วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2559

งานวิจัยนี้ศึกษาแนวทางการลดปริมาณการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนจากภายนอกในการบำบัดไนเทรตในน้ำเสีย โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อควบคุมการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนปริมาณน้อยที่สุดที่เพียงพอกับปริมาณไนเทรตที่ต้องการบำบัด ดำเนินการในถังปฏิกรณ์แอนแอโรบิกฟลูอิดไดซ์เบดที่ใช้เม็ดยางเป็นวัสดุตัวกลาง ในสภาวะที่ไม่มีการหมุนเวียนน้ำเสียภายใน ด้วยการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนเข้าถังปฏิกรณ์แบบเป็นลำดับขั้น (step feed) ในจุดที่สารอินทรีย์คาร์บอนไม่เพียงพอต่อการกำจัดไนเทรต ในการทดลองกำหนดค่าปริมาณไนเทรตเฉลี่ยเข้าระบบเท่ากับ 100 มก.ไนโตรเจน/ล. และใช้กลูโคสเป็นแหล่งสารอินทรีย์คาร์บอน งานวิจัยนี้แบ่งการทดลองออกเป็น 4 ขั้นตอนที่เดินระบบต่อเนื่องในถังปฏิกรณ์เพียงถังเดียว โดยการทดลองขั้นที่ 1 เป็นการเริ่มต้นเดินระบบด้วยน้ำเสียสังเคราะห์ที่มีค่าอัตราส่วน COD/NO3- -N เท่ากับ 5:1 ซึ่งเป็นสัดส่วนที่เหมาะสมทางสตอยชิโอเมตริกของกระบวนการกำจัดไนเทรตทางชีวภาพ เมื่อจุลินทรีย์สร้างฟิล์มชีวภาพบนเม็ดยางและระบบเข้าสู่สภาวะคงตัว พบว่ามีประสิทธิภาพการกำจัดไนเทรตและสารอินทรีย์คาร์บอนเท่ากับร้อยละ 97.59±8.30 และ 85.50±9.07 ตามลำดับ จากนั้นจึงเดินระบบต่อเนื่องเข้าสู่การทดลองขั้นที่ 2 โดยปรับลดค่าอัตราส่วน COD/NO3- -N ในน้ำเสียสังเคราะห์ลงเท่ากับ 1:1 จากการทดลองพบว่า ระบบมีประสิทธิภาพในการกำจัดไนเทรตและสารอินทรีย์คาร์บอนลดลง โดยมีค่าคงเหลือร้อยละ 25.93±9.89 และ 80.36±9.23 ตามลำดับ เมื่อทำการวิเคราะห์ความเข้มข้นไนเทรตและซีโอดีที่จุดเก็บตัวอย่างตำแหน่งต่างๆ ตลอดความสูงของถังปฏิกรณ์ พบว่าสารอินทรีย์คาร์บอนลดลงอย่างรวดเร็วที่บริเวณด้านล่างของถังปฏิกรณ์ จึงบ่งชี้ถึงตำแหน่งในถังปฏิกรณ์ที่สารอินทรีย์คาร์บอนไม่เพียงพอต่อการเกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิเคชัน เมื่อเข้าสู่การทดลองขั้นที่ 3 ซึ่งทำการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนแบบเป็นลำดับขั้นเข้าสู่ถังปฏิกรณ์ เพื่อหาความเข้มข้นของสารอินทรีย์คาร์บอนต่ำที่สุดในการบำบัดไนเทรตให้ผ่านค่าตามมาตรฐานน้ำทิ้ง โดยพบว่าการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนที่ตำแหน่งจุดเก็บตัวอย่างที่ 2 ด้วยค่าอัตราส่วน COD/NO3- -N โดยเฉลี่ยเท่ากับ 3.6:1 ระบบมีประสิทธิภาพในการกำจัดไนเทรตและสารอินทรีย์คาร์บอนสูงสุด เท่ากับร้อยละ 96.86±3.65 และ 95.74±1.84 ตามลำดับ สำหรับการทดลองขั้นสุดท้ายเป็นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงกลุ่มประชากรดีไนทริไฟอิงแบคทีเรียในถังปฏิกรณ์แอนแอโรบิกฟลูอิดไดซ์เบด เมื่อแปรค่าปริมาณการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนที่ป้อนเข้าสู่ระบบแตกต่างกัน ดำเนินการด้วยเทคนิค PCR-DGGE ผลการทดลองพบว่า ปริมาณสารอินทรีย์คาร์บอนในน้ำเสียไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงกลุ่มประชากรดีไนทริไฟอิงแบคทีเรียภายในถังปฏิกรณ์ จึงอาจกล่าวได้ว่า การเติมสารอินทรีย์คาร์บอนเพียงตำแหน่งเดียวในจุดที่เหมาะสมเพียงพอต่อการกำจัดไนเทรตได้อย่างสมบูรณ์ ในถังปฏิกรณ์แอนแอโรบิกฟลูอิดไดซ์เบดที่ใช้เม็ดยางเป็นวัสดุตัวกลาง เมื่อเดินระบบโดยไม่มีการเวียนน้ำเสียกลับ ซึ่งสามารถลดปริมาณการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนจากภายนอกในกระบวนการดีไนทริฟิเคชันได้มาก โดยน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วมีค่าไนเทรตและซีโอดีต่ำและผ่านมาตรฐานน้ำทิ้ง