การบำบัดทางชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน

การแนะนำ

การบำบัดทางชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่สลายสารมลพิษอินทรีย์ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน โดยอาศัยจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนในการแปลงสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนให้เป็นสารที่ง่ายกว่า โดยหลักๆ แล้ว มีเทน (CH₄) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) วิธีการนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับน้ำเสียทางอุตสาหกรรมที่มีความแข็งแรงสูงและการรักษาเสถียรภาพของตะกอนเนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการผลิตตะกอนต่ำ

ข้อดีของการบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจนมากกว่าการบำบัดแบบแอโรบิก

1. ความสามารถในการโหลดอินทรีย์ที่สูงขึ้น

• ปริมาณตะกอนโดยทั่วไป (F/M) สำหรับการบำบัดน้ำเสียทางอุตสาหกรรมแบบไม่ใช้ออกซิเจนคือ0.5–1.0 กก. BOD₅/(กก. MLVSS·d)มากกว่าสองเท่าของกระบวนการแอโรบิก (0.1–0.5 กก. BOD₅/(กก. MLVSS·d)).
• เนื่องจากไม่มีข้อจำกัดในการถ่ายโอนออกซิเจนMLVSS (สารแขวนลอยระเหยผสมสุราผสม)ในระบบแอนแอโรบิกสามารถเข้าถึงได้5–10 ครั้งของระบบแอโรบิก
• อัตราการโหลดตามปริมาตรอินทรีย์สำหรับการบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจนคือ5–10 กก. BOD₅/(ลบ.ม.·d)เมื่อเทียบกับเท่านั้น0.5–1.0 กก. BOD₅/(ลบ.ม.·d)สำหรับการบำบัดแบบแอโรบิก-กความแตกต่าง 10 เท่า.

2. ลดการผลิตตะกอนและคุณภาพตะกอนที่ดีขึ้น

• การบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะผลิตผลเท่านั้น5%–20%ของชีวมวลที่เกิดขึ้นจากกระบวนการแอโรบิก
• วิธีแอโรบิกผลิตกากตะกอน 0.25–0.6 กิโลกรัมต่อกิโลกรัมของ COD ที่กำจัดออกในขณะที่วิธีแอนแอโรบิกให้ผลเท่านั้น0.02–0.18 กกโดยมีความสามารถในการแยกน้ำได้ดีขึ้น
• การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนอีกด้วยฆ่าไข่ปรสิตในตะกอน ปรับปรุงเสถียรภาพด้านสุขอนามัยและสารเคมี ลดต้นทุนการกำจัดตะกอน

3. ความต้องการสารอาหารลดลงและความยืดหยุ่นในการดำเนินงาน

• จุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนต้องการเพียง 5%–20%ของสารอาหาร (N, P) ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการแอโรบิก ทำให้เหมาะสำหรับน้ำเสียที่มีสารอาหาร{0}}ไม่เพียงพอ
• จุลินทรีย์ไร้ออกซิเจนยังคงทำงานอยู่สำหรับเดือนหรือปีโดยไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญและสามารถรีสตาร์ทได้อย่างรวดเร็วหลังจากปิดเครื่องทำให้การดำเนินการไม่ต่อเนื่อง(เหมาะสำหรับน้ำเสียตามฤดูกาล)

4. การประหยัดพลังงานและการผลิตมีเทน

• การบำบัดแบบแอโรบิกสิ้นเปลือง0.5–1.0 กิโลวัตต์ชั่วโมงปริมาณไฟฟ้าต่อกิโลกรัมของ COD ที่กำจัดออกไปเพื่อการเติมอากาศ ในขณะที่ระบบไร้อากาศลดต้นทุนการเติมอากาศ.
• การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนผลิตมีเทนยอมจำนน oพลังงาน 12,000 กิโลจูลต่อกิโลกรัมของซีโอดีที่ถูกกำจัดออกไป.
• ไม่มีปัญหาฟอง (ต่างจากการบำบัดแบบแอโรบิกสำหรับสารลดแรงตึงผิว-ที่มีน้ำเสีย)

5. ลดมลพิษทางอากาศและความสามารถในการย่อยสลายที่กว้างขึ้น

• กระป๋องเติมอากาศแบบแอโรบิกระเหยสารประกอบอินทรีย์ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ ในขณะที่ระบบแอนแอโรบิกจะหลีกเลี่ยงปัญหานี้
• จุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนสามารถสลายสารประกอบดื้อรั้นบางชนิด(เช่นคลอรีนไฮโดรคาร์บอน) ที่แบคทีเรียแอโรบิกไม่สามารถทำได้

6. การทำงานร่วมกันของจุลินทรีย์เชิงซ้อนเพื่อการย่อยสลายที่ดีขึ้น

• การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเกี่ยวข้องกับชุมชนจุลินทรีย์ที่หลากหลายซึ่งทำงานร่วมกัน ทำให้เกิดการสลายสารอินทรีย์ที่แข็ง-ถึง- ที่ย่อยสลายซึ่งการบำบัดแบบแอโรบิกไม่สามารถดำเนินการได้เต็มที่

ข้อเสียของการบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจน

1. การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ช้าและเวลาเริ่มต้นนานขึ้น

• จุลินทรีย์ที่ไม่ใช้ออกซิเจนจะเติบโตช้าโดยต้องอาศัยระยะเวลาสตาร์ทเครื่องนานขึ้นและเวลากักเก็บไฮดรอลิก (HRT)มากกว่าระบบแอโรบิก

2. น้ำทิ้งต้องมีการบำบัดเพิ่มเติม

• น้ำทิ้งแบบไม่ใช้ออกซิเจนบ่อยครั้งไม่เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยและจะต้องเป็นขัดด้วยการบำบัดแบบแอโรบิก.

3. การเสริมความเป็นด่างที่จำเป็นสำหรับน้ำเสีย-C/N ต่ำ

• น้ำเสียที่มีความเข้มข้นต่ำ-หรือ-C/N ต่ำอาจขาดความเป็นด่าง ซึ่งต้องใช้การเติมความเป็นด่างภายนอก.

4. ต้องใช้ความร้อนสำหรับน้ำเสียที่มีความเข้มข้นต่ำ-

• หากการผลิตมีเทนไม่เพียงพอต่อการรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสม(30–38 องศา ) การทำความร้อนภายนอกเป็นสิ่งจำเป็น

5. ความเสี่ยงจากการระเบิดจากมีเทน

• ก๊าซชีวภาพ (CH₄ + CO₂ + H₂S) คือไวไฟและระเบิดได้ต้องการการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ป้องกันการระเบิด-.

6. ความไวต่อสารพิษ

• อะลิฟาติกคลอรีนและสารพิษอื่น ๆยับยั้งเมทาโนเจนรุนแรงกว่าเฮเทอโรโทรฟแบบแอโรบิก การทำงานที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้ระบบไม่เสถียร

7. จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด

• อุณหภูมิต่ำลดประสิทธิภาพลงอย่างมากและการบริหารจัดการการดำเนินงานคือซับซ้อนมากขึ้นมากกว่าในระบบแอโรบิก

8. ปัญหากลิ่นและการกัดกร่อนของ H₂S

• ซัลเฟต (SO₄²⁻) ในผลผลิตน้ำเสียH₂Sทำให้เกิดกลิ่นและการกัดกร่อนในท่อ เครื่องยนต์ และหม้อต้มน้ำ.
• ลดซัลเฟตด้วยกินอินทรียวัตถุลดผลผลิตมีเทน

9. ไม่มีไนตริฟิเคชั่น

• ระบบแอนแอโรบิกไม่สามารถไนตริไฟแอมโมเนียได้- ต้องการกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่เหมาะสมที่สุดระดับ NH₃-N 40–70 มก./ลิตร.