การกำจัดซีโอดี ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส ด้วยกระบวนการทางชีวภาพร่วมกับไมโครฟิลเตรชัน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาประสิทธิภาพ และกลไกในการกำจัดซีโอดี ไนโตรเจน และฟอสฟอรัสของระบบถังปฏิกรณ์เมมเบรนชีวภาพ แบบแอนนอกซิก-แอนแอโรบิค-แอโรบิค หรือ Anoxic-anaerobic-aerobic membrane bioreactor (A[superscript 3]-MBR) ซึ่งพัฒนาขึ้นมาใหม่ที่ภาควิชา โดยคำนึงถึงผลของอัตราการแบ่งน้ำเสียเข้าส่วนแอนนอกซิกต่อส่วนไร้ออกซิเจน และอายุสลัดจ์ที่มีต่อระบบ ในงานวิจัยแบ่งออกเป็นการทดลองย่อย 3 การทดลอง ซึ่งการทดลองที่ 1 ควบคุมอัตราการแบ่งน้ำเสียเข้าส่วนแอนนอกซิกต่อส่วนไร้ออกซิเจนเท่ากับ 25% ต่อ 75 % การทดลองที่ 2 ควบคุมอัตราการแบ่งน้ำเสียเข้าส่วนแอนนอกซิกต่อส่วนไร้ออกซิเจนเท่ากับ 75% ต่อ 25% ทั้งสองการทดลองควบคุมอายุสลัดจ์ไว้ที่ 40 วัน และการทดลองที่ 3 ควบคุมอัตราการแบ่งน้ำเสียเข้าส่วนแอนนอกซิกต่อส่วนไร้ออกซิเจนเท่ากับ 75% ต่อ 25% โดยควบคุมอายุสลัดจ์ไว้ที่ 80 วัน น้ำเสียที่ใช้ในงานวิจัยเป็นน้ำเสียสังเคราะห์ มีอัตราการป้อนน้ำเสียเฉลี่ย 96 ลิตรต่อวัน มีค่าซีโอดีของน้ำเสียที่ป้อนเข้าระบบเฉลี่ยเท่ากับ 325 มก./ล. ค่าฟอสฟอรัสทั้งหมดของน้ำเสียที่ป้อนเข้าระบบเฉลี่ยเท่ากับ 7.9 มก./ล. และค่าไนโตรเจน (ในรูปของทีเคเอ็น) ของน้ำเสียที่ป้อนเข้าระบบเฉลี่ยเท่ากับ 35.8 มก./ล. ผลการทดลองที่สภาวะคงตัว ของการทดลองพบว่า ระบบมีประสิทธิภาพในการกำจัดดังนี้ ประสิทธิภาพในการกำจัดซีโอดีสูงกว่า 97% ประสิทธิภาพในการกำจัดทีเคเอ็นสูงกว่า 95% ประสิทธิภาพในการกำจัดไนโตรเจนทั้งหมดสูงกว่า 93% และประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสสูงกว่า 80% จากการทดลองพบว่าอัตราการแบ่งน้ำเสียไม่มีผลต่อการกำจัดซีโอดี ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส เนื่องจากไนเตรตที่เวียนมาจากส่วนเติมออกซิเจนของระบบมีค่าต่ำ เพราะเกิดปฏิกิริยาเอสเอ็นดี (Simultaneous Nitrification Denitrification) ที่ส่วนเติมออกซิเจน และค่าอายุสลัดจ์ที่เพิ่มขึ้นไม่ทำให้ประสิทธิภาพในการกำจัดฟอสฟอรัสลดลง เนื่องจากปริมาณฟอสฟอรัสในเซลล์เพิ่มขึ้นจาก 8.4% ที่อายุสลัดจ์ 40 วันเป็น 10.7% ที่อายุสลัดจ์ 80 วัน และอายุสลัดจ์ที่เพิ่มขึ้นทำให้ขนาดอนุภาคฟล็อกในระบบมีขนาดใหญ่ขึ้น จึงเกิดปฏิกิริยาเอสเอ็นดีมากขึ้นด้วย จากการวิเคราะห์ชุมชนแบคทีเรียด้วยเทคนิคฟิชพบว่า เบต้าซับคลาสโพทีโอแบคทีเรีย (beta subclass proteobacteria) เป็นแบคทีเรียกลุ่มเด่นในระบบ ค่าฟลักซ์เฉลี่ยของแผ่นเยื่อตลอดการทดลองเท่ากับ 13.5 ลิตร/ตร.ม.-ชม. โดยมีค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบเท่ากับ 171 บาท/ลบ.ม.