประมาณ 60-70% จะตกตะกอนกลายเป็น Semiliquid เรียกว่า Sludge และตกสะสมที่ก้นถัง SS บางส่วนที่มีขนาดเล็กจะลอยเป็นฝ้าตะกอนเรียก Floating Scum ทั้งฝ้าตะกอนและตะกอนถูกย่อยสลายโดยเชื้อจุลินทรีย์ในสภาวะ Anaerobic ก่อให้เกิดแก๊ซและของเหลว
ระบบถังเกรอะ (Septic Tank System) ในระหว่างที่ย่อยสลายเชื้อพวก Pathogenic จะถูกทำลายลงได้เกือบหมด ส่วนพวกแก๊สต่างๆที่เกิดขึ้นจะเป็นสาเหตุที่ทำให้พวก Particle เล็กๆลอยฟุ้งขึ้นมาเป็น Floating Scum หรือบางส่วนออกมากับ Effluent สู่บ่อซึมหรือรางซึม Sludge ที่ถูกย่อยสมบูรณ์แล้วจะมีลักษณะเป็นHomogeneous และมีสีดำ เมื่อเอาไปตากแห้งบน Sand Beds จะมีลักษณะร่วนซุย สีดำ กลิ่นเหมือนดินตากแห้ง ใช้เป็นปุ๋ยในการเกษตรได้ดีมาก
ส้วมถังเกรอะ (Septic tanks) ถังเกรอะ: ถังที่น้ำซึมเข้าออกไม่ได้ ประกอบด้วย 2 ส่วน ส่วนที่รองรับอุจจาระหรือน้ำเสีย “ถังเกรอะ หรือบ่อเกรอะ” แยกส่วนที่เป็นของแข็งออกจากน้ำ กระบวนการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ไม่ใช้ออกซิเจน กักเก็บสลัดจ์ (Sludge) และกากฟอง (Scum) ส่วนที่รับน้ำทิ้ง (effluent) ระบบการซึมใต้ดิน (Subsurface/leaching system) ได้แก่ หลุมซึม และร่องซึม
ระบบถังเกรอะ (Septic tank) ระบบซึมใต้ดิน - หลุมซึม - ร่องซึม ระบบบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจน สิ่งปฏิกูล ถังเกรอะ
หลักเกณฑ์การก่อสร้างถังเกรอะ (Septic tank) รูปร่างสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือทรงกระบอก ความลึก 2.00 - 2.50 เมตร ขนาดความจุของถังเกรอะ ให้มี detention time ไม่น้อยกว่า 24 ชั่วโมง (ควรเป็น 72 ชั่วโมง) Average daily consumption Detention time Sludge accumulation ส่วนประกอบอื่นๆ เช่น Inlet, Outlet
รูปร่างของถังเกรอะ (Septic tank)
ส้วมถังเกรอะ (Septic tanks)
ส้วมถังเกรอะ (Septic tanks)
ส้วมถังเกรอะ (Septic tanks)
ข้อมูลที่ควรนำมาพิจารณาในการเลือกใช้ ระบบบำบัดและกำจัดสิ่งปฏิกูล ข้อมูลด้านสภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศของท้องถิ่น ข้อมูลด้านประชากร ข้อมูลด้านระบบสาธารณูปโภคและการอนามัยสิ่งแวดล้อมของท้องถิ่น ข้อมูลด้านองค์ประกอบทางสังคมและวัฒนธรรม
การใช้ประโยชน์จากสิ่งปฏิกูล แหล่งของสิ่งปฏิกูลที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ สิ่งปฏิกูลที่เก็บกักไว้ในถังหรือส้วมหลุมต่างๆ เช่น ส้วมถังเท สิ่งปฏิกูลที่เป็นของแข็งจากส้วมหลุม สิ่งปฏิกูลในรูปตะกอนของแข็ง(sludge)และฝ้า(scum) รวมทั้งของเหลว(liquor) จากถังเกรอะ ส้วมหลุม ส้วมซึม และถังบำบัดสำเร็จรูป
แนวทางการใช้ประโยชน์จากสิ่งปฏิกูล ใช้ในการเพาะปลูกพืช(use in agriculture) มีสารอาหารที่มีประโยชน์ต่อพืช เช่น N P K ห้ามใช้ สิ่งปฏิกูลสด(raw or fresh excreta) ใช้ในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ(use in aquaculture) มีสารอาหารที่สำคัญคือ N & P ช่วยให้สาหร่ายเจริญเติบโต และพืชน้ำเป็นแหล่งอาหารของสัตว์น้ำ
เอกสารอ้างอิง สำราญ เรืองศรี. (2523). เอกสารประกอบการบรรยายวิชาวิศวกรรมอนามัยสิ่งแวดล้อม. วีระพงษ์ หาญรินทร์ (2553). การจัดการสิ่งปฏิกูล. คณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม สมศักดิ์ พิทักษานุรัตน์ (2548). การจัดการสิ่งปฏิกูล. คณะสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น