Biological Treatment Process

โดย

ผศ.ดร.มงคล ดารงคศร

ภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

วนท 23 เมษายน 2552

1

สารบญ

1. บทนา 2 2. ประเภทระบบบาบดนาเสยทางชววทยา 3 3. ทฤษฎการบาบดทางชววทยา 11

3.1 Aerobic Process 11 3.1.1 กระบวนการทางาน 11 3.1.2 ขอมลสาคญของระบบ Aerobic Process 12 3.1.3 การควบคมการทางานระบบบาบดนาเสยแบบใชออกซเจน 12 3.2 Anaerobic Process 17 3.2.1 กระบวนการทางาน 17 3.2.2 ขอมลสาคญของระบบ Anaerobic Process 18 3.2.3 การควบคมการทางานระบบบาบดนาเสยแบบไมใชออกซเจน 18 3.3 Nitrification & Denitrification Process 19 3.3.1 Nitrification Process 19 3.3.2 Denitrification Process 20

2

ระบบบาบดนาเสยทางชววทยา (Biological Treatment Process)

1. บทนา

การบาบดน าเสยจากโรงงานอตสาหกรรม ผประกอบกจการโรงงานจะตองดาเนนการบาบดน าเสยใหเปนไปตามประกาศกระทรวงอตสาหกรรมฉบบท 2 (พ.ศ. 2539) เสยกอนจงจะระบายน าทงทบาบดแลวลงแหลงรบน าสาธารณะได เนองจากโรงงานตางๆ อยกระจดกระจาย การควบคมดแลการบาบดน าเสยของโรงงานแตละโรงงาน อาจทาไดยาก ดงนนการตงนคมอตสาหกรรม (Industrial Estate) ซงอาจจะเปนนคมอตสาหกรรมของการนคมอตสาหกรรมแหงประเทศไทย หรอนคมอตสาหกรรมทเกดจากการรวมทนของภาคเอกชนกบการนคมฯ หรอจดตงสวนอตสาหกรรม (Industrial Park) ขนมา ทาใหการบรหารการจดการดานปญหามลพษทาไดสะดวก และมประสทธภาพมากขน การบาบดน าเสยกสามารถควบคมทระบบบาบดน าเสยสวนกลาง (Central Treatment) แทนทจะตองควบคมระบบบาบดของแตละโรงงาน การบาบดนาเสยจากระบบบาบดนาเสยสวนกลางของนคมอตสาหกรรม จะกาหนดคามาตรฐานนาเสยเขาระบบบาบด (Influent Standard) ไวเปนมาตรฐาน ซงทกโรงงานทจะปลอยน าเสยเขาระบบสวนกลางจะตองมลกษณะสมบตของน าเสยไมเกนมาตรฐาน ดงกลาว และเมอผานการบาบดบดจากระบบบาบดน าเสยสวนกลางของนคมอตสาหกรรมแลว น าทงทบาบดแลวจะตองไดมาตรฐาน (Effluent Standard) เปนไปตามประกาศกระทรวงวทยาศาสตร ฉบบท 3 พ.ศ. 2539 เสยกอนจงจะระบายนาทงลงแหลงรบนาสาธารณะได

เนองจากขบวนการบาบดน าเสยแบงออกไดหลายวธ เชน ขบวนการบาบดทางกายภาพ (Physical Treatment) ขบวนการบาบดทางชวภาพ (Biological Treatment) และขบวนการบาบดทางเคม(Chemical Treatment) ซงแตละวธยงสามารถแบงยอยออกไปไดอกหลายขบวนการ ดงนน การเขาใจถงทฤษฎของขบวนการตางๆ (Process) ทาใหสามารถนาขบวนการตางๆ เหลานนมาประยกตใชงานรวมกนเปนระบบบาบดน าเสย (System) ทงนเพอทาหนาทในการบาบดสารมลพษตางๆ ในน าเสย เชน BOD, COD, SS, pH โลหะหนกตางๆ ไดตามวตถประสงคขบวนการทไดคดเลอกมาใชในระบบบาบดนาเสยดงกลาว ดงนนการออกแบบและคดเลอกระบบบาบดนาเสยใหเหมาะสมกบลกษณะสมบตของนาเสยจงมความสาคญอยางยง เมอไดกอสรางระบบบาบดน าเสยเรยบรอยแลวจะตองมการ Start up ระบบบาบด รวมทงมการควบคมการทางานของระบบบาบดนาเสยใหมประสทธภาพอกดวย

3

2. ประเภทระบบบาบดทางชววทยา

ระบบบาบดน าเสยทางชววทยาแบงไดหลายประเภทตามประเภทของจลนทรย (micro organism) ททาหนาทในขบวนการบาบดทางชววทยาดงกลาว ในการยอยสลายสารอนทรย หรอ อนนทรยในระบบบาบดน าเสยดงกลาว ซงสามารถแยกประเภทออกไดเปน Aerobic, Anaerobic, Facultative, Anoxic, Nitrification, Denitrification เปนตน สาหรบคาจากดความของการบาบดทางชววทยาทสาคญ มดงตอไปน

Aerobic Processes คอ ขบวนการบาบดทางชววทยาตางๆ ทอาศยการทางานของ  Aerobic microorganism ยอยสลายสารอนทรยในสภาวะทม O2 อสระอยในระบบการทางานจงตองใชเครองเตมอากาศชนดใดชนดหนงในขบวนการน

Anaerobic Processes คอ ขบวนการบาบดทางชววทยา ทอาศยการทางานของ Anaerobic microorganism ยอยสลายสารอนทรย ในสภาวะทไมม O2 อสระอยในระบบ

Anoxic Denitrification เปนขบวนการท Nitrate Nitrogen ถกเปลยนแปลงทางชววทยาใหเปน Nitrogen gas ในสภาวะทไมม O2 อสระ ขบวนการนอาจจะเรยกไดอกอยางหนงวา Anaerobic Denitrification

Biological Nutrient หมายถง ขบวนการบาบดทางชววทยาทมวตถประสงคในการ Removal (BNR) กาจดสารอาหาร (Nutrients) เชน Nitrogen และ Phosphorus

Carbonaceous BOD คอ ปรมาณความตองการ O2 ทจลนทรยในการยอยสลาย (CBOD) Carbonaceous organic matter ในนาเสย ทาใหเกด New cells

gas Ammonia (NH3) เปนตน Nitrification คอ ขบวนการทางชววทยา ทเกดจากจลนทรย Nitrosomonas

Nitorbacter จะเปลยน Ammonia (NH3) ใหไปอยในรปของ Nitrite (NO2) ใน Stage แรก และสดทายได End product เปน Nitrate (NO3) 

Nitrification BOD คอ ความตองการ O2 ของจลนทรยทใชไปเฉพาะทเกดขบวนการ (NBOD) Nitrification 

Denitrification คอ ขบวนการทางชววทยา ซงจลนทรยจะเปลยน Nitrate ใหอยในรป End product ของ Nitrogen gas (N2)

Waste Stabilization หมายถง ขบวนการบาบดทางชววทยา ทใชระบบบอบาบดนาเสย

4

Pond เชน บอเขยว (Aerobic Pond) บอหมกไรอากาศ (Anaerobic Pond) บอหมกผสม (Facultative Pond) บอปรบสภาพ (Polishing Pond) เปนตน ในทนบอชนด Aerobic Pond จะไมใชเครองจกรกลเตมอากาศ เนองจากอาศยการทางานรวมกนของ Algae และ Aerobic bacteria

Substrate หมายถง สารอาหารหลก ซงเปนสารอนทรย ซงหมายถงนาเสย หรอ สารอาหารเสรม (Nutrients) ซงจลนทรยใชไปในขบวนการยอยสลายทางชววทยา

Nutrients หมายถง สารอาหารเสรม ทมผลตอการทางานของจลนทรยท ชวยทาใหเจรญเตบโตไดด เชน TKN, PO4-P และอาจหมายรวมถง Nitrate (NO3) และ Phosphate (PO4) ซงถอวาเปน Nutrient ททาใหเกด Algae boom ไดอกดวย

Suspended Growth หมายถง ขบวนการบาบดทางชววทยาโดยจลนทรยทยอยสลาย Processes สารอนทรยในน าเสย จะแขวนลอยอยในรปของตะกอนจลนทรย

(Biomass) ในถงปฏกรยา (Reactor) เชน Aeration Tank ของระบบ AS สามารถตรวจวเคราะห Biomass ไดจากคา MLSS และหรอ MLVSS

Attached Growth หมายถง ขบวนการบาบดทางชววทยา โดยจลนทรยทยอยสลาย Processes สารอนทรยในนาเสย จะยดเกาะอยกบตวกลางท inert เชน หน

เซรามค หรอ plastic media ขบวนการชนดนอาจเรยกไดอกอยางหนงวา Fixed film processes

การแบงประเภทของระบบบาบดทางชววทยาตามทกลาวแลว ขนอยกบสภาวะการทางานของจลนทรยในขบวนการบาบด เชน Aerobic Anaerobic Facultative Anoxic นอกจากนในแตละประเภทอาจแบงไดตามลกษณะของขบวนการบาบดทเปน Suspended growth หรอ Attached growth และสามารถแบงแยกยอยไปตามชนดของขบวนการบาบด และ Modification ของขบวนการบาบดตางๆ อกดวย เชน

Activated Sludge จดอยในประเภท Aerobic Process Suspended growth ซงใน ขบวนการบาบดของ AS ม Modification ในการปรบปรงจากขบวนการมาตรฐาน (Conventional process) ไปเปนอกหลายขบวนการ เชน Complete mix, Step Aeration Contact Stabilization และ Deep shaft เปนตน

5

RBC จดอยในประเภท Aerobic attached growth ซงสามารถแยกยอยออกเปน Bio disk และ Bio drum เปนตน

Anaerobic Digestion จดอยในประเภท Anaerobic Suspended growth ซงแบงยอยได เปน Single state, High rate, Two-stage เปนตน

นอกจากนหากพจารณาถงระบบบาบดน าเสยทสามารถบาบดสารอนทรยในน าเสย และสารอาหาร Nutrient ไดดวยกจะมระบบตางๆ อก เชน A/O, SBR, Phostrip A2/O, Five Stage Bardenpho, UCT และ VIP Process เปนตน

6

ตารางท 1 แสดงการแบงประเภทของขบวนการบาบดนาเสยทางชววทยาทสาคญ 

7

รปท 1 แสดง Flow Diagram ของขบวนการบาบดนาเสยของระบบ AS Modification (a) Plug Flow (b) Complete Mix (c) Step Feed Aeration (d) Contact Stabilization (e) Oxidation Ditch (f) Kraus Process

8

รปท 2 แสดงขบวนการบาบดนาเสย Anaerobic Process

9

รปท 3 แสดงขบวนการบาบดแบบ A/O, Phostrip : (a) A/O Process และ (b) Phostrip Process

รปท 4 แสดงขบวนการบาบดแบบ SBR

10

รปท 5 แสดงขบวนการบาบดทง Nitrogen และ Phosphorus (a) A2/O Process (b) Five Stage Bardenpho Process (c) UCT Process (d) VIP Process

11

3. ทฤษฏการบาบดทางชววทยา

การบาบดทางชววทยาตามทไดกลาวแลว สามารถแบงไดตามสภาวะการทางานของระบบทเปน Aerobic, Anaerobic, Anoxic, Nitrification และ Denitrification ในทนจะกลาวถงหลกการทางานแตละประเภทพอสงเขป 

3.1 Aerobic Process

3.1.1 กระบวนการทางาน ขบวนการบาบดประเภท Aerobic อาศยจลนทรยทาการยอยสลายสารอนทรยทอยในรป CHONS ในสภาวะทมอากาศจะได New Cells และ End product เชน CO2 และ NH3 การทางานของ Bacteria ในการยอยสลายสามารถแสดงไดตามสมการ

CHONS + O2 + Nutrients bacteria CO2 + NH3 + C5H7NO2 + other end product (Organic matter) (New bact cells)

Endogenous respiration C5H7NO2+ 5O2

bacteria 5CO2 + 2H2O + NH3 + energy (Cell) 113 160 1 1.42

Mechanism การทางานของระบบแสดงตามรปท 6

รปท 6 Mechanism of Aerobic Biological Degradation in Carbonaceous Phase

12

3.1.2 ขอมลสาคญของระบบ Aerobic Process

การทางานจะตองประกอบดวยองคประกอบหลกครบคอ Substrate, Aerobic, bacteria, การเตมอากาศ และNutrients

นอกจากนยงตองพจารณา Factor อนๆ ทมผลตอการทางานของระบบอก เชน pH, อณหภม, ชนดของประชากรจลนทรย เปนตน

การทางานของระบบในทนเปน Carbonaceous Phase การคด O2 – Consumption คดทคา BODL หากมการเกด Nitrification (ซงจะไดกลาวตอไป) จะตองคด O2 Consumption จากการเกด Nitrification ดวย

การเกด New Cells จากขบวนการ Anabolism สามารถแทนดวย Kinetic Coefficient คอคา Y

การเกด Endogenous Respiration ทาใหเกดการตายและสลายตวของ Biomass สามารถแทนดวยคา Kinetic Coefficient, kd

ความสมพนธของอตราการเจรญเตบโตของจลนทรยและการใชสารอาหาร สามารถแสดงดวย Math Model ตางๆ เชน ของ Monod Model เปนตน

ควบคมคา DO ใหมคามากกวา 1 mg/l ในระบบ

3.1.3 การควบคมการทางานของระบบบาบดนาเสยแบบใชออกซเจน (Wastewater Treatment By Aerobic Process)

ระบบบาบดนาเสยสวนกลาง Central Treatment Plant ของนคมอตสาหกรรมสวนใหญจะออกแบบเปนระบบบาบดนาเสยทางชววทยา เชน ระบบ AS ซงหากโรงงานในนคมมสารโลหะหนกในนาเสยจะตองทาการ Pretreatment ของแตละโรงงานจนไดมาตรฐานนาทงเสยกอน จงจะเขาสระบบบาบดสวนกลางดงกลาวได ซงอาจกลาวไดวาโลหะหนกจะไมเปนอนตรายตอจลนทรยของระบบบาบดนาเสยสวนกลาง ในทนจะกลาวถงการควบคมการทางานของระบบ AS โดยแผนภมของระบบแสดงตามรปท 7

13

T Tc

W W W

M M

M Q X

รปท 7 แสดงแผนภมของระบActivated Sludge

การควบคมการทางานของระบบ ผควบคมดแลระบบจะตองทาการศกษารายละเอยดของ Plant ทจะควบคมทงแบบแปลนของระบบอปกรณเครองจกรตางๆ และรายการคานวณเสยกอนเพอทจะไดทราบขอมลการออกแบบของระบบวาไดออกแบบใหรบนาเสยปรมาณเทาใด รองรบคา BOD และ SS MLVSS เทาไร เปนตน จงจะสามารถควบคมการทางานของระบบไดตามเกณฑของการออกแบบทกาหนดไว และจะตองทาการศกษา Characteristics และ Flow Rate ของนาเสยทเขาระบบบาบดสวนกลางวามคาเปนไปตาม Parameters ทใชออกแบบหรอไม ซงผ ควบคมดแลจะตองเขาใจเทคนคในการควบคมการทางานของระบบใหไดตามมาตรฐานนาทง ตามทไดกลาวไวแลว หากพจารณาการควบคมการทางานของระบบ AS ชนด Complete-Mix จะสามารควบคมการทางานของระบบตามทไดสรปไวตามตารางท 2 ตารางท 2 แสดง Parameters ทสาคญทใชในการออกแบบและควบคมการทางานของระบบ โดยไดสรปสตรความสมพนธของ Parameters ตางๆ ไวดวย ตารางท 2 การควบคมการทางานของระบบ AS-Complete-Mix

Parameter

Description

ᶿc

หมายถงคาอายตะกอน(Sludge Age), SRT(Solids Retention Time)

การควบคมᶿc จะควบคมไดโดยการควบคม Sludge Wastage คอ Qw หากเพมคาᶿc จะมผลทาให Biomass ในระบบเพมขน และเพมประสทธภาพการทางานของระบบควรควบคมใหมคา 5 – 15 d.

14

0Q SF

M X V

Parameter

Description

F/M

หมายถงอตราสวนการใชอาหารตอจลนทรย

การควบคม F/M radio ตองอยใน range ทกาหนด ซงตองควบคม Flow rate เขาระบบใหคงท และรกษาคา MLSS ใน Aeration Tank ใหคงท โดยคานวณและนาตะกอนสวนเกนออกจากระบบ คาF/M ration มคาสงจะทาใหประสทธภาพระบบลดลง ควรควบคมใหมคา 0.2 – 0.3 kg-BOD/kg-MLSSˑd

Qw คอปรมาณ Excess Sludge ทเกดขนจากการยอยสลายสารอนทรย(นาเสย) ของ จลนทรย ซงตองนาออกไปกาจดในระบบบาบดตะกอนตอไป

MLSS

รกษาคา MLSS ในระบบใหคงท จากการควบคมคา ᶿc หรอF/M ratio

Return Sludge

R

การควบคม Return Sludge ratio หาคาไดจาก mass balance ทถง Secondary Clarifier ซงจะขนอยกบคา x และ XR ตามสตรจะตองควบคมคา Return Sludge ไมนอยกวาคาทคานวณได เพอปองกนปญหาตะกอนตกคางในถงตกตะกอน

Nutrients ควรควบคม BOD : N : P : Fe ใหมคา 100 : 5 : 1 : 0.3 โดยเทยบจากคา BOD ของนาเสยเขาระบบบาบด

pH

ควบคม pH ใหอยระหวาง 7-8.5

DO

ควบคมคา DO ใน Aeration Tank ใหมคามากกวา 1 mg/1

15

Parameter

Description

SVI

คา SVI ทตรวจวเคราะหจากตะกอนจลนทรยใน Aeration Tank จะชวยบอกรประสทธภาพของการตกตะกอนใน Secondary Clarifier ควรควบคมคา SVI ใหนอยกวา 200 SVI มคาสงจะทาใหตกตะกอนไมด ประสทธภาพของระบบกจะลดลงดวย

Microscopic Observation

นาตะกอนจลนทรยจาก Aeration Tank มาตรวจสอบดวยกลองจลทรรศนวาพบ Rotifer Paramecium Stalk ciliate หรอไมหากพบ และจลนทรยมการเคลอนไหว กแสดงวา Floe อยในสภาวะทด หากพบ Filamentous กจะทาใหเกด Sludge Bulking ได

O/F & Weir loading

ควรควบคมคา O/F rate และ Weir loading ของ Secondary clarifier ใหไมเกนคา 24 m3/m2-d และ 250-375 m3/lin-mˑd ทงนเพอทาใหการตกตะกอนมประสทธภาพ

Equipments

ตองควบคมและบารงรกษาเครองจกร และอปกรณในระบบ เชนเครองสบนา เครองเตมอากาศ เครองเตมสารเคม ใหทางานไดอยางมประสทธภาพ

16

ตารางท 3 คาออกแบบตางๆสาหรบระบบบาบดนาเสยแบบ Activated Sludge

รปท 8 แสดงชนดของจลนทรยในระบบบาบดแบบใชออกซเจน

17

SludgeInsoluble organic material

soluble organic materialSludge

enzymesExtracellular

Acid-producingbacteria

acidsVolatile H22CO ++

Methane former

Bacterialcellsproducts

Other+ +

2COCH4 Bacterial cells+

to end productsmetabolismEndogenous

ขนตอนของระบบในการบาบดแบบไมใชออกซเจน

1.0

0

Varia

bles a

s ind

icated

Detention time, day

ผลของการบาบดแบบไมใชออกซเจน

Volatileacids methane

Primary

Principalmethane

organic acidsfermentation

reduction(Liquafaction)

Volatile solids

pH

(formate, H , CO , methanal)22

fermentation

H S ++2

3.2 Anaerobic Process

3.2.1 กระบวนการทางาน

ขบวนการบาบดประเภท Anaerobic อาศยการทางานของจลนทรยทไมใชอากาศ ทาการยอยสลายสารอนทรยทเปนของแขงใหอยในรปของเหลว (Hydrolysis) หลงจากนน Acid Forming Bacteria จะยอยสลายตอได Organic Acid เชน Propionic, Acetic, Lactic เปนตน จากนน Methane Forming Bacteria จะยอยสลายตอได End Product เปนกาซมเทน (CH4), CO2และกาซไขเนา (H2S) ซง Mechanism ของขบวนการ Anaerobic แสดงตามรปท 9

รปท 9 Mechanism in Anaerobic Process

18

3.2.2 ขอมลสาคญของระบบ Anaerobic Process

การทางานของระบบตองประกอบดวยองคประกอบหลก คอ Substrate, Anaerobic Bacteria, Nutrients และไมม O2 อสระในระบบ

ตามทฤษฎหากพจารณาการเกดกาซ Methane (CH4) จากการยอยสลาย Glucose (C6H12O6) คดจากคา BODL จะพบวา 1 lb ของ BODL จะใหกาซ Methane 0.25 lb และมปรมาตร 5.62 ft3 ท Standard Condition ( 32 F และ 1 atm)

การเกด New Cells ในขบวนการ Anaerobic มคา Y นอยกวาในขบวนการ Aerobic มาก ซงเปน Characteristic ของขบวนการดงกลาว

กาซ Methane เปนกาซชวภาพ (Biogas) ใชเปนเชอเพลงได แตการนาไปใชจะตองทาการ Purify เพอกาจดกาซชนดอนและ Moisture Content ในสวนผสมของกาซทเกดขนดวย

การเกดกาซ H2S ทาใหเกดกลนเหมน และหากทาปฏกรยากบสารโลหะตางๆ จะใหตะกอนสดา

ระบบ Anaerobic มขอดทประหยดพลงงานเมอเทยบกบระบบ Aerobic

3.2.3 การควบคมการทางานของระบบบาบดนาเสยแบบไมใชออกซเจน (Wastewater Treatment By Anaerobic Process)

ระบบบาบดแบบไมใชออกซเจนจะทางานไดอยางมประสทธภาพ ขนอยกบปจจยตาง ๆ ดงตอไปน

1) อาหารเสรมสราง ในระบบบาบดนาเสยแบบไมใชออกซเจนใชอาหารเสรมนอยกวาระบบบาบดแบบใช

ออกซเจน อตราสวน BOD : N : P ทเหมาะสมคอ 100 : 1.1 : 0.2 หากมอาหารเสรมเพยงพอในระบบกจะทาใหแบคทเรยทางานไดด ทาใหประสทธภาพของแบบสงขนดวย

2) พเอช เนองจากการบาบดในขบวนการไมใชออกซเจนน อาศยการทางานของแบคทเรยชนด

methane former ในการยอยสลายสารอนทรยในขนสดทายของการทางาน ซงแบคทเรยกลมนจะไดรบผลกระทบอยางรวดเรวตอการเปลยนแปลงพเอช จงจาเปนตองควบคม พเอช ใหอยในชวง 6.6-7.6 เพอใหปฏกรยาชวเคม เปนไปไดอยางสมบรณ และมประสทธภาพ การควบคมพเอชในระบบบอหมกไรอากาศนอกจากจะชวยเพมประสทธภาพของระบบแลวยงชวยแกปญหาเรองกลนเหมนจากกาซไฮโดรเจนซลไฟดไดอกดวย นยมเตมปนขาวในการปรบพเอชเพราะมราคาถกกวาสารเคมชนดอน

19

3) กรดอนทรย กรดอนทรยเปนตวการทาใหพเอชลดตาลง จงควรควบคมความเขมขนของกรดอนทรยไม

เกน 200 มก/ลตร ทงนตองควบคมคา alkalanity ใหอยในชวง 1000-5000 มก/ลตร 4) ปรมาณอออนและโลหะหนก ถามปรมาณอออนตาง ๆ หรอโลหะหนกมากเกนไป จะเปนพษหรอลดประสทธภาพในการ

ทางานของแบคทเรย อออนทสาคญไดแก โปรแตสเซยม แคลเซยม โซเดยมคลอไรด ซลเฟต สาหรบโลหะหนกไดแก ทองแดง สงกะส นเกล ปรอท โครเมยม เปนตน โดยปกตแลวถามโลหะหนกปรมาณมากในนาเสยกไมควรเลอกบาบดดวยขบวนการทางชววทยา (Biological treatment)

5) การควบคมอณหภมของถงหมก (Digester) อาจจะแบงไดเปน 2 ระดบ คอระดบปานกลาง (Mesophilic) อยในชวง 27-38C และ

ระดบสง (Thermophilic) 43-60C การทางานของ digester สวนมากจะควบคมใหอยในชวงระดบอณหภมปานกลางซงปกตควบคมไวท 35C ผควบคมควรทดลองดวาในชวงระดบอณหภมปานกลาง ดงกลาวทอณหภมใดใหผลการทางานดทสด

6) อตราการเตมสารอนทรย หากอตราการเตมสารอนทรยทเขาระบบบาบดนาเสย หรออตราการเตมตะกอนอนทรยเขา

digester มากกวาทระบบดงกลาวจะรบได กจะทาใหประสทธภาพในการบาบดลดตาลง จงตองควบคมดแลใหอยในคาทเหมาะสม

7) เครองมอและอปกรณตางๆ การดแลเครองมอและอปกรณตาง ๆ ทตดตงอยในระบบ เชน pump, heat exchanger,

pressure relief, vacuum relief มาตราวดตาง ๆ ใหอยในสภาพทด กจะเปนการปองกนการขดของในการทางานของระบบไวอกทางหนงดวย

3.3 Nitrification & Denitrification Process  

3.3.1 Nitrification Process 

ขบวนการ Nitrification จะอาศยการทางานของ Bacteria โดยใช Substrate ทอยในรปของ Organic Nitrogen (Proteins, Urea) ทาการยอยสลายใหอยในรปของ Ammonia Nitrogen (NH3) จากนน Bacteria ประเภท Nitrosomonas จะยอยสลายโดยทาการ Oxidize ได Nitrite (NO2

-) และจะถก Nitrobacter ทาการ Oxidize ตอได End Procuct เปน NO3

- (Nitrate), H2O และเกด New Cells ในขบวนการยอยสลาย

20

ขอมลสาคญของระบบ Nitrification Process

ใชในการเปลยนรปสารอาหาร Nutrients ซงวเคราะหในรป TKN ไปเปน NO3-

ตามทฤษฎจะใช O2 4.3 mg ตอ 1 mg ของ Ammonia Nitrogen ทถก Oxidize ไปเปน Nitrate

ตองการสารเคมเพอปรบคา Alkalinity โดยใช 8.64 mg HCO3- ตอ 1 mg ของ

Ammonia Nitrogen ทถก Oxidize Nitrifying Bacteria เปนจลนทรยท Sensitive ตอสาร Inhibitors ตางๆ ซงขนอยกบ

ชนดของสารอนทรย และอนนทรยตางๆ ดวย ความเขมขนสงของ Ammonia และ Nitrous Acid จะทาใหเกดการ Inhibit ได pH มผลตอการทางานของระบบการควบคมใหมคาระหวาง 7.5 – 8.6 การควบคมคา DO ใหมคามากกวา 1 mg/l ในระบบ

3.3.2 Denitrification Process

ขบวนการ Denitrification เปนขบวนการบาบดทางชววทยาทตองการกาจด Nutrient ทอยในรป Nitrate nitrogen ใหเปลยนเปน Nitrogen Gas ซงขบวนการนอาจเรยกวาเปน Anoxic Denitrification อยางไรกตามขบวนการบาบดใน Anaerobic Process และ Denitrification Process ม Path Ways ทแตกตางกน จงเกดคาจากดความ Anoxic ขนมาเพอความเหมาะสม การทางานของ Bacteria ในขบวนการนเกดจาก bacteria หลายประเภท เชน Achromobacter, Aerobacter , Alcaligenes, Bacillus เปนตน ซง bacteria ทงหลายเปนประเภท Heterotrophs จงตองการ Carbon Sources ทใชในการยอยสลายดวย แสดงตามสมการ

NO-

3 NO-2 NO N2O N2

ในขนตอนแรก Nitrate จะถก Bacteria ทาการ Reduce ได Nitrite ในขนตอนตอไปจะได Product คอ Nitric Oxide, Nitrous Oxide และ Nitrogen Gas จากสมการจะเหนวาสารประกอบทง 3 ตวสดทายเปน Gas ซงสามารถแพรกระจายออกสบรรยากาศได

21

ขอมลสาคญของระบบ Denitrification Process ใชในการกาจดสารอาหารในรป Nitrate Nitrogen หากในขบวนการม DO อยจะมผลเสยตอการทางานของระบบ จากปฏกรยาในการทางานของระบบจะใหคา pH สงขน ควรควบคมคา pH ของระบบอยระหวาง 7-8 Methanol อาจใชเปน Carbon source ในขบวนการบาบด

(proteins : urea)

Ammonia nitrogen (bacterial cells)Organic nitrogenAssimilation Organic nitrogen

(net growth)

decompositionBacterial

andhydrolysis

Nitrite (NO )_2

3_

Nitrate (NO ) Nitrogen gas (N )2

2O

O2

Denitrification

Organic carbon

Nitri

ficati

on

Lysis and autooxidation

Organic nitrogen

รปท 10 แสดง Mechanism ในขบวนการ Nitrification และ Denitrification