การสลายตะกอนเหล็กและนำกลับมาใช้ใหม่โดยกระบวนการทางชีวภาพแบบไร้อากาศ-เติมอากาศ

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการสลายตะกอนโดยปฏิกิริยารีดักชันทางชีวภาพของเฟอริกไฮดรอกไซด์ (Fe(OH)3) ที่เตรียมจากเฟอริกคลอไรด์ (FeCl3.6H2O) เพื่อเป็นแนวทางในการช่วยลดปริมาณการเติมเฟอริกคลอไรด์ในระบบเอเอส และสามารถประมาณขนาดของถังหมักไร้อากาศที่เหมาะสม โดยใช้ FeCl3 5 ความเข้มข้น ได้แก่ 70 140 275 550 และ1,100 มก./ล ใช้น้ำเสียสังเคราะห์โดยมีนมผงเป็นแหล่งอาหาร ความเข้มข้นซีโอดีเริ่มต้น 1,100 มิลลิกรัมต่อลิตร ตะกอนจุลินทรีย์จากโรงบำบัดน้ำเสียชุมชนความเข้มข้นเริ่มต้น 4,000-5,000 มิลลิกรัมต่อลิตร ผลการศึกษาพบว่าที่ความเข้มข้นของเฟอริกไออน (Fe3+) 70 140 และ 275 มก./ล ลดลงมากกว่าร้อยละ 80 ภายในเวลา 3 วัน และที่ความเข้มข้น 550 และ 1,100 มก./ล ลดลงมากกว่าร้อยละ 80 ภายในเวลา 5 วัน โดยสอดคล้องกับค่าความเข้มข้นของเฟอรัส (Fe2+) ที่เพิ่มขึ้น โดยปฏิกิริยารีดักชันที่เกิดขึ้นเป็นแบบชีวภาพ ค่าพีเอชอยู่ในช่วงเป็นกลาง ค่าโออาร์พีอยู่ในช่วง -200 ถึง -500 mV อัตราการเกิดปฏิกิริยารีดักชันเป็นไปตามสมการโมนอด (Monod equation) โดยมีค่า kmax เท่ากับ 337±104 วัน-1และค่า Ks เท่ากับ 871.4 ±501 มก./ล ส่วนเมื่อเติมอากาศพบว่าเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันขึ้นอย่างรวดเร็วภายใน 1 ชั่วโมง โดยเป็นไปตามสมการปฏิกิริยาอันดับหนึ่งมีค่าเฉลี่ย k1 เท่ากับ 229±128 วัน-1 นอกจากนี้ยังศึกษาผลของการเติมกรดฮิวมิก (Humic acid) 5 ความเข้มข้น ได้แก่ 0 25 50 100 และ 200 มก./ล ต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยารีดักชัน และอัตราการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ผลการทดลองพบว่ากรดฮิวมิกไม่ส่งผลใดๆ โดยเฟอริกเปลี่ยนรูปไปเป็นเฟอรัสมากกว่าร้อยละ 80 ภายในเวลา 3 วันเช่นกันในทุกความเข้มข้นของกรดฮิวมิก อัตราการเกิดปฏิกิริยารีดักชันเฉลี่ยเท่ากับ 111.74±3.98 มก./ล/วัน ส่วนอัตราการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดภายใน 10 นาที โดยมีค่า k1 เพิ่มขึ้นเป็น 90, 314, 358, 542 และ598 วัน-1 เมื่อความเข้มข้นของกรดฮิวมิกเพิ่มขึ้นตามลำดับ