ผลของอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ที่มีต่อการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพ ในช่วงอุณหภูมิเมโสฟิลิก

Abstract

การศึกษาผลของอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่มีต่อการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพในช่วงเมโสฟิลิกด้วยกระบวนการเอสบีอาร์แบบแอนแอโรปีก/แอโรบิกนี้ ประกอบด้วยการทดลอง 2 ส่วนหลัก ส่วนแรกคือการศึกษาประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสที่อุณหภูมิคงที่ที่ 20, 25, 30, 32.5 และ 35° ซ. ส่วนที่สองเป็นการศึกษาผลของการเพิ่มและลดอุณหภูมิทั้งแบบค่อยเป็นค่อยไปและแบบเฉียบพลันที่มีต่อการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพ โดยใช้น้ำเสียสังเคราะห์ที่มีค่าซีโอดี 300 มก./ล. และค่าฟอสฟอรัส 15 มก./ล ในโตรเจนที่เติมเขาระบบมีปริมาณสูงกว่าความต้องการ ของเซลล์ประมาณ 2-4 มก./ล. ถังปฏิกรณ์ที่ใช้เป็นแบบเอสปีอาร์ขนาด 16.8 ลิตรซึ่งควบคุมอุณหภูมิโดยอัตโนมัติโดยมีอัตราส่วนน้ำที่เติม (Vf) ต่อน้ำค้างถัง (V0) เท่ากับ 2:1 วัฏจักรการทำงานที่ใช้เท่ากับ 12 ชม. ประกอบด้วยขั้นตอนแอนแอโรบิก 4 ชม. 50 นาทีขั้นตอนแอโรปีก 6 ชม. ตกตะกอน 1 ชม. และระบายน้ำใสออก 10 นาที เดินระบบที่ค่าอายุสลัดจ์ประมาณ 10 วันโดยระบายสลัดจ์ออกที่ปลายขั้นตอนแอโรบิก การทดลองส่วนแรกพบว่าที่อุณหภูมิตํ่าระบบสามารถกำจัดฟอสฟอรัสได้ดกว่า และมิค่าลัดส่วนฟอสฟอรัสในสลัดจ์สูงกว่าที่อุณหภูมิสูง กล่าวคือที่อุณหภูมิ 20, 25, 30, 32.5 และ 35°ซ.ประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสเท่ากับร้อยละ 97, 58, 40, 28 และ 20 ตามลำดับ และค่าลัดส่วนฟอสฟอรัสในเซลล์เท่ากับร้อยละ 14.8, 10.4, 8.2, 6.2 และ 3.4 ของน้ำหนักเซลล์แห้งตามลำดับ สัดส่วนฟอสฟอรัสในเชลล์ที่อุณหภูมิตํ่ามีค่ามากกว่าที่อุณหภูมิสูงแสดงว่าพีเอโอ (phosphoms accumulating organisms, PAOs) สามารถทำงานได้ดีและจับใช้ฟอสฟอรัสสะสมไว้ในเซลล์ได้มาก ประสิทธิภาพการกำจัดซีโอดีกรองของระบบเท่ากับร้อยละ 98, 97, 99, 93 และ 91 ตามลำดับ ที่อุณหภูมิ 20-30°ซ.การกำจัดชีโอดีกรองส่วนใหญ่เกิดขึ้นในขั้นตอนแอนแอโรบิก ส่วนที่อุณหภูมิ 35°ซ. เกิดขึ้นในขั้นตอนแอโรบิก ปริมาณเอ็มแอลเอสเอสและเอ็มแอลวีเอสเอสมีค่าลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นโดยมีค่าเท่ากับ 2003, 1658, 1210, 1043 และ 783 มก./ล. และ 1281, 1266, 957, 853 และ 640 มก./ล. ตามลำดับ ที่อุณหภูมิสูงสลัดจ์ตกตะกอนได้ไม่ดีโดยค่าเอสวีไอที่สถานะคงตัวมีค่าเท่ากับ 50, 36, 52, 166 และ 260 มล./ก. ตามลำดับ การทดลองส่วนที่สองพบว่าเมื่อเพิ่มอุณหภูมิของระบบแบบเฉียบพลัน (ช่วง 20-35°ซ.) ประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสของระบบลดลง โดยระบบยังสามารถกำจัดฟอสฟอรัสได้เมื่ออุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้นรวมไม่เกิน 10° ซ. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มถึง 35°ซ. ระบบไม่สามารถกำจัดฟอสฟอรัสใต้อีกต่อไป การเพิ่มอุณหภูมิของระบบแบบค่อยเป็นค่อยไปในช่วง 25-35° ซ. พบว่าประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสของระบบลดลงเช่นกัน แต่พีเอโอสามารถปรับตัวกับการเพิ่มอุณหภูมิแบบนี้ได้โดยที่ 35°ซ.ระบบยังคงกำจัดฟอสฟอรัสได้อยู่อย่างน้อยก็ในช่วงสั้น ๆ ในการลดอุณหภูมิของระบบแบบค่อยเป็นค่อยไป (ช่วง 30-20°ซ.) พบว่าประสิทธิภาพการกำจัดฟอสฟอรัสของระบบเพิ่มขึ้นแต่ไม่มากนัก ส่วนการลดอุณหภูมิแบบเฉียบพลัน(ช่วง 35-20°ซ.) พบว่าพีเอโอสามารถปรับตัวกับการลดอุณหภูมิแบบเฉียบพลันได้โดยมี การปลดปล่อยและจับใช้ฟอสฟอรัสสูงขึ้น