กระบวนการไนตริฟิเคชันโดยละเอียดในการบำบัดน้ำเสีย

I. ใครมีบทบาทสำคัญในการทำไนตริฟิเคชั่น?

แบคทีเรียออโตโทรฟิกสองประเภทเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้และเป็นผู้เล่นหลักในการทำไนตริฟิเคชัน:

1. แอมโมเนีย-แบคทีเรียออกซิไดซ์ (AOB): แรงหลักในขั้นตอนแรก คือ การออกซิไดซ์แอมโมเนียไนโตรเจน (NH₄⁺) ให้เป็นไนไตรท์ (NO₂⁻)

2. ไนไตรต์-แบคทีเรียออกซิไดซ์ (NOB): แรงหลักในขั้นตอนที่สอง คือ ไนไตรต์ออกซิไดซ์ (NO₂⁻) ให้เป็นไนเตรต (NO₃⁻)

กล่าวโดยย่อ: ไนตริฟิเคชัน=แอมโมเนีย-แบคทีเรียออกซิไดซ์ + ไนไตรต์-แบคทีเรียออกซิไดซ์ เมื่อทำงานร่วมกันหากไม่มีแบคทีเรียทั้งสองชนิดนี้ แอมโมเนียไนโตรเจนก็จะไม่มีวันลดลง

ลักษณะเฉพาะ:

• แบคทีเรีย Autotrophic: ห้ามบริโภคอินทรียวัตถุ ได้รับพลังงานโดยการออกซิไดซ์แอมโมเนียไนโตรเจนและเติบโตโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์

• การเจริญเติบโตช้า วงจรการสร้างยาวนาน; ต้องการอายุโคลนเพียงพอ ไม่ทนต่อแรงกระแทก; ไวต่อความเป็นพิษ

ครั้งที่สอง กระบวนการปฏิกิริยาไนตริฟิเคชั่นที่สมบูรณ์ (สองขั้นตอน)

ขั้นตอนที่ 1: ไนตริฟิเคชั่น (แอมโมเนีย → ไนไตรท์)

บทบาทของแบคทีเรียออกซิไดซ์แอมโมเนีย: ใช้ออกซิเจนจำนวนมาก สร้างกรด และลด pH

ขั้นตอนที่ 2: ไนตริฟิเคชั่น (ไนโตรเจน → ไนไตรท์)

บทบาทของไนไตรท์ออกซิไดซ์แบคทีเรีย:

กระบวนการโดยรวม: แอมโมเนียไนโตรเจน → ไนไตรท์ → ไนเตรต ทั้งหมดในสภาพแวดล้อมแบบแอโรบิก

III. วิธีการรักษาการทำงานของไนตริฟิเคชั่นให้เสถียร

1. ออกซิเจนละลายน้ำที่เพียงพอ (DO) เป็นสิ่งจำเป็น

• ไนตริฟิเคชั่นเป็นกระบวนการแอโรบิกที่รุนแรง

• ควบคุม DO ในถังแอโรบิก: 2.0–3.5 มก./ลิตร

• DO ต่ำ: ไนตริฟิเคชั่นจะหยุดทันที แอมโมเนียไนโตรเจนเกินมาตรฐาน

2. การควบคุม pH และความเป็นด่างอย่างเข้มงวด

• ค่า pH ที่เหมาะสมที่สุด: 7.5–8.5

• ไนตริฟิเคชั่นทำให้เกิดกรด ซึ่งใช้ความเป็นด่าง

• ค่าความเป็นด่างไม่เพียงพอ → ค่า pH ลดลง → การยับยั้งแบคทีเรีย → แอมโมเนียไนโตรเจนไม่ลดลง

• เสริมความเป็นด่าง: โซเดียมคาร์บอเนต, โซเดียมไบคาร์บอเนต

3. เวลาตะกอนที่เพียงพอ (SRT) เป็นสิ่งสำคัญ

แบคทีเรียไนตริไฟริ่งเติบโตช้ามาก ระยะเวลาตะกอนที่สั้นจะส่งผลให้หมดสิ้นไปโดยสิ้นเชิง

• น้ำเสียชุมชนแบบธรรมดา: ควบคุมเวลาตะกอนที่ 10–15 วันขึ้นไป

• อุณหภูมิต่ำ-ในฤดูหนาว: 15–20 วัน

4. อุณหภูมิมีผลกระทบอย่างมาก

• เหมาะสมที่สุด: 25–30 องศาเพื่อให้ไนตริฟิเคชั่นเร็วที่สุด

• ต่ำกว่า 15 องศา กิจกรรมลดลงอย่างเห็นได้ชัด

• แอมโมเนียไนโตรเจนลดได้ยากในฤดูหนาว เนื่องจากอุณหภูมิต่ำจะยับยั้งแบคทีเรียไนตริไฟอิง

5. ไม่อนุญาตให้ใช้สารพิษ

โลหะหนัก ปริมาณเกลือสูง ยาปฏิชีวนะ น้ำเสียอุตสาหกรรมที่เป็นพิษ และแอมโมเนียอิสระในปริมาณที่สูงเกินไป จะยับยั้งแบคทีเรียไนตริไฟติ้งโดยตรง ส่งผลให้ระดับแอมโมเนียไนโตรเจนพุ่งสูงขึ้นทันที

6. ระดับอินทรียวัตถุต้องไม่สูงเกินไป

แบคทีเรียไนตริไฟริ่งนั้นเป็นออโตโทรฟิกและมีความเสี่ยงต่อซีโอดีสูงที่สุด ซีโอดีที่มากเกินไป → แบคทีเรียเฮเทอโรโทรฟิคแย่งชิงออกซิเจนและพื้นที่อยู่อาศัย → แบคทีเรียไนตริไฟติ้งถูกยับยั้ง นำไปสู่ความล้มเหลวของไนตริฟิเคชั่น

DO สูง, pH ที่เหมาะสม, อายุตะกอนที่เพียงพอ, อุณหภูมิคงที่, ไม่มี-ความเป็นพิษ และมีปริมาณอินทรียวัตถุต่ำ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแอมโมเนียไนโตรเจนจะลดลงอย่างเสถียรผ่านไนตริฟิเคชัน