การเพิ่มประสิทธิภาพในการตกตะกอนของสลัดจ์ในระบบเอเอสด้วยวัสดุช่วยตกตะกอน

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพของการตกตะกอนของสลัดจ์ในระบบเอเอส โดยการเติมวัสดุช่วยตกตะกอน ด้วยวัสดุที่ต่างกัน 2 ชนิด คือ ทาล และถ่านกัมมันต์ชนิดผง เติมผสมลงไปในถังปฏิกิริยาของระบบเอเอสแบบธรรมดาซึ่งทำการเดินระบบแบบต่อเนื่องโดยแปรเปลี่ยนปริมาณของวัสดุช่วยตกตะกอนใน 4 ถังปฏิกิริยา ด้วยปริมาณดังนี้คือ 0%, 20%, 50%, และ 80% น้ำหนักของวัสดุช่วยตกตะกอนต่อน้ำหนักของแบคทีเรีย เพื่อศึกษาเปรียบเทียบประสิทธิภาพของวัสดุช่วยตกตะกอนแต่ละชนิดและควมเข้มข้นที่มีผลต่อความเร็วในการตกตะกอนด้วยการวัดค่าความเร็วเริ่มต้นของการตกตะกอน (Initial Settling Velocity) และศึกษาลักษณะของการเกาะตัวระหว่างวัสดุช่วยตกตะกอนทั้ง 2 ชนิดกับฟล็อกจุลชีพด้วยกล้องจุลทรรศน์ และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ตลอดจนศึกษาถึงความเข้ากันได้ของวัสดุช่วยตกตะกอนกับจุลชีพด้วยการตรวจวัดค่า ซีโอดี, เอ็มแอลเอสเอส, เอ็มแอลวีเอสเอส, พีเอช, เอสวี30, และ เอสวีไอ เปรียบเทียบกับการเลี้ยงตะกอนจุลชีพแบบที่ไม่มีการเติมวัสดุช่วยตกตะกอน โดยนำข้อมูลจากการศึกษาไปใช้ในการปรับปรุงและออกแบบถังตกตะกอนที่ใช้ในระบบเอเอสที่เติมวัสดุช่วยตกตะกอน ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่า การเติมวัสดุช่วยตกตะกอนทั้ง 2 ชนิดสามารถช่วยเพิ่มความเร็วเริ่มต้นของการตกตะกอนให้สูงขึ้นได้ เมื่อเปรียบเทียบกับสลัดจ์ที่ไม่ทำการเติมวัสดุช่วยตกตะกอน โดยค่าความเร็วเริ่มต้นของการตกตะกอนในถังปฏิกิริยาที่มีการเติมทาลจะสูงกว่าถังที่มีการเติมถ่านกัมมันต์ชนิดผงในทุกๆ ความเข้มข้น ซึ่งการเติมวัสดุช่วยตกตะกอนที่ความเข้มข้น 80% น้ำหนักต่อน้ำหนัก ทำให้ค่าความเร็วเริ่มต้นของการตกตะกอนมีค่าสูงที่สุดคือ 17.7ม./ชม. โดยเมื่อพิจารณาค่าความเร็วเริ่มต้นของการตกตะกอนของสลัดจ์ที่ไม่เติมวัสดุช่วยตกตะกอนมีค่าต่ำสุดเพียง 4.0 ม./ชม. จากการทดลองวัสดุช่วยตกตะกอนและจุลชีพสามารถเข้ากันได้ดี โดยศึกษาได้จากค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ตลอดทั้งการทดลอง ซึ่งพบว่ามีปริมาณค่าพารามิเตอร์ในทุกถังปฏิกิริยาใกล้เคียงกันกับถังปฏิกิริยาที่ไม่มีการเติมวัสดุช่วยตกตะกอน และลักษณะของจุลชีพที่อาศัยอยู่ในระบบจากศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์ ก็เป็นชนิดเดียวกันในทุกๆ ถังปฏิกิริยา ซึ่งล้วนเป็นจุลชีพในกลุ่มที่สำคัญต่อระบบเอเอส จากการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พบการเกาะตัวของสลัดจ์กับวัสดุช่วยตกตะกอนในลักษณะที่ฟล็อกจะห่อหุ้ม และเคลือบผิววัสดุช่วยตกตะกอน และจากการศึกษาออกแบบถังตกตะกอนด้วยผลจากค่าความเร็วเริ่มต้นของการตกตะกอนในการทดลองได้ผลคือ ที่ปริมาณวัสดุช่วยตกตะกอนเหมาะสม เช่น 20% (W/W) สามารถคำนวณออกแบบขนาดของถังตกตะกอนให้มีขนาดลดลงได้ ด้วยการคำนวณจากวิธีโซลิตฟลักซ์