ประสิทธิภาพของกระบวนการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพที่อุหภูมิต่างกัน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาผลของอุณหภูมิต่อประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสของกระบวนการแอนแอโรบิก-แอโรบิก ซึ่งในที่นี้เลือกให้เป็นแบบเอสบีอาร์ โดยทำการทดลองที่อุณหภูมิ 5, 15, 25, 35 และ 40 องศาเซลเซียส ใช้น้ำเสียสังเคราะห์ที่มีค่าซีโอดี 300 มก./ล. ทีเคเอ็น 15 มก./ล. และฟอสฟอรัส 15 มก./ล. (100:5:5) เพื่อกระตุ้นให้เกิดจุลชีพที่สามารถสะสมฟอสฟอรัสได้มาก (Phosphorus Accumulating Organisms-PAOs) แต่ไม่มีผลต่อไนตริฟายอิงแบคทีเรีย (nitrifying bacteria) ชุดการทดลองประกอบด้วยถังปฏิกรณ์แบบเอสบีอาร์ที่ควบคุมอุณหภูมิอัตโนมัติขนาด 16.8 ลิตรสองชุดเดินระบบที่ค่าอายุสลัดจ์ 12 วัน วัฏจักรการทำงาน 12 ชั่วโมง ประกอบด้วยช่วงแอนแอโรบิก 4 ชม. 50 นาที ช่วงแอโรบิก 6 ชม. ช่วงตกตะกอน 1 ชม. ช่วงเติมและระบายน้ำเสีย 10 นาที เชื้อที่ใช้ในการทดลองเป็นเชื้อผสมจากสลัดจ์ของโรงบำบัดน้ำเสียสี่พระยาเติมด้วยเชื้อ Pseudomonas fluorescens และ Acinetobacter calcoaceticus ที่ถูกเพาะเป็นเวลานาน 7 เดือน จนมีจุลชีพกลุ่มพีเอโอมากพอ แล้วจึงนำมาเลี้ยงให้ชินกับอุณหภูมินั้นๆ เป็นเวลาประมาณ 1-1.5 เดือนก่อนการทดลองหาประสิทธิภาพของระบบ อุณหภูมิมีผลต่อประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัส โดยที่อุณหภูมิ 5, 15, 25, 35 และ 40 องศาเซลเซียสประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสจะลดลงจากร้อยละ 100, 100, 100 และ 72 เป็น 61 ตามลำดับ ปริมาณฟอสฟอรัสในเซลล์หรือในเอ็มแอลวีเอสเอส (mixed liquor volatile suspended solids, MLVSS) ก็ลดลงจากร้อยละ 10.8 เป็น 10.4, 5.5, 3.1 และ 3.5 ตามลำดับ เช่นเดียวกัน ส่วนการกำจัดซีโอดีกรองพบว่าอุณหภูมิมีผลต่อประสิทธิภาพการกำจัดเพียงเล็กน้อย ทั้งนี้เพราะมีค่าอายุสลัดจ์ยาวพอ กล่าวคือ 12 วัน สำหรับทั้งระบบ หรือ 5.5 และ 6.5 วัน สำหรับช่วงแอนแอโรบิกและแอโรบิกตามลำดับ โดยประสิทธิภาพการกำจัดเป็นร้อยละ 99, 99, 97, 99 และ 93 ณ อุณหภูมิดังกล่าวตามลำดับ ทั้งนี้ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียสถือว่าสูงเกินไปสำหรับจุลชีพ ประสิทธิภาพจึงลดลงเล็กน้อย นอกจากนี้พบว่าประสิทธิภาพการกำจัดทีเคเอ็นเป็นร้อยละ 67, 89, 95, 94 และ 57 ตามลำดับ เห็นได้ว่าประสิทธิภาพในการกำจัดเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจนถึงระดับหนึ่ง เมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป (40 อาศาเซลเซียส) ประสิทธิภาพการกำจัดกลับลดลงมาก ส่วนประสิทธิภาพการกำจัดไนโตรเจนทั้งหมดเป็นร้อยละ 63, 62, 73, 60 และ 49 ตามลำดับ (อย่างไรก็ตาม งานวิจัยนี้ไม่ได้มุ่งกำจัดไนโตรเจนทั้งหมด จึงไม่ได้ปรับให้มีขั้นตอนแอน็อกซิกให้เหมาะสมกับการเกิดดีไนตริฟิเคชัน) นอกจากนี้ยังพบว่าที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส ระบบมีปริมาณเอ็มแอลเอสเอสมากกว่าที่อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียสมาก (2,688 มก./ล. และ 1,199 มก./ล. ตามลำดับ) แต่ระบบกลับมีประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสต่ำกว่า คาดว่าเป็นเพราะเชื้อที่เติบโตที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส มีอัตราส่วนของจุลชีพกลุ่มจีเอโอ (Glycogen Accmulating Organisms-GAOs) และโอเอชโอ (OHOs) ในมวลจุลชีพทั้งหมดเพิ่มขึ้น สรุปได้ว่าที่อุณหภูมิต่ำ (5, 15, 25 องศาเซลเซียส) ระบบจะมีประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพมากกว่าที่อุณหภูมิสูง (35 และ 40 องศาเซลเซียส) ซึ่งหมายความว่าการกำจัดฟอสฟอรัสในประเทศเราจะทำได้ไม่ดีเท่าในประเทศเขตหนาว