ผลของการเติมออร์โธฟอสเฟตที่ขั้นตอนแอโรบิกต่อการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพโดยกระบวนการเอสบีอาร์แบบแอนแอโรบิก-แอโรบิก

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาผลของการเติมออร์โธฟอสเฟตที่ขั้นตอนแอโรบิกต่อประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพของกระบวนการแอนแอโรบิก/แอโรบิก ซึ่งมีการทำงานแบบเอสบีอาร์ โดยถังปฏิกิริยาที่ใช้มีปริมาตรใช้งานเท่ากับ 10 ลิตร อัตราส่วนน้ำที่เติม (Vf) ต่อน้ำค้างถัง (Vo) เท่ากับ 2:1 ค่าอายุสลัดจ์เท่ากับ 8 วัน และวัฏจักรการทำงานเท่ากับ 8 ชม. ได้แก่ ช่วงเวลาเติมน้ำเข้ารวมกับช่วงแอนแอโรบิก 2 ชม. ช่วงแอโรบิก 4 ชม. ช่วงตกตะกอน 40 นาที ช่วงระบายน้ำทิ้ง 5 นาที และช่วงแอนอกซิก 1 ชม. 15 นาที การทดลองได้แบ่งออกเป็น 2 ชุด คือ ชุดแรกซึ่งเป็นชุดควบคุมนั้นฟอสฟอรัสถูกเติมที่น้ำเสียสังเคราะห์โดยตรง และชุดที่สองซึ่งเป็นชุดทดสอบเติมฟอสฟอรัสที่ขั้นตอนแอโรบิก โดยทั้งสองชุดทดลองกำหนดให้เติมฟอสฟอรัสในปริมาณเท่ากันคือ 15 มก./ล. และทำการแปรผันปริมาณสารอาหารเพื่อศึกษาผลของปริมาณสารอาหารที่มีต่อการกำจัดฟอสฟอรัส โดยสารอาหารที่ใช้ในการทดลองนี้ใช้ในรูปของอาร์บีซีโอดี (ในรูปของโซเดียมอะซิเทตและนิวเทรียนต์บรอธ โดยใช้นิวเทรียนบรอธในปริมาณที่ให้ปริมาณไนโตรเจนเพียงพอต่อความต้องการของชีวสังเคราะห์ของเซลล์ ซึ่งกำหนดจากค่าอัตราส่วนบีโบ 100:3) และสำหรับชุดควบคุมอัตราส่วนอาร์บีซีโอดีต่อฟอสฟอรัสเท่ากับ 6:1, 12:1, 24:1 และ 48:1 (การทดลองชุด 6:1, 12:1, 24:1 และ 48:1 ตามลำดับ) ส่วนชุดทดสอบได้ทำการทดลองที่อัตราส่วน 6:1, 24:1 และ 48:1 (การทดลองชุด 6:1@AER, 24;1@AER และ 48:1@AER ตามลำดับ) นอกจากนี้ยังได้ทำการทดลองแบบแบตซ์เพิ่มเติมอีก โดยได้นำสลัดจ์จากปลายขั้นตอนแอนแอโรบิกของชุดควบคุมมาเติมฟอสฟอรัสด้วยความเข้มข้นเท่ากับ 0, 22.5 และ 67.5 มก./ล. ตามลำดับ เพื่อศึกษาผลของการเติมฟอสฟอรัสที่ปลายขั้นตอนแอนแอโรบิกในปริมาณที่ต่างกันของชุดทดลองที่มีอัตราส่วนอาร์บีซีโอดีและฟอสฟอรัสแตกต่างกันด้วย ผลจากการทดลองของชุดควบคุมที่สถานะคงตัวแสดงว่า ประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสเท่ากับร้อยละ 21, 42, 75 และ 100 ตามลำดับ ค่าฟอสฟอรัสละลายในน้ำออกมีค่าเท่ากับ 11.8, 8.7, 3.7 และ 0.0 มก./ล. ตามลำดับ เปอร์เซ็นต์ฟอสฟอรัสในเซลล์มีค่าเท่ากับร้อยละ 13.5, 9.3, 6.4 และ 4.9 ตามลำดับ ส่วนผลการทดลองจากการเก็บโพรไฟล์ของชุดทดสอบให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสเท่ากับร้อยละ 20, 59 และ 100 ตามลำดับ และฟอสฟอรัสละลายในน้ำออกมีค่าเท่ากับ 12.0, 6.1 และ 0.0 มก./ล. ตามลำดับ ซึ่งใกล้เคียงกับชุดควบคุม จึงแสดงให้เห็นว่าตำแหน่งของการเติมฟอสฟอรัสเข้าระบบไม่ใช่สิ่งสำคัญที่จะมากำหนดประสิทธิภาพของการกำจัดฟอสฟอรัสของระบบ แต่ปริมาณสารอาหารที่เติมเข้าระบบนั้นเองที่มีผลต่อประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัส กล่าวคือ เมื่อปริมาณสารอาหารเพิ่มขึ้นทำให้ประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสเพิ่มขึ้น และพบว่าอัตราส่วนสารอาหารต่อฟอสฟอรัสมีผลต่อกลุ่มจุลชีพที่อยู่ในระบบ โดยเมื่ออัตราส่วนปริมาณสารอาหารต่อฟอสฟอรัสเพิ่มขึ้นอัตราส่วนจุลชีพพวกพีเอโอต่อกลุ่มจุลชีพทั้งหมดในระบบจะมีค่าลดลง สำหรับผลการทดลองแบบแบตซ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณสารอาหารเพิ่มขึ้นจำกำจัดฟอสฟอรัสได้เพิ่มขึ้นด้วย และเมื่อเติมฟอสฟอรัสในปริมาณมากขึ้นจะเกิดการกำจัดฟอสฟอรัสได้มากขึ้นด้วย ซึ่งแนวคิดจากผลส่วนนี้นำไปประยุกต์ใช้ในการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมได้