ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงฤดูกาลของภาระสารอินทรีย์และไนโตรเจนและระยะเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์ต่อกระบวนการบําบัดน้ำเสีย IFAS

Abstract

ระบบท่อรวมรวมน้ำเสียในประเทศไทยเป็นแบบท่อรวมระหว่างน้ำเสียและน้ำฝน ความเข้มข้นสารอินทรีย์และธาตุอาหารไนโตรเจนถูกเจือจางในช่วงหน้าฝน ระยะเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์ของระบบบําบัดน้ำเสียลดลงเนื่องจากอัตราการไหลน้ำเสียที่เข้าสู่ระบบสูงขึ้น ระบบบําบัดน้ำเสียแบบ Integrated Fixed Film Activated Sludge (IFAS) เป็นระบบที่มีการติดตั้งตัวกลางในถังเติมอากาศเพื่อเพิ่มศักยภาพและเสถียรภาพของระบบบําบัดน้ําเสียแบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์สําหรับการกําจัดสารอินทรีย์และธาตุอาหารไนโตรเจน ระบบ IFAS อาจได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลนี้ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงระยะเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์ซึ่งทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารอินทรีย์และธาตุอาหารไนโตรเจนและปริมาณน้ําเสียต่อเสถียรภาพของระบบบําบัดน้ำเสีย IFAS การทดลองดําเนินการที่ระยะเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์เท่ากับ 8, 6 และ 4 ชั่วโมง โดยมีการติดตั้งตัวกลางใน ถังปฏิกิริยาเติมอากาศของระบบ IFAS จํานวน 2 ระบบ ที่มีปริมาตรตัวกลางเท่ากับ 34.5% และ 18.3% โดยปริมาตร เรียกว่า ระบบ IFAS-1 และ IFAS-2 นอกจากนนั้ ยังมีระบบบําบัดน้ำเสียแบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์ทั่วไปซึ่งทํางานคู่ขนานกัน เรียกว่า ระบบ AS ซึ่งเป็นระบบที่ไม่มีการติดตั้งตัวกลางในถังเติมอากาศ เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างระบบ ระบบทั้งหมดถูกควบคุมอายุสลัดจ ์เท่ากับ 8 วัน และเดินระบบที่อุณหภูมิเท่ากับ 28 องศาเซลเซียส ผลการทดลอง พบว่า ระยะเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์ 8 และ 6 ชั่วโมง ไม่ มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบ AS, IFAS-1 และ IFAS-2 สําหรับการกําจัดสารอินทรีย์บ่งชี้ด้วยค่าซีโอดีและธาตุอาหารไนโตรเจนเนื่องจากระบบทํางานที่อายุสลัดจ์ 8 วัน และอุณหภูมิสูง แต่เมื่อระยะเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์ลดลงเหลือ 4 ชั่วโมง สลัดจ์ในระบบ AS ถกชะล้างออกจากระบบทําให้อายุสลัดจ์ลดลงเหลือ 6.3 วัน เนื่องจากถังตกตะกอนมีระยะเวลาตกตะกอนไม่เพียงพอ ส่งผลให้ประสิทธิภาพของระบบ AS ในการกําจัดสารอินทรีย์บ่งชี้ด้วยค่าซีโอดีและธาตุอาหารไนโตรเจนลดลง ส่วนระบบ IFAS-1 และ IFAS-2 สามารถควบคุมอายุสลัดจ์ได้เช่นเดิม อย่างไรก็ตาม พบว่า ระบบ IFAS-1 มีประสิทธิภาพการกําจัดธาตุอาหารไนโตรเจนลดลงอย่างมากเนื่องจากความหนาของชั้นไบโอฟิล์มที่เพิ่มสูงขนึ้ เพราะว่าปริมาณสลัดจ์ในระบบIFAS-1 เพิ่มสูงขึ้นตามระยะเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์ที่ลดลงเนื่องจากอัตราการไหลที่เพิ่มสูงขึ้นและปริมาตร ของเหลวลงเนื่องจากการแทนที่น้ำของตัวกลางจํานวนมาก ความหนาของชั้นไบโอฟิล์มทําให้ความต้านทานถ่ายโอนมวลสารในชั้นโบโอฟิล์มเพิ่มสูงขึ้น ส่วนระบบ IFAS-2 นั้นมีประสิทธิภาพการกําจัดสารอินทรีย์และธาตุอาหารไนโตรเจนสูงขึ้น แสดงให้เห็นว่า การติดตั้งปริมาณตัวกลางที่เหมาะสมสําหรับระบบบําบัดน้ำเสีย IFAS-2 ทําให้ประสิทธิภาพการกําจัดสารอินทรีย์และธาตุอาหารไนโตรเจนเพิ่มสูงขึ้นได้ โดยไม่ได้รับผลกระทบจากระยะเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์เท่ากับ 4 ชวโมง