การกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนจากน้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษขนาดเล็ก-และน้ำเสียรวมโดยใช้การบรรจุ MBBR ของวัสดุต่างๆ
เครื่องปฏิกรณ์แบบฟิล์มชีวภาพแบบเคลื่อนย้ายได้ (MBBR) ผสมผสานข้อดีของกระบวนการตะกอนเร่งและกระบวนการฟิล์มชีวภาพแบบดั้งเดิม ทำให้เป็นเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมและการปฏิวัติในการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพสมัยใหม่ การศึกษาก่อนหน้านี้จำนวนมากแสดงให้เห็นว่ากระบวนการ MBBR สามารถบรรเทาแรงกดดันในการกำจัดไนโตรเจนของน้ำเสียในเมืองได้อย่างมีประสิทธิภาพ การบรรจุตัวพาทางชีวภาพ-ในกระบวนการ MBBR สามารถขนส่งฟิล์มชีวภาพไปยังเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมด ส่งเสริมการสัมผัสระหว่างฟิล์มชีวภาพ ออกซิเจน และซับสเตรตของปฏิกิริยา และปรับปรุงประสิทธิภาพของปฏิกิริยาการย่อยสลาย เนื่องจากมีลักษณะความเสถียรและความหนาแน่นที่เป็นเอกลักษณ์ จึงมีแนวโน้มการใช้งานที่หลากหลาย
ในปัจจุบัน บรรจุภัณฑ์ที่เป็นพาหะชีวภาพของ MBBR- ส่วนใหญ่ทำจากวัสดุต่างๆ เช่น โพลีเอทิลีน (PE), โพลีโพรพีลีน (PP), โพลียูรีเทน (PU) และโพลียูรีเทนที่มีรูพรุน (PPC) ในบรรดาบรรจุภัณฑ์เหล่านั้น บรรจุภัณฑ์ MBBR ที่ใช้ PE- มีผลดีต่อการกำจัดโครมา, CODCr, แอมโมเนียไนโตรเจน, ไนโตรเจนทั้งหมด, คาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด และฟีนอลระเหยในน้ำเสีย การบรรจุ PP ส่วนใหญ่จะใช้ในกระบวนการ MBBR แบบรวม เช่น กระบวนการรวม MBBR-AO และกระบวนการรวม MBBR-MBR บรรจุภัณฑ์ PU และ PPC มีความพรุนสูง ซึ่งสามารถให้พื้นที่การยึดติดที่มากขึ้นสำหรับจุลินทรีย์ ช่วยให้จุลินทรีย์เติบโตอย่างรวดเร็วและเสถียร จึงช่วยกำจัดมลพิษอินทรีย์และสารอาหารต่างๆ ในน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ บรรจุภัณฑ์ PE และ PPC เป็นบรรจุภัณฑ์สองประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน บรรจุภัณฑ์ PE ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นโดยมีประสิทธิภาพที่ดีกว่า ในขณะที่บรรจุภัณฑ์ PPC มีความสามารถในการชอบน้ำได้ดีกว่าและพื้นที่ผิวจำเพาะที่ใหญ่กว่า ซึ่งเอื้อต่อการเกาะติดของจุลินทรีย์มากกว่า บรรจุภัณฑ์ทั้งสองประเภทมีข้อดีและข้อเสียในตัวเอง และทั้งสองประเภทมีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีและมีต้นทุนต่ำ อย่างไรก็ตาม มีรายงานเพียงไม่กี่ฉบับเกี่ยวกับผลกระทบในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนจากน้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษระดับไมโคร-และน้ำเสียจากฝนพายุรวม-ในกระบวนการควบคู่ MBBR-AO บทความนี้สำรวจผลกระทบของการเพิ่มบรรจุภัณฑ์ตัวพา-ชีวภาพ MBBR (วัสดุ PE และ PPC) ประเภทต่างๆ ในกระบวนการคู่ MBBR-AO ต่อประสิทธิภาพการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนจากน้ำเสียขนาดเล็ก-ในแม่น้ำและน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองรวม ในขณะเดียวกัน จะวิเคราะห์อัตราการก่อตัวของฟิล์มชีวะและอายุการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ตัวพาทางชีวภาพ MBBR- ที่แตกต่างกัน โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงวิธีการเลือกเฉพาะของบรรจุภัณฑ์ตัวพาทางชีวภาพ MBBR- ที่แตกต่างกันในกระบวนการ MBBR สำหรับการบำบัดน้ำเสีย
1. กระบวนการบำบัดน้ำเสีย
1. 1 ผังกระบวนการและประวัติ-รายละเอียดการบรรจุของผู้ให้บริการ
อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียที่ใช้ในการศึกษานี้คือ-เครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดทางชีวภาพที่ออกแบบเอง โดยใช้กระบวนการควบคู่ MBBR-AO การไหลของกระบวนการหลักแสดงในรูปที่ 1(a) และอุปกรณ์เฉพาะประกอบด้วยตะแกรง ปั๊มยก MBBR bio-บรรจุภัณฑ์ที่ขนส่ง ถังกำจัดไนโตรเจนทางชีวภาพประสิทธิภาพสูง-แบบบูรณาการ ถังตกตะกอน-ประสิทธิภาพสูง ระบบเติมอากาศ ฯลฯ อัตราการไหลที่เข้าของเครื่องปฏิกรณ์คือ 50 ลบ.ม./วัน (ประมาณ 2 ลบ.ม./ชม.) เวลากักเก็บไฮดรอลิกที่มีประสิทธิผลคือ 5 ชั่วโมง และปริมาตรประสิทธิผลของเครื่องปฏิกรณ์คือประมาณ 10 ลบ.ม.
บรรจุภัณฑ์ที่เป็นสารพาหะชีวภาพ-ของ MBBR ในอุปกรณ์บำบัดน้ำเสียเป็นบรรจุภัณฑ์แบบ PE- และบรรจุภัณฑ์แบบเจล PPC บรรจุภัณฑ์ที่ใช้ PE- จะอยู่ในรูปของการแผ่รังสีวงแหวนที่มีขนาด Φ25 มม.×10 มม. มี 19 รู และช่องห้าเหลี่ยม โดยมีพื้นที่ผิวจำเพาะประมาณ 500 ตร.ม./ตร.ม. [รูปที่ 1(b)]; บรรจุภัณฑ์ตัวพาเจล PPC เป็นลูกบาศก์ที่มีขนาด Φ10 มม.×10 มม.×10 มม. และพื้นที่ผิวจำเพาะประมาณ 5,000 ตร.ม./ลบ.ม. [รูปที่ 1(c)]
1.2 คุณภาพน้ำเสีย
ในการศึกษานี้ อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียถูกนำมาใช้เพื่อบำบัดแหล่งน้ำสองประเภท ได้แก่ น้ำเสียขนาดเล็ก-ในแม่น้ำ และน้ำเสียจากพายุรวม- น้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษระดับจุลภาค-มาจากแม่น้ำในเมืองในภูมิภาคเจ้อเจียงที่มีระดับมลพิษต่ำ และความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนค่อนข้างต่ำ โดยมีความเข้มข้นของมวลเฉลี่ย 5 มก./ลิตร น้ำเสียจากพายุรวม-เป็นแหล่งที่มีอิทธิพลของสถานีสูบน้ำเสีย 2 แห่ง (สถานีสูบน้ำ 1 และสถานีสูบน้ำ 2) ของโรงบำบัดน้ำเสียในเจ้อเจียง โดยมีความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนค่อนข้างสูงในช่วง 3 ถึง 20 มก./ลิตร เนื่องจากไนโตรเจนออกไซด์ในอากาศบางชนิดทำปฏิกิริยากับน้ำฝนเพื่อสร้างกรดไนตริกหรือไนเตรตในช่วงฝนตก ซึ่งเอื้อต่อการสืบพันธุ์ของแอมโมเนีย-แบคทีเรียออกซิไดซ์มากกว่า ส่งผลให้ปริมาณแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียค่อนข้างสูง ในขณะเดียวกัน ค่า pH ของแหล่งน้ำทั้งสองแห่งยังคงอยู่ระหว่าง 7 ถึง 9
1.3 พารามิเตอร์การทำงานของอุปกรณ์บำบัดน้ำเสีย
1.2.1 กระบวนการสร้างแผ่นชีวะเบื้องต้น
ระบบบำบัดน้ำเสียเริ่มต้นโดยการเพิ่มการบรรจุเป็นชุดเพื่อสร้างฟิล์มชีวะ ตามผลฟลูอิไดเซชันที่แท้จริงของบรรจุภัณฑ์ในเครื่องปฏิกรณ์ เศษส่วนปริมาตรสุดท้ายของบรรจุภัณฑ์ที่เพิ่มถูกกำหนดให้เป็น 20% ในระหว่างกระบวนการเริ่มต้น- ตะกอนแขวนลอยในระบบจะไม่ถูกส่งกลับ และอัตราส่วนผลตอบแทนของตะกอนในระหว่างการบำบัดน้ำเสียคือ 1:8
1.2.2 การควบคุมพารามิเตอร์การทำงานของอุปกรณ์
อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียทำงานที่อุณหภูมิห้อง (20 องศา) อุปกรณ์เติมอากาศที่ด้านล่างของอุปกรณ์ใช้เพื่อควบคุมอัตราการเติมอากาศระหว่างการบำบัดน้ำเสีย ในขณะเดียวกัน อัตราการไหลเข้าของอุปกรณ์ได้รับการควบคุมที่ 2 ลบ.ม./ชม. และพารามิเตอร์อื่นๆ ในระหว่างการบำบัดน้ำเสียยังคงมีความสอดคล้องโดยพื้นฐาน น้ำเสียจากพายุรวม-จากสถานีสูบน้ำ 1 และสถานีสูบน้ำ 2 รวมถึงน้ำที่มีมลพิษขนาดเล็ก-ในแม่น้ำ ได้รับเลือกให้เป็นตัวอย่างน้ำที่มีอิทธิพล
2. ผลลัพธ์และการสนทนา
2.1 อัตราการเกิดแผ่นชีวะของบรรจุภัณฑ์ MBBR ด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน
ในช่วงเริ่มต้น-อุปกรณ์บำบัดน้ำเสีย คุณภาพน้ำที่ไหลเข้ามีเสถียรภาพ หลังจากเพิ่มบรรจุภัณฑ์เป็นชุด บรรจุภัณฑ์จะเกิดการสร้างแผ่นชีวะและการสุกตามปกติ
ภายใต้สภาวะการทำงานเดียวกัน อัตราการก่อตัวของแผ่นชีวะ-บรรจุภัณฑ์ตัวพาชีวภาพด้วยวัสดุที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากคุณลักษณะโดยธรรมชาติของสารเหล่านั้น อัตราการก่อตัวของแผ่นชีวะของบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ PE- ค่อนข้างช้า โดยต้องเติมสารเคมี เช่น กลูโคส เพื่อการเพาะเลี้ยงด้วยการเติมอากาศแบบปิด จากการสังเกตการทำงานของบรรจุภัณฑ์ PE และ PPC ในกระบวนการควบคู่ MBBR-AO พบว่าประมาณ 5 วันหลังจากการเติมบรรจุภัณฑ์ PE ฟิล์มชีวะสีน้ำตาลสีเหลือง-บางๆ ปรากฏขึ้นบนพื้นผิวของตัวพา หลังจากดำเนินการอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาประมาณ 1 สัปดาห์ พารามีเซีย เอพิสทิลิส โรติเฟอร์ และวอร์ติเซลลาจำนวนเล็กน้อยปรากฏขึ้นบนพื้นผิวพาหะ ซึ่งบ่งชี้ว่าโดยพื้นฐานแล้วแผ่นชีวะได้เจริญเต็มที่แล้ว และการเริ่มต้นระบบ-เสร็จสมบูรณ์ในเวลานี้ ในทางตรงกันข้าม อัตราการก่อตัวของแผ่นชีวะของบรรจุภัณฑ์ PPC นั้นเร็วกว่า และโดยพื้นฐานแล้วแผ่นชีวะจะสุกเต็มที่ในเวลาประมาณ 3 วัน ในขณะที่ตะกอนสามารถถูกดูดซับเข้าไปด้านในของบรรจุภัณฑ์ได้ การก่อตัวของแผ่นชีวะช่วยปรับปรุงการทำงานของแอมโมเนีย-แบคทีเรียออกซิไดซ์ เมื่อเปรียบเทียบกับบรรจุภัณฑ์ PE พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ของบรรจุภัณฑ์ PPC เอื้อต่อการก่อตัวของฟิล์มชีวะและการตรึงจุลินทรีย์มากกว่า สำหรับบรรจุภัณฑ์ PE ที่ใช้วัสดุชนิดเดียวกันในการบำบัดน้ำเสียประเภทต่างๆ ผลกระทบของการก่อตัวของแผ่นชีวะของบรรจุภัณฑ์ก็แสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน จะเห็นได้จากรูปที่ 2(a) ว่ามีฟิล์มชีวะสีน้ำตาลอ่อนบางๆ บนพื้นผิวของบรรจุภัณฑ์ PE ในน้ำขนาดเล็ก-ในแม่น้ำที่มีมลภาวะ อย่างไรก็ตาม รูปที่ 2(b) แสดงให้เห็นว่าชั้นฟิล์มชีวะบนพื้นผิวของบรรจุภัณฑ์ PE ในน้ำเสียจากพายุฝนรวม-นั้นมีการกระจัดกระจาย ซึ่งบ่งชี้ว่าผลกระทบจากการก่อตัวของฟิล์มชีวะของบรรจุภัณฑ์ PE ในน้ำเสียขนาดเล็ก-ในแม่น้ำที่มีมลพิษนั้นดีกว่าผลกระทบจากน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองรวมกันอย่างมีนัยสำคัญ จะเห็นได้จากรูปที่ 2(c) และรูปที่ 2(d) ว่าความแตกต่างในผลการก่อตัวของฟิล์มชีวะของการบรรจุ PPC ในน้ำเสียขนาดเล็ก-ในแม่น้ำและน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองรวมกัน-ไม่มีนัยสำคัญ
2. 2 ความสามารถในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนของบรรจุภัณฑ์ชีวภาพ-ของผู้ให้บริการด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน
ปริมาณไนโตรเจนแอมโมเนียเป็นตัวบ่งชี้สำคัญในการประเมินผลการบำบัดน้ำเสียจากสถานีสูบน้ำที่แท้จริง ดังนั้น ความสามารถในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนจึงมีความสำคัญเชิงปฏิบัติที่สำคัญสำหรับการเลือกประเภทบรรจุภัณฑ์ที่เป็นตัวพาทางชีวภาพ-ในกระบวนการควบคู่ MBBR-AO
2. 3 ผลการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนของการบรรจุ PE และ PPC ต่อน้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษระดับไมโคร- ในระหว่างการดำเนินการระยะสั้น-
ดังที่แสดงในรูปที่ 3 ความเข้มข้นของมวลไนโตรเจนแอมโมเนียที่มีอิทธิพลโดยเฉลี่ยของกระบวนการควบคู่ MBBR-AO กับบรรจุภัณฑ์ PE และ PPC คือ 3.69 มก./ลิตร และ 3.39 มก./ลิตร ตามลำดับ ในขณะเดียวกันความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลจริงมีความผันผวนอย่างมีนัยสำคัญซึ่งเกิดจากฝนตก ในกระบวนการบรรจุ PE ปริมาณการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนโดยเฉลี่ยและอัตราการกำจัดเฉลี่ยของน้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษระดับไมโคร-อยู่ที่ 3.12 มก./ลิตร และ 84.55% ตามลำดับ ซึ่งสูงกว่าปริมาณการกำจัดกระบวนการที่ใช้บรรจุภัณฑ์ PPC (2.56 มก./ลิตร และ 75.52%) สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการเพิ่มบรรจุภัณฑ์ PE ในกระบวนการควบคู่ MBBR-AO เอื้อต่อการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากน้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษขนาดเล็ก-ในระยะสั้น (ภายใน 12 วัน) มากกว่า
2.4 ผลการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนของการบรรจุ PE และ PPC ต่อน้ำเสียจากพายุรวม-ในระหว่าง-การดำเนินการระยะสั้นของกระบวนการ
ดังที่แสดงในรูปที่ 4 ในระหว่างการดำเนินการ-ระยะสั้น (18- วัน) ของกระบวนการควบคู่ MBBR- AO กับการบรรจุ PE ความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลโดยเฉลี่ยของน้ำเสียพายุรวม- จากสถานีสูบน้ำ 1 [รูปที่ 4(a)] และสถานีสูบน้ำ 2 [รูปที่ 4(b)] อยู่ที่ 7.24 มก./ลิตร และ 9.35 มก./ลิตร ตามลำดับ เมื่อเติมบรรจุภัณฑ์ PE ในการบำบัดระยะสั้น (18- วัน) ของน้ำเสียรวมจากพายุฝนฟ้าคะนอง-จากสถานีสูบน้ำ 1 และสถานีสูบน้ำ 2 โดยใช้กระบวนการควบคู่ MBBR-AO ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำทิ้งลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ปริมาณการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 6.93 มก./ลิตร และ 7.9 มก./ลิตร โดยมีอัตราการกำจัดเฉลี่ย 95.71% และ 84.49% ตามลำดับ ในระหว่างการบำบัดระยะสั้น (18- วัน) ของน้ำเสียจากพายุรวม-จากสถานีสูบน้ำที่ 1 อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนยังคงอยู่สูงกว่า 90% และสูงถึงเกือบ 100% ในวันที่ 9 น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดอาจเอื้อต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ติดอยู่มากกว่า ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจน ในขณะเดียวกัน ในระหว่างการบำบัดระยะสั้น (18 วัน) ของน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองรวมจากสถานีสูบน้ำ 2 อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนส่วนใหญ่ยังคงอยู่ประมาณ 90% ซึ่งบ่งชี้ว่าการเพิ่มบรรจุภัณฑ์ PE ในกระบวนการควบคู่ MBBR-AO มีผลกระทบอย่างมากในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองรวมในระยะสั้น (18 วัน)
ดังที่แสดงในรูปที่ 5 ในกระบวนการ MBBR-AO ควบคู่กับการบรรจุ PPC ความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลของน้ำทิ้งพายุรวม-น้ำทิ้งจากสถานีสูบน้ำ 1 [รูปที่ 5(a)] และสถานีสูบน้ำ 2 [รูปที่ 5(b)] อยู่ในช่วงตั้งแต่ 3 ถึง 20 มก./ลิตร และ 3 ถึง 22 มก./ลิตร ตามลำดับ โดยมีความผันผวนอย่างมาก อาจเนื่องมาจากฝนตกทำให้ไนโตรเจนออกไซด์ในอากาศเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสีย ส่งผลให้ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลมีความผันผวนอย่างมาก ความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลโดยเฉลี่ยของน้ำเสียจากพายุรวม-จากสถานีสูบน้ำ 1 และสถานีสูบน้ำ 2 อยู่ที่ 14.76 มก./ลิตร และ 13.26 มก./ลิตร ตามลำดับ หลังการบำบัดระยะสั้น- (24 วัน) โดย MBBR-กระบวนการ AO ควบคู่ไปกับการบรรจุ PPC ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำทิ้งลดลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีความเข้มข้นของมวลเฉลี่ยเพียง 5.32 มก./ลิตร และ 6.42 มก./ลิตร ปริมาณการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 9.44 มก./ลิตร และ 6.84 มก./ลิตร และอัตราการกำจัดโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 63.96% และ 51.58% ตามลำดับ ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่าการบรรจุ PPC มีผลบางอย่างในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองรวมกัน ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนที่สูงในน้ำเสียจากพายุฝนรวม-อาจเกิดจากการนำส่วนประกอบที่ซับซ้อนอื่นๆ เข้าไปในน้ำเสีย ซึ่งจะช่วยยับยั้งการย่อยสลายของแอมโมเนียไนโตรเจนโดยการบรรจุ PPC เมื่อเทียบกับบรรจุภัณฑ์ PE บรรจุภัณฑ์ PPC มีรูพรุนเล็กกว่าและมีรูพรุนสูงกว่า สิ่งเจือปนและอนุภาคแขวนลอยในน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนอง-รวมกันอาจปิดกั้นรูขุมขนของบรรจุภัณฑ์ PPC ซึ่งนำไปสู่การรวมตัวกันภายในบรรจุภัณฑ์ และทำให้ประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนลดลง ในขณะเดียวกัน การศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าแผ่นชีวะที่มีขนาดเล็กกว่า 1 มม. อาจทำให้เกิดการอุดตันของรูพรุนภายในบรรจุภัณฑ์ได้ แม้ว่าแผ่นชีวะสามารถเร่งการอุดตันภายในของบรรจุภัณฑ์ได้ แต่ก็ไม่ใช่ปัจจัยหลัก
ในระหว่าง-การดำเนินงานระยะสั้นของกระบวนการควบคู่ MBBR-AO อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนโดยเฉลี่ยของการบรรจุ PE สำหรับน้ำเสียจากพายุฝนรวม- (95.71% สำหรับสถานีสูบน้ำ 1 และ 84.49% สำหรับสถานีสูบน้ำ 2) สูงกว่าอัตราการกำจัดสำหรับน้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษระดับไมโคร-เล็กน้อย (84.55%) ในทางตรงกันข้าม อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนโดยเฉลี่ยของการบรรจุ PPC สำหรับน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองรวม- (63.96% สำหรับสถานีสูบน้ำ 1 และ 51.58% สำหรับสถานีสูบน้ำ 2) ต่ำกว่าอัตราการกำจัด-น้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษระดับไมโครเล็กน้อย (75.52%) สำหรับบรรจุภัณฑ์ PE เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำในแม่น้ำที่มีมลพิษระดับไมโคร- ความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายในน้ำต่ำในน้ำทิ้งพายุฝนรวม- เอื้อต่อการเกิดไนตริฟิเคชั่นและดีไนตริฟิเคชั่นพร้อมกันของจุลินทรีย์บนบรรจุภัณฑ์ PE เพื่อกำจัดไนโตรเจน ในระหว่างการก่อตัวของแผ่นชีวะของบรรจุภัณฑ์ PPC ตะกอนจะถูกดูดซับเข้าไปด้านในของบรรจุภัณฑ์ ส่งผลให้ความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำเพิ่มขึ้น ซึ่งไม่เอื้อต่อการเกิดไนตริฟิเคชั่นและดีไนตริฟิเคชันของจุลินทรีย์ภายในไปพร้อมๆ กัน ส่งผลให้อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนลดลงในทั้งน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองและน้ำเสียขนาดเล็ก-ในแม่น้ำ
โดยสรุป การเพิ่มบรรจุภัณฑ์ PE เอื้อต่อการย่อยสลายแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียจากพายุรวม-โดยกระบวนการควบคู่ MBBR-AO ในระยะสั้น
ผลการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนของการบรรจุ PE และ PPC ต่อน้ำเสียจากพายุรวม-ในระหว่าง-การดำเนินการระยะยาวของกระบวนการ
ดังที่แสดงในรูปที่ 6 ในระหว่างการดำเนินการระยะยาว- (96- วัน) ของกระบวนการควบคู่ MBBR- AO กับการบรรจุ PE ความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลของน้ำเสียพายุรวม- จากสถานีสูบน้ำ 1 [รูปที่ 6(a)] และสถานีสูบน้ำ 2 [รูปที่ 6(b)] อยู่ในช่วงตั้งแต่ 2 ถึง 25 มก./ลิตร และ 3 ถึง 35 มก./ลิตร ตามลำดับ โดยมีความผันผวนสูง ความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลเฉลี่ยอยู่ที่ 10.20 มก./ลิตร และ 8.93 มก./ลิตร ตามลำดับ หลังการบำบัดโดยกระบวนการควบคู่ MBBR-AO ความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนโดยเฉลี่ยในน้ำทิ้งลดลงเป็น 2.93 มก./ลิตร และ 2.67 มก./ลิตร โดยมีปริมาณการกำจัดโดยเฉลี่ย 7.27 มก./ลิตร และ 6.26 มก./ลิตร และอัตราการกำจัดโดยเฉลี่ย 71.27% และ 70.10% ตามลำดับ ไม่มีความแตกต่างที่มีนัยสำคัญในการย่อยสลายของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียจากพายุรวม-น้ำทิ้งจากสถานีสูบน้ำ 1 และสถานีสูบน้ำ 2 โดยการเพิ่มการบรรจุ PE ในระหว่างการดำเนินการระยะยาว-(96-วัน) ของกระบวนการควบคู่ MBBR-AO และอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนยังคงอยู่ที่ประมาณ 74% สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการเพิ่มบรรจุภัณฑ์ PE ในกระบวนการควบคู่ MBBR-AO มีผลดีต่อการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียรวม-น้ำเสียระหว่างการทำงานระยะยาว- (96- วัน) เมื่อกระบวนการควบคู่กับ MBBR-AO กับการบรรจุ PE ดำเนินการในระยะต่อมา (84-96 วัน) ไม่ว่าสิ่งที่ไหลเข้ามาจะรวมกันจากน้ำพายุ-น้ำเสียจากสถานีสูบน้ำ 1 หรือสถานีสูบน้ำ 2 หรือไม่ ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนที่ปล่อยออกมาก็เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนก็ต่ำกว่าอัตราการกำจัดเกือบ 90% ในระยะแรกของการดำเนินการกระบวนการอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากหลังจากการใช้งานในระยะยาว บรรจุภัณฑ์ PE เองก็ได้รับความเสียหายและมีอายุมากขึ้น และความขรุขระของพื้นผิวของบรรจุภัณฑ์จะเปลี่ยนไป ส่งผลให้ความแข็งแกร่งในการให้บริการและความสามารถในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนลดลง
รูปที่ 7 แสดงการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพล ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนที่ปล่อยออกมา ปริมาณการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจน และอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนในระหว่าง-การทำงานระยะยาวของกระบวนการควบคู่ MBBR- AO กับการบรรจุ PPC ความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลของน้ำเสียจากพายุรวม-จากสถานีสูบน้ำ 1 [รูปที่ 7(a)] และสถานีสูบน้ำ 2 [รูปที่ 7(b)] อยู่ในช่วงตั้งแต่ 3 ถึง 35 มก./ลิตร โดยมีความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลเฉลี่ยอยู่ที่ 10.96 มก./ลิตร และ 8.10 มก./ลิตร ตามลำดับ หลังการบำบัดโดยกระบวนการควบคู่ MBBR-AO ความเข้มข้นของมวลแอมโมเนียไนโตรเจนโดยเฉลี่ยในน้ำทิ้งลดลงเหลือ 3.96 มก./ลิตร และ 3.39 มก./ลิตร โดยมีปริมาณการกำจัดโดยเฉลี่ย 7.00 มก./ลิตร และ 4.71 มก./ลิตร และอัตราการกำจัดโดยเฉลี่ย 63.87% และ 58.15% ตามลำดับ ในระหว่างการดำเนินการระยะยาว-ของกระบวนการควบคู่ MBBR-AO การเพิ่มบรรจุภัณฑ์ PPC มีผลการย่อยสลายที่ดีขึ้นเล็กน้อยต่อแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสีย-พายุฝนรวมจากสถานีสูบน้ำ 1 มากกว่าการย่อยสลายจากสถานีสูบน้ำ 2 แต่ความแตกต่างไม่มีนัยสำคัญ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการเพิ่มการบรรจุ PPC ในกระบวนการควบคู่ MBBR-AO มีผลกระทบในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสีย-น้ำเสียรวมระหว่างการดำเนินการระยะยาว- อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนของกระบวนการควบคู่กับ MBBR-AO กับการบรรจุ PPC ในระหว่างการดำเนินการระยะยาว-นั้นสูงกว่าอัตราการกำจัดดังกล่าวในระหว่างการดำเนินการระยะสั้น- เนื่องจากในระหว่างการดำเนินงาน-ในระยะยาว ตะกอนจะสะสมอยู่ภายในบรรจุภัณฑ์ PPC ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมแบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือเป็นพิษในท้องถิ่น ซึ่งทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัยที่เหมาะสมสำหรับกิจกรรมชีวิตของแบคทีเรียไนตริไฟอิง แบคทีเรียไนตริไฟดิ้งแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็ว และอัตราการเกิดปฏิกิริยาในท้องถิ่นจะเร่งขึ้น
โดยสรุป การเพิ่มบรรจุภัณฑ์ PE เอื้อต่อการย่อยสลายแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียจากพายุรวม-โดยกระบวนการควบคู่ MBBR-AO ในระหว่างการดำเนินการระยะยาว- ในขณะเดียวกัน ควรเปลี่ยนบรรจุภัณฑ์ PE หรือทำความสะอาดในเวลาที่เหมาะสมหลังจากการใช้งานระยะยาว-เพื่อให้แน่ใจว่าแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียยังสามารถถูกกำจัดออกได้อย่างมีประสิทธิภาพในระหว่าง-การดำเนินงานในระยะยาวของกระบวนการควบคู่ MBBR-AO
อายุการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ชีวภาพ-ของผู้ให้บริการขนส่งที่มีวัสดุต่างกัน
เมื่อเปรียบเทียบกับบรรจุภัณฑ์ PPC บรรจุภัณฑ์ PE มีอายุการใช้งานนานกว่าในระหว่างการบำบัดระยะยาว-สำหรับน้ำในแม่น้ำที่ปนเปื้อน- และน้ำเสียรวม- ในระยะยาวโดยกระบวนการควบคู่ MBBR- AO ดังที่แสดงในรูปที่ 8(a) บรรจุภัณฑ์ PPC เกิดการตะกรันและความเสียหายในระหว่างกระบวนการบำบัดน้ำเสียโดยกระบวนการควบคู่ MBBR-AO ในขณะเดียวกัน การแก่และการเกาะตัวจะเกิดขึ้นภายในบรรจุภัณฑ์หลังการดำเนินการระยะยาว- [รูปที่ 8(b) และ 8(c)] บรรจุภัณฑ์ PPC มีความสามารถในการซึมผ่านของตะกอนได้ไม่ดี แม้ว่าบรรจุภัณฑ์แบบฟองน้ำ-เช่น PPC จะมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ แต่รูพรุนภายในของพวกมันก็จะถูกดูดซับด้วยตะกอนได้ง่ายและไหลออกได้ยาก การสะสมของตะกอนภายในบรรจุภัณฑ์ในระยะยาว-มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจนหรือเป็นพิษ ส่งผลให้สีของบรรจุภัณฑ์ค่อยๆ เปลี่ยนจากสีน้ำตาลเป็นสีดำ สิ่งนี้นำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น ตะกรัน การแตกหัก อายุ และการรวมตัวกันของบรรจุภัณฑ์ PPC ในระหว่างการดำเนินการระยะยาว- ส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง นี่ยังเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดผลกระทบที่ไม่ดีของการบรรจุ PPC ในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากน้ำเสียจากน้ำฝนรวม- [รูปที่ 5(a) และ 5(b)] ในทางตรงกันข้าม บรรจุภัณฑ์ PE โดยพื้นฐานแล้วไม่ได้มีปัญหาข้างต้นในระหว่างการบำบัดน้ำเสียระยะยาว-โดยกระบวนการควบคู่ MBBR-AO ซึ่งมีความทนทานดีกว่าและอายุการใช้งานยาวนานกว่า การกำหนดค่าพาหะที่เหมาะสมสามารถบัฟเฟอร์ผลกระทบของการไหลของน้ำบนแผ่นชีวะได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้แผ่นชีวะเติบโตได้อย่างเสถียรโดยไม่ได้รับความเสียหาย
ข้อสรุป
ในการศึกษานี้ มีการเพิ่มบรรจุภัณฑ์พาหะชีวภาพ-PE และบรรจุภัณฑ์ PPC ในระหว่างกระบวนการบำบัดน้ำเสียของกระบวนการควบคู่ MBBR-AO มีการตรวจสอบผลกระทบของวัสดุบรรจุภัณฑ์ต่อการย่อยสลายแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียระดับไมโคร-ในแม่น้ำและน้ำเสียจากพายุรวม- รวมถึงอัตราการก่อตัวของฟิล์มชีวะของจุลินทรีย์และอายุการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน เมื่อเปรียบเทียบกับบรรจุภัณฑ์ PPC บรรจุภัณฑ์ PE มีอัตราการก่อตัวของแผ่นชีวะช้ากว่า แต่มีอายุการใช้งานนานกว่า ในขณะเดียวกัน ไม่ว่าจะใช้ในการบำบัด-ระยะยาวหรือระยะสั้น-สำหรับน้ำเสียขนาดเล็ก-ในแม่น้ำและน้ำเสียจากพายุฝนฟ้าคะนองรวม-โดยกระบวนการควบคู่ MBBR-AO บรรจุภัณฑ์ PE จะแสดงผลการย่อยสลายที่ดีกว่าในแอมโมเนียไนโตรเจน ผลการวิจัยให้การสนับสนุนทางเทคนิคสำหรับการเลือกวัสดุบรรจุภัณฑ์ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย