การวิเคราะห์ผลกระทบของการจัดหาออกซิเจนตามขั้นตอนในโซนแอโรบิกของกระบวนการ AAO ต่อประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษ
ภาพรวม
กระบวนการ AAO เป็นเทคโนโลยีบำบัดน้ำเสียที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนแบบไม่ใช้ออกซิเจน ปราศจากออกซิเจน และแบบแอโรบิก ซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อกำจัดมลพิษออกจากน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ เวทีแอโรบิกเป็นองค์ประกอบสำคัญของกระบวนการ AAO และวิธีการจ่ายออกซิเจนส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการดำเนินงานโดยรวมของทั้งระบบ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการ AAO ในการใช้งานจริง นักวิจัยได้เสนอแผนการจัดหาออกซิเจนแบบมีขั้นตอน ด้วยการสร้างหลายโซนที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ที่แตกต่างกันภายในระบบ โครงการนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกิจกรรมการเผาผลาญของจุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจนและปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษ ดังนั้นการวิเคราะห์ผลกระทบของการจัดหาออกซิเจนตามขั้นตอนในโซนแอโรบิกของกระบวนการ AAO ต่อการกำจัดมลพิษจึงมีคุณค่าในทางปฏิบัติที่สำคัญ
ภาพรวมของการจ่ายออกซิเจนตามขั้นตอนในโซนแอโรบิกของกระบวนการ AAO
โซนแอโรบิกเป็นบริเวณหลักสำหรับการเกิดออกซิเดชันและการสลายตัวของสารอินทรีย์ ด้วยการจ่ายออกซิเจนตามขั้นตอน ความเข้มข้นของ DO ในโซนต่างๆ สามารถปรับได้อย่างยืดหยุ่น โดยขึ้นอยู่กับอัตราการย่อยสลายของอินทรียวัตถุและความต้องการออกซิเจนของจุลินทรีย์ เพื่อให้มั่นใจว่าการย่อยสลายอินทรียวัตถุทั่วทั้งโซนมีความสม่ำเสมอและเพียงพอ แนวทางนี้ช่วยปรับปรุงอัตราการกำจัดอินทรียวัตถุและทำให้คุณภาพน้ำทิ้งคงที่ ในโซนแอโรบิก แอมโมเนียไนโตรเจนจะถูกออกซิไดซ์เป็นไนเตรตโดยแบคทีเรียไนตริไฟอิง การจ่ายออกซิเจนตามขั้นตอนช่วยให้มั่นใจได้ว่าแบคทีเรียไนตริไฟดิ้งจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้ความเข้มข้นของ DO ที่เหมาะสม โดยหลีกเลี่ยงผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่อกระบวนการไนตริฟิเคชันที่เกิดจากระดับ DO สูงหรือต่ำเกินไป ขณะเดียวกัน ด้วยการควบคุมอัตราส่วนการหมุนเวียนและความเข้มข้นของสุราผสม ทำให้กระบวนการไนตริฟิเคชั่นสามารถปรับให้เหมาะสมยิ่งขึ้นได้อีก ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนีย ไนโตรเจน กระบวนการ AAO ดำเนินการกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสไปพร้อมกัน ภายใต้เงื่อนไขการจ่ายออกซิเจนตามขั้นตอนในโซนแอโรบิก สิ่งมีชีวิตที่สะสมฟอสฟอรัส- (PAO) สามารถดูดซับฟอสฟอรัสได้อย่างเต็มที่ภายใต้ความเข้มข้นของ DO ที่เหมาะสม และบรรลุการกำจัดฟอสฟอรัสโดยการปล่อยตะกอนฟอสฟอรัสที่อุดมไปด้วย-ในขั้นตอนต่อๆ ไป ในขณะเดียวกัน ด้วยการปรับพารามิเตอร์การปฏิบัติงานในโซนแอนซิกและแอโรบิก จะทำให้กระบวนการดีไนตริฟิเคชั่นมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดไนโตรเจนทั้งหมด
วิธีการทดลองเพื่อวิเคราะห์ผลกระทบของการจัดฉาก การจ่ายออกซิเจนเพื่อประสิทธิภาพในการกำจัดมลพิษ
ในระหว่างการทดลอง วิธีการต่างๆ เช่น ระบบควบคุมวาล์วเติมอากาศ ระบบควบคุมอัตโนมัติ และจำนวนอุปกรณ์โบลเวอร์ ถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมความเข้มข้นของการเติมอากาศ ซึ่งสะท้อนถึงความเข้มข้นของ DO ผังกระบวนการของการตั้งค่าการทดลองแสดงอยู่ในรูปที่ 1.
ดังแสดงในรูปที่ 1 โซนแอโรบิกของระบบ AAO แบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ ส่วนหัว ส่วนกลาง และส่วนท้าย เวลากักเก็บไฮดรอลิก (HRT) ของระบบถูกตั้งไว้ที่ 2 ชั่วโมง ขนาดเครื่องปฏิกรณ์คือ 160 ซม. × 125 ซม. × 100 ซม. (ยาว × กว้าง × สูง) โดยกำหนดความสูงของสุราผสมไว้ที่ 60 ซม. ทิศทางการไหลระหว่างถังปฏิกิริยาถูกควบคุมโดยใช้ผนังนำทางและแผ่นกั้น
ตัวอย่างน้ำทิ้งถูกเก็บจากถังตกตะกอนหลักของโรงบำบัดน้ำเสียชุมชน คุณภาพน้ำเสียค่อนข้างคงที่ โดยมีตัวบ่งชี้ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดภายในช่วงมาตรฐาน: ความเข้มข้นของ TP อยู่ระหว่าง 3.0 ถึง 5.5 มก./ลิตร ความเข้มข้นของ TN ตั้งแต่ 26 ถึง 49 มก./ลิตร และ COD จาก 255 ถึง 485 มก./ลิตร
ส่วนแอโรบิกแต่ละส่วนมีปั๊มลมวนและระบบท่อที่มีรูพรุนที่กำหนดค่าอย่างอิสระเพื่อสร้างระบบเติมอากาศสำหรับการเติมอากาศ ในระหว่างการทำงานของระบบ ปั๊มลมวนแต่ละตัวจะทำงานอย่างอิสระและเสถียร โดยรักษาความเข้มข้นของ DO ให้อยู่ในช่วง 4–5 มก./ลิตร, 3–4 มก./ลิตร และ 2–3 มก./ลิตร ตามลำดับ ความเข้มข้นของ DO และคุณภาพน้ำทิ้งจากส่วนต่างๆ ได้รับการวัดและวิเคราะห์เพื่อกำหนดผลกระทบเฉพาะต่อประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษ
3 การวิเคราะห์ผลกระทบของส่วนหัว DO ความเข้มข้นต่อประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษ
3.1 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด COD
การวิเคราะห์การกำจัดซีโอดีในส่วนหัวของโซนแอโรบิก AAO ภายใต้สภาวะความเข้มข้นของ DO ที่แตกต่างกันสามสภาวะ แสดงค่าซีโอดีของน้ำทิ้งที่ 41.2, 40.2 และ 40.8 มก./ลิตร โดยมีประสิทธิภาพในการกำจัด 91.3%, 90.5% และ 90.8% ตามลำดับ รายละเอียดเฉพาะแสดงอยู่ในรูปที่ 2.
การวิเคราะห์ข้อมูลบ่งชี้ว่าแม้ว่าประสิทธิภาพการกำจัด COD ในส่วนหัวจะแปรผันไปบ้างภายใต้ความเข้มข้นของ DO ที่แตกต่างกัน ความแปรผันโดยรวมมีเพียงเล็กน้อยและไม่แสดงความสัมพันธ์ที่ชัดเจน เมื่อความเข้มข้นของ DO เพิ่มขึ้นจากระดับ 2–3 มก./ลิตร เป็นระดับ 3–4 มก./ลิตร ค่า COD ของน้ำทิ้งและประสิทธิภาพการกำจัดลดลง 1.0 มก./ลิตร และ 0.8% ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของ DO เพิ่มขึ้นเป็นระดับ 4–5 มก./ลิตร ค่า COD ของน้ำทิ้งและประสิทธิภาพในการกำจัดจะเพิ่มขึ้น 0.6 มก./ลิตร และ 0.3% ตามลำดับ ความเข้มข้นของ DO ที่แตกต่างกันไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการกำจัด COD
3.2 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด TN
การวิเคราะห์การกำจัด TN ในส่วนหัวแสดงให้เห็นความเข้มข้นของ TN ของเสียที่ 12.8, 12.3 และ 13.1 มก./ลิตร ภายใต้เงื่อนไข DO สามประการ โดยมีอัตราการกำจัด 68.0%, 66.8% และ 67.7% ตามลำดับ
การวิเคราะห์ข้อมูลบ่งชี้ว่าประสิทธิภาพการกำจัด TN ในส่วนหัวเปลี่ยนแปลงไปบ้างภายใต้ความเข้มข้นของ DO ที่แตกต่างกัน แต่ความแปรผันโดยรวมมีเพียงเล็กน้อยและไม่แสดงความสัมพันธ์ที่ชัดเจน ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่าความเข้มข้นของ DO ที่แตกต่างกันไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการกำจัด TN
3.3 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด TP
การวิเคราะห์การกำจัด TP ในส่วนหัวแสดงความเข้มข้นของ TP ของเสียที่ 0.60, 0.51 และ 0.48 มก./ลิตร ภายใต้เงื่อนไข DO สามประการ โดยมีอัตราการกำจัด 88.1%, 90.7% และ 91.7% ตามลำดับ
การวิเคราะห์ข้อมูลบ่งชี้ว่าประสิทธิภาพการกำจัด TP ในส่วนหัวแปรผันตามความเข้มข้นของ DO การเพิ่มความเข้มข้นของ DO จะลดความเข้มข้นของ TP ของน้ำทิ้ง และปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดให้ดียิ่งขึ้น ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่าระดับความเข้มข้นของ DO ที่ 4–5 มก./ลิตร มีประสิทธิภาพในการกำจัดที่ค่อนข้างสูง
การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมชี้ให้เห็นว่าการตั้งค่าความเข้มข้นของ DO ในส่วนหัวเป็นระดับ 4–5 มก./ลิตร ส่งผลให้ประสิทธิภาพการดูดซึมฟอสฟอรัสสูงขึ้น
4 การวิเคราะห์ผลกระทบของความเข้มข้นของส่วนกลาง DO ต่อประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษ
4.1 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด COD
การวิเคราะห์การกำจัดซีโอดีในส่วนตรงกลางแสดงค่าซีโอดีของเสียที่ 39.9, 38.9 และ 40.4 มก./ลิตร ภายใต้เงื่อนไข DO สามประการ โดยมีประสิทธิภาพในการกำจัด 91.0%, 90.9% และ 91.2% ตามลำดับ รายละเอียดเฉพาะแสดงอยู่ในรูปที่ 3.
การวิเคราะห์ข้อมูลบ่งชี้ว่าแม้ว่าประสิทธิภาพการกำจัด COD ในส่วนตรงกลางจะแปรผันไปบ้างภายใต้ความเข้มข้นของ DO ที่แตกต่างกัน ความแปรผันโดยรวมมีเพียงเล็กน้อยและไม่แสดงความสัมพันธ์ที่ชัดเจน เมื่อความเข้มข้นของ DO เพิ่มขึ้นจากระดับ 2–3 มก./ลิตร เป็นระดับ 3–4 มก./ลิตร ค่า COD ของน้ำทิ้งและประสิทธิภาพการกำจัดลดลง 1.0 มก./ลิตร และ 0.1% ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของ DO เพิ่มขึ้นเป็นระดับ 4–5 มก./ลิตร ค่า COD ของน้ำทิ้งและประสิทธิภาพในการกำจัดจะเพิ่มขึ้น 0.5 มก./ลิตร และ 0.3% ตามลำดับ ความเข้มข้นของ DO ที่แตกต่างกันไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการกำจัด COD
4.2 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด TN
การวิเคราะห์การกำจัด TN ในส่วนตรงกลางแสดงความเข้มข้นของ TN ของเสียที่ 13.8, 13.0 และ 12.9 มก./ลิตร ภายใต้เงื่อนไข DO สามประการ โดยมีอัตราการกำจัด 62.5%, 66.3% และ 66.4% ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ระดับความเข้มข้นของ DO ที่ 3–4 มก./ลิตร และ 4–5 มก./ลิตร ส่งผลให้ประสิทธิภาพการกำจัด TN ดีขึ้น
4.3 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด TP
การวิเคราะห์การกำจัด TP ในส่วนตรงกลางแสดงความเข้มข้นของ TP ของน้ำทิ้งที่ 0.57, 0.52 และ 0.46 มก./ลิตร ภายใต้เงื่อนไข DO สามประการ โดยมีอัตราการกำจัด 88.5%, 90.8% และ 91.5% ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ระดับความเข้มข้นของ DO ที่ 3–4 มก./ลิตร และ 4–5 มก./ลิตร ส่งผลให้ประสิทธิภาพการกำจัด TP ดีขึ้น
การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมชี้ให้เห็นว่าการตั้งค่าความเข้มข้นของ DO ในส่วนตรงกลางเป็นระดับ 3–4 มก./ลิตร จะทำให้ประสิทธิภาพในการกำจัดมลพิษสูงขึ้น
การวิเคราะห์ผลกระทบของความเข้มข้นของส่วนหางต่อประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษ
5.1 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด COD
การวิเคราะห์การกำจัดซีโอดีในส่วนท้ายแสดงให้เห็นประสิทธิภาพในการกำจัด 91.8% ภายใต้เงื่อนไขความเข้มข้นของ DO ทั้งสามเงื่อนไข ความเข้มข้นของ DO ที่แตกต่างกันไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการกำจัด COD
5.2 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด TN
การวิเคราะห์การกำจัด TN ในส่วนท้ายแสดงความเข้มข้นของ TN ของเสียที่ 11.5, 12.7 และ 13.4 มก./ลิตร ภายใต้เงื่อนไข DO สามประการ โดยมีอัตราการกำจัด 72.7%, 67.9% และ 66.5% ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ระดับความเข้มข้นของ DO ที่ 2–3 มก./ลิตร ส่งผลให้ประสิทธิภาพการกำจัด TN ดีขึ้น
5.3 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด TP
การวิเคราะห์การกำจัด TP ในส่วนหางแสดงให้เห็นว่าเมื่อความเข้มข้นของ DO ต่ำกว่า 2.0 มก./ลิตร ประสิทธิภาพการกำจัดจะไม่เกิน 96% ในการทดลองนี้ อัตราการกำจัดภายใต้เงื่อนไข DO ทั้งสามคือ 90% และความเข้มข้นของน้ำทิ้งเป็นไปตามมาตรฐานหลัก
โดยสรุป การตั้งค่าความเข้มข้นของ DO ในส่วนท้ายเป็นระดับ 2–3 มก./ลิตร จะทำให้ประสิทธิภาพในการกำจัดมลพิษสูงขึ้น
บทสรุป
เพื่อตรวจสอบผลกระทบเฉพาะของการจัดหาออกซิเจนตามขั้นตอนในโซนแอโรบิกของกระบวนการ AAO ต่อประสิทธิภาพในการกำจัดมลพิษ โซนแอโรบิกถูกแบ่งออกเป็นส่วนหัว ส่วนกลาง และส่วนท้ายในระหว่างการศึกษา การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการกำจัด COD, TN และ TP ในส่วนต่างๆ เหล่านี้ เมื่อรวมกับผลการวิจัย บ่งชี้ว่าการตั้งค่าระดับความเข้มข้นของ DO ในโซนแอโรบิกสามโซนเป็น 4–5 มก./ลิตร, 3–4 มก./ลิตร และ 2–3 มก./ลิตร ตามลำดับ ช่วยให้บรรลุประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษโดยรวมที่ดีขึ้น แนวทางนี้สามารถให้การสนับสนุนและอ้างอิงสำหรับการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในระบบนิเวศ การอนุรักษ์พลังงาน และความพยายามในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก