ความสามารถในการบำบัดน้ำเสียของมหาวิทยาลัยหัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ ด้วยระบบสลับเป็นกะชนิดเติมอากาศและไร้อากาศ

Abstract

รายงานการวิจัย เรื่อง ความสามารถในการบำบัดน้ำเสียของมหาวิทยาลัยหัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติด้วยระบบบำบัดแบบสลับเป็นกะชนิดเติมอากาศและไร้อากาศ มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียของระบบบำบัดน้ำเสียแบบสลับเป็นกะชนิดเติมอากาศและไร้อากาศ ในการบำบัดน้ำเสียจากมหาวิทยาลัยหัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ โดยใช้ถังปฏิกิริยารูปทรงกระบอกใส ปริมาตรใช้งาน 5 ลิตร อัตราการกวน 100 – 110 รอบ/นาที และใช้ตะกอนจุลินทรีย์เริ่มต้นที่ความเข้มข้น 1,500 มิลลิกรัมต่อลิตร แบ่งการทดลองออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกเป็นการศึกษาประสิทธิภาพของระบบ โดยเริ่มต้นการทดลองที่ช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยา 20 ชั่วโมง และ 48 ชั่วโมง สำหรับระบบฯ ชนิดเติมอากาศและไร้อากาศ ตามลำดับ หลังจากระบบเข้าสู่สภาวะคงที่ จึงเริ่มการทดลองเพื่อหาช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยาที่เหมาะสม โดยลำดับช่วงเวลา แบ่งเป็น 3 ช่วง คือ ช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยา 7 ชั่วโมง 5 ชั่วโมง และ 3 ชั่วโมง สำหรับระบบฯ ชนิดเติมอากาศ และช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยา 24 ชั่วโมง 15 ชั่วโมง และ 5 ชั่วโมง สำหรับระบบฯ ชนิดไร้อากาศ ส่วนช่วงตกตะกอนและระบายน้ำทิ้ง กำหนดให้คงที่ที่ 50 นาที และ 10 นาที ตามลำดับ การทดลองส่วนที่ 2 เป็นการศึกษาปริมาณ และลักษณะตะกอนจุลินทรีย์ในระบบ โดยกล้องจุลทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ผลจากการทดลองส่วนที่ 1 พบว่า ช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยาโดยการเติมอากาศที่ 20 ชั่วโมง ในช่วงเริ่มต้นเดินระบบ เป็นระยะเวลาที่มากเกินความจำเป็น มีผลทำให้ตะกอนลอยตัวและจับตัวติดอยู่บริเวณผนังเหนือระดับน้ำในถังปฏิกิริยา โดยเมื่อระบบเข้าสู่สภาวะคงที่ ระบบมีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีและทีเคเอ็นเฉลี่ย ร้อยละ 52 และร้อยละ 56 ตามลำดับ ส่วนการเริ่มเดินระบบของระบบฯ ชนิดไร้อากาศที่ช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยา 48 ชั่วโมง พบว่า ระบบมีประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีและทีเคเอ็น เฉลี่ยร้อยละ 78 และร้อยละ 52 ตามลำดับ และพบว่า ช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยา 5 ชั่วโมง และ 24 ชั่วโมง เป็นช่วงเวลาเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยาที่เหมาะสมสำหรับระบบฯ ชนิดเติมอากาศและไร้อากาศ ในการบำบัดน้ำเสียมหาวิทยาลัยหัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ โดยระบบฯ ชนิดเติมอากาศ มีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีและทีเคเอ็นเฉลี่ย ร้อยละ 83 และร้อยละ 72 ส่วนระบบฯ ชนิดไร้อากาศ มีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีและ ทีเคเอ็นเฉลี่ย ร้อยละ 88 และร้อยละ 47 โดยพบว่า ช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยาที่แตกต่างกันของระบบฯ ชนิดเติมอากาศ คือ 7 ชั่วโมง 5 ชั่วโมง และ 3 ชั่วโมง ไม่ทำให้ประสิทธิภาพการบำบัดทีเคเอ็นแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ทำให้ประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ โดยประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีที่ระยะเวลาเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยา 7 ชั่วโมง และ 5 ชั่วโมง แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติกับประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีที่ระยะเวลาเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยา 3 ชั่วโมง (α = 0.05) ช่วงเติมน้ำเสียและทำปฏิกิริยาที่แตกต่างกันระหว่าง 24 ชั่วโมง 15 ชั่วโมง และ 5 ชั่วโมง ทำให้ประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ไม่ทำให้ประสิทธิภาพการบำบัดทีเคเอ็นแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (α = 0.05) ผลจากการทดลองส่วนที่ 2 พบว่า หลังจากระบบเข้าสู่สภาวะคงที่ มีการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในระบบ โดยเห็นได้จากความเข้มข้นของตะกอนจุลินทรีย์ที่มีค่าเพิ่มขึ้น ผลการส่องกล้องจุลทรรศน์โดยการย้อมสีตะกอนจุลินทรีย์ พบว่า แบคทีเรียทั้งในระบบฯ ชนิดเติมอากาศและไร้อากาศ เป็นแบคทีเรียชนิดแกรมลบ ชนิดกลมและแท่งเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้ ผลจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พบว่า ในระบบฯ ชนิดไร้อากาศ มีแบคทีเรียชนิดเส้นใยรวมอยู่ด้วย

The treatability of Huachiew Chalermprakiet University wastewater by the aerobic and anaerobic sequencing batch reactor was conducted to study the efficiency of aerobic and anaerobic sequencing batch system for treating wastewater from Huachiew Chalermprakiet University. The cylindrical reactor made from acrylic with working volume of 5 L and mixing rate of 100-110 rpm was set up and the initial sludge concentration of 1,500 mg/L was tested. The experiment was divided into 2 parts. The first part was to study the system efficiency by start-up the system at fill and react period of 20 and 48 hrs for aerobic and anaerobic process, respectively. After steady state condition, the experiment was carried out to determine an appropriate fill and react period, which consisted of 3 different times at 7, 5, 3 hrs for aerobic process and at 24, 15, 5 hrs for anaerobic process. Settle and discharge period were fixed at 50 min and 10 min, respectively. The second part was to determine the concentration and physiology of sludge in the system using microscope and scanning electron microscope. The result of first part indicated that fill and aerobic react period of 20 hrs operating at the beginning was over requirement, which resulted in sludge floating and accumulated on the wall above water level in the reactor. The COD and TKN removal efficiency of 52% and 56% was accomplished when steady state condition was achieved. For starting-up the anaerobic process with 48 hrs of fill and react period, the COD and TKN removal efficiency of 78% and 52% was achieved. The results revealed that the fill and react period of 5 hrs and 24 hrs was appropriate for treating of Huachiew Chalermprakiet University wastewater using aerobic and anaerobic process, respectively. The COD and TKN removal efficiency of 83% and 72% was accomplished by aerobic process, while 88% and 47% was achieved by anaerobic process. No significant difference of fill and react periods of aerobic process of 7, 5 and 3 hrs was observed for TKN removal efficiency. The significant difference of COD removal efficiency between the fill and react periods of 7 and 5 hrs with the fill and react period of 3 hrs was observed (α = 0.05). For anaerobic process, it was revealed that the different fill and react periods of 24, 15 and 5 hrs had the significant difference of COD removal efficiency (α = 0.05). However, no significant difference of TKN removal efficiency was observed. The second part of results showed the increase of microorganisms when steady state condition was achieved. It could be seen from the increase of sludge concentration in the system. The results from microscope observation showed that the sludge in both aerobic and anaerobic process was gram negative bacteria with cocci and rod shape. Moreover, the results from scanning electron microscope showed the existing of filamentous bacteria in the anaerobic process.