กลไกและข้อดี/ข้อเสียของเทคโนโลยีการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนสำหรับการบำบัดน้ำเสีย

การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นเทคโนโลยีการบำบัดทางชีวภาพที่ใช้ปฏิกิริยาของเอนไซม์จากแบคทีเรียเพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ ในขั้นต้น เทคโนโลยีนี้ส่วนใหญ่ใช้ในโรงบำบัดน้ำเสียในเมืองเพื่อบำบัดตะกอนจากถังตกตะกอนหลักและตะกอนเร่งส่วนเกิน ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี คุณค่าของมันในการบำบัดน้ำเสียอินทรีย์และการใช้ทรัพยากรจึงได้รับการประเมินใหม่

การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการทางชีวเคมีที่ซับซ้อน จากมุมมองของการหมัก สามารถแบ่งได้เป็นสามขั้นตอน จากมุมมองของจุลชีววิทยา ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน

1. กระบวนการหมักสามขั้นตอน

ขั้นตอนการหมักด้วยกรด: เมื่อความเข้มข้นของอินทรียวัตถุในน้ำเสียสูงเกินไปและออกซิเจนที่ละลายน้ำหมดลง ทำให้เกิดสถานะไร้ออกซิเจน คาร์โบไฮเดรตจะสลายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดกรดไขมันต่ำ เช่น กรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก และกรดบิวริก ในเวลานี้ ค่า pH จะลดลงอย่างรวดเร็วเป็น 5.0–6.0 และน้ำเสียจะปล่อยกลิ่นเหม็นรุนแรงออกมา

ขั้นตอนการลดความเป็นกรด: กรดอินทรีย์และสารประกอบไนโตรเจนเริ่มสลายตัว ทำให้เกิดสารต่างๆ เช่น แอมโมเนียและเอมีน ค่า pH จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็น 6.0–6.5 และค่า BOD จะถึงจุดสูงสุด โดยมีฟองและของแข็งลอยอยู่ด้วย

ขั้นตอนการหมักอัลคาไลน์: นี่เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการย่อยอาหาร กรดอินทรีย์ที่สะสมจะถูกสลายตัวเป็นมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ และแอมโมเนีย และเส้นใยและไนโตรเจนเกือบทั้งหมด-ที่มีอินทรียวัตถุจะถูกย่อยสลาย ณ จุดนี้ ค่า pH สูงกว่า 7.5 ค่า BOD ลดลงอย่างรวดเร็ว และกระบวนการย่อยอาหารก็เสร็จสมบูรณ์

2. สองขั้นตอนทางจุลชีววิทยา

ระยะที่ 1 (ระยะการผลิตกรด): ภายใต้การกระทำของ-แบคทีเรียที่สร้างกรด (แอนแอโรบีที่เป็นแบบอาศัยปัญญาและจำเป็นซึ่งพบกันอย่างแพร่หลายในธรรมชาติ) สารอินทรีย์จะถูกย่อยสลายเป็นกรดไขมันต่ำ อัลดีไฮด์ แอลกอฮอล์ ฯลฯ -แบคทีเรียที่สร้างกรดจะแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็วและสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้สูง

ระยะที่ 2 (ขั้นตอนการหมักมีเทน): เมทาโนเจนใช้ผลิตภัณฑ์จากขั้นตอนแรก โดยสลายตัวเป็นมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ เมทาโนเจนเป็นสารแอนแอโรบิกที่มีอัตราการแพร่พันธุ์ช้ามาก และมีความไวต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม (pH อุณหภูมิ สารพิษ) มาก

จุดควบคุมหลัก: ปัจจัยควบคุมสำหรับการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนคืออัตราการแพร่กระจายของเมทาโนเจน ในการหมักอย่างต่อเนื่อง การทำให้กลายเป็นของเหลวและการทำให้เป็นแก๊สจะต้องรักษาสมดุลแบบไดนามิก หากสภาพแวดล้อมถูกรบกวน การหมักมีเทนจะหยุดลง ทำให้เกิดการสะสมของกรดไขมันลดลงและทำให้เกิดการย่อยอาหารผิดปกติ

แม้ว่าการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะมีข้อจำกัดบางประการในการใช้งาน เนื่องจากกระแสหลักในปัจจุบันในการบำบัดขยะอินทรีย์ เช่น การคายน้ำ การทำแห้ง หรือการเผา ข้อดีเฉพาะตัวของมันทำให้มีความสำคัญในสภาพแวดล้อมที่พลังงานในปัจจุบัน-ขาดแคลน

1. การวิเคราะห์ข้อเสีย

น้ำทิ้งต้องมีการบำบัดขั้นที่สอง: ความเข้มข้นของอินทรียวัตถุที่ตกค้างในของเหลวสำหรับแยกการย่อยยังคงสูง ซึ่งต้องได้รับการบำบัดเพิ่มเติม

ปัญหากลิ่น: ซัลเฟอร์และไนโตรเจน-ที่มีน้ำเสียจะทำให้เกิดไฮโดรเจนซัลไฟด์และแอมโมเนียในระหว่างการสลายตัวที่ลดลง และปล่อยกลิ่นเหม็นออกมา

ข้อจำกัดทางเศรษฐกิจ: การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบดั้งเดิมไม่ประหยัดสำหรับน้ำเสียที่มีความเข้มข้นต่ำ-

2. การวิเคราะห์ข้อดี

การประหยัดพลังงาน: ก๊าซชีวภาพที่ผลิตสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ โดยใช้พลังงานเพียงหนึ่ง-ของพลังงานออกซิเดชันทางชีวภาพ

การผลิตตะกอนที่ต่ำและมีเสถียรภาพ: ปริมาณตะกอนส่วนเกินมีน้อย พร้อมคุณสมบัติการทำให้ข้นและแยกน้ำได้ดีเยี่ยม กากตะกอนที่ถูกย่อยจะมีความเสถียรด้านสุขอนามัยและทางเคมี และสามารถใช้เป็นของเสียหรืออาหารสัตว์ได้

ความสามารถในการบำบัดสูง: มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อของแข็งในน้ำเสีย

ข้อดีของการดำเนินงานและอุปกรณ์: อุปกรณ์มีโครงสร้างที่เรียบง่าย ทำงานในระบบปิดโดยไม่มีมลภาวะด้านกลิ่น และไม่ต้องใช้ทักษะทางเทคนิคพิเศษในการทำงาน

การขยายตัวทางเทคโนโลยี: ด้วยการพัฒนาของตะกอนเร่งแบบไม่ใช้ออกซิเจนและกระบวนการฟลูอิไดซ์เบด เทคโนโลยีนี้จึงค่อยๆ นำไปใช้กับการบำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นต่ำ- และคาดว่าประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจจะดีขึ้น