มลพิษน้ำการป้องกัน 2

การบำบัดน้ำเสียด้วยกระบวน การทางชีววิทยา

กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยาวัตถุประสงค์เพื่อบำบัดน้ำเสียที่มีการปนเปื้อนสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำหรือแขวนลอยอยู่ในน้ำ โดยใช้จุลินทรีย์หลายๆชนิด ซึ่ง จุลินทรีย์ที่มีบทบาทสำคัญได้แก่แบคทีเรีย

การบำบัดน้ำเสียด้วยกระบวนการทางชีววิทยา ในการบำบัดน้ำเสียด้วยกระบวนการทางชีววิทยาสิ่งที่ควรคำนึง 1. ถังปฎิกริยา (Reactor) 2. การควบคุมสภาวะแวดล้อม 3. การกำจัดจุลินทรีย์

กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยาแบ่งตาม สิ่งแวดล้อมทางชีวเคมี แบ่งได้เป็น 2 ประเภท 1. กระบวนการแอโรบิก (Aerobic Process) มีออกซิเจน ละลายเพียงพอ 2. กระบวนการแอนแอโรบิก (Anaerobic Process) ไม่มี ออกซิเจนละลาย

กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ด้วยปฏิกิริยาทางชีวเคมี จุลินทรีย์จะต้องสร้างเอนไซม์หลายชนิดมาใช้ในการย่อยสลาย สารอินทรีย์ต่างๆ จนกระทั่งผลผลิตสุดท้ายเป็นก๊าซ การ ย่อยสลายโดยใช้ปฏิกิริยาทางชีวเคมีอาจใช้หรือไม่ใช้ออกซิเจนซึ่ง ขึ้นกับสภาพแวดล้อมของการบำบัดน้ำเสีย

สิ่งแวดล้อมทางชีวเคมี โดยปฏิกิริยาทั้ง 2 ประเภทมีกลไกพื้นฐาน ร่วมกันคือเป็นปฏิกิริยาชีวเคมีแบบออกซิเดชัน-รีดัคชัน ( Redox reaction) เป็นปฏิกิริยาที่มีการถ่ายเทอิเล็กตรอน โดยสารอินทรีย์ในน้ำเสียจะเป็นสารให้อิเล็กตรอน และสาร อื่นเป็นตัวรับอิเล็กตรอน

สิ่งแวดล้อมทางชีวเคมี ถ้าสารรับอิเล็กตรอนเป็นออกซิเจนปฏิกิริยาที่ เกิดจะเป็นแบบ Aerobic oxidation แต่ถ้าสารอื่นๆ (สารอนินทรีย์) เช่น CO2 NO-3 SO-24 เป็นต้น เป็นสารรับอิเล็กตรอนปฏิกิริยาที่เกิด จะเป็นแบบ Anaerobic oxidation

กระบวนการแอโรบิก (Aerobic process) ในกระบวนการนี้สภาพแวดล้อมต้องมีออกซิเจนละลาย จำนวนเพียงพอ จนไม่เป็นตัวจำกัดอัตราการทำปฏิกิริยา โดย ออกซิเจนจะเป็นตัวรับอิเลคตรอนตัวสุดท้าย (terminal electron acceptor) (CH2O)n + 6O2 6CO2 + 6H2O + จุลินทรีย์ + เกลือแร่

กระบวนการแอนแอโรบิก (Anaerobic process) กระบวนการบำบัดทางชีววิทยาแบบไร้อากาศเป็นกระบวนการ ย่อยสลายอินทรีย์สารภายใต้สภาพแวดล้อมไร้อากาศ โดยอาศัย จุลินทรีย์หลายกลุ่มทำงานร่วมกัน

การควบคุมสภาวะแวดล้อม การควบคุมสภาวะแวดล้อมของน้ำเสีย เนื่องจาก จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในกระบวนการบำบัดน้ำเสียจะเป็นแบคทีเรีย ในกลุ่มที่เป็น heterotroph ดังนั้นจึงต้องควบคุมให้เหมาะสมต่อการ เจริญเติบโตของแบคทีเรียพวกนี้ ไม่เช่นนั้นจุลินทรีย์ชนิดอื่นจะมา เจริญซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหา ปัจจัยที่เกี่ยวข้องเช่น

การควบคุมสภาวะแวดล้อม 1. สภาวะความเป็น กรด ด่าง (pH) 2. สภาวะมีออกซิเจนอิสระหรือไม่มีออกซิเจนอิสระ 3. การควบคุมแร่ธาตุสารอาหาร 4. การควบคุมสารพิษหรือเกลือแร่บางชนิด 5. การควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต

สภาวะแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตในระบบ Aerobic Process 1. สภาพแวดล้อมมีออกซิเจนเพียงพอ ออกซิเจนอาจได้มา จากการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช หรือเกิดจากการถ่ายเทระหว่าง น้ำกับอากาศ หรือเกิดจากการอัดอากาศเข้าสู่น้ำเสียโดยตรง 2. pH 6.5- 8.5 3. อุณหภูมิไม่ควรเกิน 40 องศา เซลเซียส

4. ธาตุอาหารเสริมที่จำเป็นในการสร้างเซลล์ จุลินทรีย์ BOD:N:P 100:5:1 นอกจากนี้ต้องมีธาตุ Ca K Mg Fe 5. ต้องไม่มีสารพิษ เช่น โลหะหนัก ยาฆ่าแมลง เป็นต้น

สภาวะแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตในระบบ Anaerobic Process 1. ต้องไม่มีออกซิเจนอิสระ ถ้ามีอาจทำให้ระบบ ล้มเหลว หรือประสิทธิภาพลดลง 2. pH 6.6- 7.4 ถ้า pH < 6.5 ประสิทธิภาพการ ทำงานของ จุลินทรีย์ที่สร้างมีเทนจะลดลงอย่างมาก แต่ถ้า < 5 จะยับยั้งการเจริญเติบโตและตาย 3. เนื่องจากในระบบจะมีจุลินทรีย์ 2 ประเภท จึง ควบคุมระบบที่อุณหภูมิ 30-38 องศาเซลเซียส และ 48- 57 องศา เซลเซียสตามประเภทจุลินทรีย์

4. กรดอินทรีย์และค่าความเป็นด่างจะต้องรักษา ให้อยู่ในสภาวะที่สมดุล ถ้ามีการสะสมของกรดอินทรีย์จะทำให้ ระบบล้มเหลว 5. ธาตุอาหารเสริมที่จำเป็นในการสร้างเซลล์ จุลินทรีย์ BOD:N:P 100:1.1:0.2 นอกจากนี้ต้องมีธาตุ Ca K Mg Fe 5. ต้องไม่มีสารพิษ เช่น โลหะหนัก เป็นต้น