Anoxic Zone ในการบำบัดน้ำเสีย

คำนำ:

"โซนที่เป็นพิษ" หมายถึงพื้นที่ภายในโรงงาน/ระบบบำบัดน้ำเสียที่ขาดออกซิเจนละลายน้ำ (DO) โดยทั่วไปแล้ว น้ำที่มีค่า DO น้อยกว่า 0.5ppm ถือว่าเป็น "สิ่งเป็นพิษ" สภาวะที่ไม่เป็นพิษเกิดขึ้นเมื่อจุลินทรีย์ (แบคทีเรีย) ออกซิไดซ์สารอินทรีย์ในอัตราที่เร็วกว่าอัตราการจ่าย DO

ควรสังเกตว่า "แอนแอโรบิก" มักถูกใช้อย่างไม่ถูกต้องแทน "แอนอ็อกซิค" "Anoxic" หมายถึงการไม่มีออกซิเจนโดยเฉพาะ ในขณะที่ "anaerobic" หมายถึงการไม่มีตัวรับอิเล็กตรอน เช่น ออกซิเจน ไนเตรต และซัลเฟต

การบำบัดน้ำเสียเป็นกระบวนการสำคัญที่รับประกันการกำจัดอย่างปลอดภัยหรือการนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ ปกป้องทั้งสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม องค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งของการบำบัดน้ำเสียคือ โซนพิษซึ่งมีบทบาทสำคัญในการลดปริมาณไนโตรเจนและปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัด .

Anoxic Zone คืออะไร?

โซนที่เป็นพิษคือส่วนในกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่ตั้งใจให้ระดับออกซิเจนอยู่ในระดับต่ำเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ไม่ต้องการออกซิเจนในการเผาผลาญของพวกมัน

โดยทั่วไปแล้วโซนที่เป็นพิษจะอยู่หลังถังตกตะกอนหลักและก่อนกระบวนการบำบัดแบบใช้อากาศ ในระหว่างการแยกไนตริฟิเคชัน จุลินทรีย์จะใช้ไนเตรตและไนไตรท์เป็นตัวรับอิเล็กตรอน ซึ่งทำให้พวกมันสามารถสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่ลดปริมาณไนโตรเจนในน้ำเสีย แต่ยังผลิตก๊าซไนโตรเจนซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่ไม่เป็นอันตรายซึ่งถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

เหตุใด Anoxic Zone จึงมีความสำคัญ

ไนโตรเจนส่วนเกินในน้ำเสียอาจทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม เช่น ภาวะยูโทรฟิเคชัน ซึ่งความเข้มข้นของสารอาหารที่มากเกินไปจะนำไปสู่การเติบโตของพืชและสาหร่ายมากเกินไป และทำให้ระดับออกซิเจนในแหล่งน้ำลดลง ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ ด้วยการลดภาระไนโตรเจนก่อนกระบวนการบำบัดแบบใช้ออกซิเจน ประสิทธิภาพการบำบัดโดยรวมจึงดีขึ้น และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดจะลดลง

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในพื้นที่ที่น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วถูกปล่อยออกสู่ระบบนิเวศทางน้ำที่อ่อนไหว

การออกแบบและการดำเนินงานของโซน Anoxic:

การออกแบบและการทำงานของโซนที่เป็นพิษมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพในการลดปริมาณไนโตรเจน ขนาดและรูปร่างของเขตปลอดพิษ อัตราการไหลของน้ำเสีย และประเภทและปริมาณของแหล่งคาร์บอน ล้วนมีบทบาทในการกำหนดอัตราการเดไนตริฟิเคชัน การใช้ระบบตรวจสอบและควบคุมที่เหมาะสมสามารถรับประกันได้ว่าโซนพิษทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โซน anoxic ที่ใหญ่ขึ้นจะให้พื้นที่มากขึ้นสำหรับแบคทีเรียที่แยกไนตริฟิเคชันเพื่อเติบโตและสลายสารอินทรีย์ ในขณะที่โซน anoxic ที่เล็กกว่าอาจส่งผลให้ denitrification ไม่สมบูรณ์ รูปทรงของเขตปลอดพิษยังส่งผลต่อประสิทธิภาพอีกด้วย การออกแบบบางอย่างส่งเสริมการผสมและการกระจายน้ำเสียและจุลินทรีย์ที่ดีขึ้น

อัตราการไหลที่ช้าลงอาจทำให้มีเวลามากขึ้นในการแยกไนตริฟิเคชัน ในขณะที่อัตราการไหลที่เร็วขึ้นอาจให้เวลาไม่เพียงพอสำหรับการแยกไนตริฟิเคชันอย่างสมบูรณ์ เวลากักเก็บไฮดรอลิค (HRT) เป็นพารามิเตอร์หลักที่ใช้ในการกำหนดอัตราการไหลที่เหมาะสมสำหรับโซนที่เป็นพิษ โดย HRT ที่ยาวขึ้นโดยทั่วไปจะสัมพันธ์กับอัตราการแยกก๊าซออกที่สูงกว่า

แบคทีเรียที่แยกไนตริไฟอิงต้องการแหล่งคาร์บอนอินทรีย์เพื่อดำเนินการแยกไนตริฟิเคชัน และความพร้อมใช้งานและประเภทของแหล่งคาร์บอนอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการดีไนตริฟิเคชัน แหล่งที่มาของคาร์บอนทั่วไป ได้แก่ เมทานอล เอทานอล และอะซีเตต ปริมาณและประเภทของแหล่งคาร์บอนที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ปริมาณไนโตรเจนและประเภทของน้ำเสียที่กำลังบำบัด

ความท้าทายและข้อจำกัด:

แม้ว่าโซนที่เป็นพิษจะมีประสิทธิภาพในการลดปริมาณไนโตรเจน แต่ก็สามารถเผชิญกับความท้าทายและข้อจำกัดต่างๆ ได้เช่นกัน ความท้าทายประการหนึ่งคือความพร้อมใช้งานของแหล่งคาร์บอน ซึ่งจำเป็นต่อการส่งเสริมการแยกไนตริฟิเคชัน ในบางกรณี ปริมาณของแหล่งคาร์บอนอาจไม่เพียงพอต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่จำเป็น ซึ่งสามารถจำกัดประสิทธิภาพของเขตพิษได้ ความท้าทายอื่น ๆ อาจรวมถึงการมีสารปนเปื้อนอื่น ๆ ในน้ำเสีย ซึ่งสามารถยับยั้งการแยกไนตริฟิเคชัน และลดประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการบำบัด

คาร์บอนอินทรีย์มีอยู่อย่างจำกัด: ข้อจำกัดหลักประการหนึ่งของเขตปลอดพิษคือปริมาณสารอินทรีย์คาร์บอนในน้ำเสียที่มีอยู่อย่างจำกัด การแยกไนตริฟิเคชันต้องใช้แหล่งคาร์บอนอินทรีย์สำหรับแบคทีเรียในการแยกไนตริไฟต์เพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงาน และหากแหล่งคาร์บอนมีจำกัด ประสิทธิภาพการแยกไนตริฟิเคชันจะลดลง

การแข่งขันกับกระบวนการของจุลินทรีย์อื่นๆ: โซนที่เป็นพิษยังอาจเผชิญกับการแข่งขันกับกระบวนการของจุลินทรีย์อื่นๆ ในระบบบำบัดน้ำเสีย เช่น ไนตริฟิเคชันหรือการกำจัดฟอสฟอรัส กระบวนการเหล่านี้อาจใช้แหล่งคาร์บอนที่มีอยู่และจำกัดความพร้อมใช้งานของคาร์บอนอินทรีย์สำหรับการแยกไนตริฟิเคชัน

ความไวต่อปัจจัยแวดล้อม: โซนที่เป็นพิษสามารถไวต่อการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ค่า pH และความพร้อมใช้งานของออกซิเจน การเปลี่ยนแปลงในปัจจัยเหล่านี้อาจส่งผลต่อกิจกรรมของแบคทีเรียที่แยกสารออกซิไดซ์ และลดประสิทธิภาพการดีไนตริฟิเคชัน

ความต้องการพลังงานสูง: ในบางกรณี เขตปลอดพิษอาจต้องการพลังงานจำนวนมากเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น ระบบหมุนเวียนอากาศหรือการเติมอากาศอาจจำเป็นเพื่อรักษาระดับการผสมและออกซิเจนในน้ำเสียให้เพียงพอ

การบังคับใช้อย่างจำกัดกับน้ำเสียบางประเภท: โซนที่เป็นพิษอาจไม่ได้ผลในการบำบัดน้ำเสียบางประเภท เช่น โซนที่มีปริมาณสารอินทรีย์ต่ำหรือที่มีไนโตรเจนในระดับสูงในรูปแบบที่ไม่สามารถเปลี่ยนเป็นไนเตรตหรือไนไตรท์ได้ง่ายๆ

ความท้าทายในการบำรุงรักษา: โซน Anoxic ต้องการการบำรุงรักษาและการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่ามีการทำงานที่เหมาะสมและป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น การอุดตันหรือการปนเปื้อนของแบคทีเรีย