ลักษณะสำคัญของระบบแอตติเวตเตดสลัดจ์
ระบบแอตติเวตเตดสลัดจ์เป็นขบวนการบำบัดน้ำเสีย ทางชีววิทยาที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดสูง ระบบหนึ่ง คือ ประมาณ85-95%จึงเป็นที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบันโดยเฉพาะ อย่างยิ่งในการบำบัดน้ำเสียจากอาคารและโรงงานอุตสาหกรรม การผลิตอาหาร โดยปกติน้ำเสียจะต้องผ่านตะแกรงดักขยะ บ่อดัก ไขมัน บ่อดักกรวดทราย เพื่อแยกเอาเศษวัสดุ และตะกอน ที่มีขนาดใหญ่ออกในขั้นหนึ่งก่อน
จากนั้นน้ำเสียจะถูกนำเข้าสู่ระบบแอตติเวตเตดสลัดจ์ซึ่งประกอบด้วยถังเติมอากาศถังตกตะกอนและระบบสูบตะกอนย้อนกลับเครื่องเติมอากาศที่ติดตั้งอยู่ในถังเติมอากาศจะเพิ่มออกชิเจนให้กับน้ำเสียเพื่อทำให้จุลินทรีย์นำออกซิเจนไปใช้ในการย่อยสลายสิ่งสกปรกในน้ำเสียและการเจริญเติบโตเพิ่มจำนวนต่อไปน้ำตะกอนจากถังเติมอากาศจะนำเข้าสู่ถังตกตะกอนเพื่อแยกตะกอนจุลินทรีย์ออกจากน้ำที่บำบัดแล้วน้ำส่วนใสที่ไหลล้นออกจากถังตกตะกอนจะนำไปฆ่าเชื้อโรคก่อนระบายลงคูคลอง สำหรับตะกอนจุลินทรีย์ที่อยู่ก้นถังตกตะกอนส่วนหนึ่งจะถูกสูบกลับไปยังถังเติมอากาศเพื่อรักษาปริมาณตะกอนจุลินทรีย์ให้เหมาะสม ส่วนอีกส่วนหนึ่งซึ่งเป็นตะกอนส่วนเกินจะต้องนำไปกำจัดทิ้งด้วยระบบกำจัดตะกอนต่อไป
กลไกในการทำงานของระบบแอตติเวตเตดสลัดจ์
หัวใจสำคัญของระบบบำบัดแบบนี้ คือ อาศัยจุลินทรีย์ทั้งหลายที่มีอยู่ในถังเติมอากาศของระบบเป็นตัวย่อยสลาย สิ่งสกปรกที่มีอยู่ในน้ำเสียให้หมดไปหรือจนมีความสะอาดพอที่จะระบายทิ้งได้โดยไม่ก่อให้น้ำคูคลองเน่าเลียอีกสิ่งสกปรกในน้ำเสียที่จุลินทรีย์สามารถย่อยสลายได้ส่วนใหญ่เป็นพวกสารอินทรีย์ทั้งในรูปที่ละลายน้ำได้และในรูปของคอลลอยด์ผลผลิตสุดท้ายที่ได้จากการย่อยได้แก่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ เซลจุลินทรีย์ตัวใหม่ และพลังงานดังนี้
น้ำเสีย ( สารอินทรีย์ )+จุลินทรีย์+ออกซิเจน -> คาร์บอนไดออกไซด์+น้ำ+จุลินทรีย์ตัวให้+พลังงาน
เซลจุลินทรีย์โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนที่เป็นสารอินทรีย์ 70-90 % และส่วนที่เป็นสารอนินทรีย์อีก 10-30 % ดังนั้น จะเห็นได้ว่าสารอินทรีย์ซึ่งเป็นสิ่งสกปรกส่วนใหญ่ในน้ำเสียจะถูกเปลี่ยนมาเป็นเซลของจุลินทรีย์นั่นเองเนื่องจากตะกอน จุลินทรีย์มีน้ำหนักมากกว่าซึ่งสามารถแยกออกจากน้ำได้ง่ายด้วยถังตกตะกอน
ส่วนประกอบที่สำคัญ ของระบบแอคติเวตเตดสลัดจ์
ส่วนประกอบที่สำคัญ ของระบบแอคติเวตเตดสลัดจ์ ระบบบำบัดแบบนี้มีส่วนประกอบที่สำ คัญอยู่ 3 ส่วนคือ
1. ถังเติมอากาศ ( Areation Tank )
ทำหน้าที่เป็นถังเลี้ยงตะกอนจุลินทรีย์ให้เจริญเติบโตและเพิ่มจำนวนให้เพียพอต่อการย่อยสลาย สารอินทรีย์ในน้ำเสีย โดยการบำบัดสิ่งสกปรกต่างๆ ของระบบจะเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ในถังนี้ ภายถังในเติมอากาศจะติดตั้งเครื่องเติมอากาศ (Aerator) ไว้เพื่อเพิ่มออกซิเจนให้แก่น้ำเสีย รวมทั้งเป็นเครื่องกวนน้ำเสียให้สัมผัสกับจุลินทรีย์ไปในตัวด้วย
2. ถังตะกอน (Sedimentation Tank)
ทำหน้าที่เป็นถังแยกตะกอนจุลินทรีย์ออกจากน้ำที่บำบัดแล้วซึ่งส่งมาจากถัง เติมอากาศโดยน้ำตะกอนจะถูกกักอยู่ในถังนี้ช่วงเวลาหนึ่ง น้ำส่วนใสจะไหลล้นไป ส่วนตะกอนที่อยู่ก้นถังส่วนหนึ่งจะถูกสูบกลับไปยังถังเติมอากาศอีกครั้ง และอีกส่วนหนึ่งจะเป็นตะกอนส่วนเกินทีต้องนำไปกำจัด
3. ระบบสูบตะกอนย้อนกลับ (Sludge Recycle)
ทำหน้าที่สูบตะกอนจุลินทรีย์ที่แยกออกจากน้ำส่วนใสแล้วกลับมายังถังเติมอากาศอีกครั้งทั้งนี้เพื่อควบคุมปริมาณจุลินทรีย์ ในถังเติมอากาศให้เหมาะสม และเพียงพอต่อการทำลายสิ่งสกปรกในน้ำเสีย
ตัวแปรสำหรับการควบคุมระบบแอตติเวตเตดสลัดจ์
ตัวแปรสำคัญที่ใช้ควบคุมการทำงานของระ บบแอคติเวตเตดสลัดจ์ มีอยู่ 2 ตัวแปรดังนี้
1. อายุตะกอน (Sludge Age)
อายุตะกอน หมายถึงระยะเวลาเฉลี่ยที่ตะกอนจุลินทรีย์หมุนเวียน อยู่ในถังเติมอากาศการควบคุมกระทำได้โดยการนำตะกอนส่วนเกินออกจากระบบ ดังนั้นจึงสามารถควบคุมให้มีค่าคงทีได้ตามต้องการ โดยทั่วไปจะควบคุมให้มีระบบอายุตะกอน 5-15 วัน
2. อัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์( F/M ratio )
F/M ratio หมายถึง อัตราส่วนของน้ำหนักสารอินทร ีย์ในน้ำเสียที่เข้าระบบ ( กิโลกรัมต่อวัน ) ต่อน้ำหนักตะกอน จุลินทรีย์ในระบบ ( กิโลกรัม ) โดยทั่วไปจะควบคุมให้ระบบมีค่า F/M ratio ระหว่าง 0.1-0.4 ต่อวันคุณสมบัติของน้ำเสีย มักมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาทั้งในแง่อัตราการไหลและความเข้มข้นของสารอินทรีย์ที่เข้าสู่ระบบทำให้การควบคุมระบบ โดยใช้ F/M ratio กระทำได้ยากและมีความไม่แน่นอน ในทางปฏิบัติจึงนิยมควบคุมระบบโดยอายุตะกอนมากกว่า
ปัญหาสำคัญในการควบคุมระบบแอตติเวตเตดสลัดจ์
ปัญหาที่พบมากที่สุดในการควบคุมระบบแอตติเวตเตดสลัดจ์ มี 2 ปัญหาคือ ปัญหาการลอยตัวของตะกอนในถังตะกอน (Rising Sludge) และปัญหาตะกอนเบาจมตัวลำบาก (Bulking Sludge)
1. การลอยตัวของตะกอนในถังตกตะกอน
สาเหตุเนื่องมาจาก ตะกอนตกอยู่ในก้นถังตกตะกอนนานเกินไปจนทำให้เกิดปฏิกิริยาชีวเคมีเปลี่ยนสารประกอบ ไนไตรท์และไนเตรตเป็นก๊าซไนโตรเจน ก๊าซที่เกิดขึ้นจะถูกกักอยู่ในตะกอนถ้ามีมากจะพาตะกอนลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ
2. ตะกอนเบาจมตัวลำบาก
ในระบบแอคติเวตเตดสลัดจที่มีประสิทธิภาพการบำบัดสูงตะกอนจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศจะมีสีน้ำตาลแก่จับกัน เป็นก้อนใหญ่และจมตัวได้อย่างรวดเร็ว ในกรณีที่เกิดตะกอนเบานั้นจะเป็นตะกอนละเอียดจมตัวได้ช้าและไม่อัดตัวแน่นสาเหตุ มีสองประการคือ อาจเกิดจากเชื้อราที่เป็นเส้นใย หรืออาจเกิดจากมีน้ำอยู่ในตะกอนระหว่างเซลของจุลินทรีย์มากทำให้ตะกอน มีความหนาแน่นเกือบเท่ากับน้ำจึงจมตัวได้ลำบาก
