1. ค่า pH เป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อกระบวนการนิตริฟิเคชัน
ปัจจัยเชิงหน้าที่ที่สำคัญที่สุดในกระบวนการนิตริฟิเคชันคือกิจกรรมของแบคทีเรีย แบคทีเรียที่ทำหน้าที่นิตริฟิเคชันมีความไวต่อค่า pH อย่างมาก ภายใต้สภาวะที่เป็นกลางหรือเป็นด่างเล็กน้อย (ค่า pH อยู่ในช่วง 8–9) กิจกรรมทางชีวภาพของแบคทีเรียจะแข็งแรงที่สุด และกระบวนการนิตริฟิเคชันจะดำเนินไปอย่างรวดเร็ว
ภายใต้สภาวะค่า pH ที่สุดขั้วอื่นๆ เช่น เมื่อค่า pH > 9.6 หรือ < 6.0 กิจกรรมทางชีวภาพของแบคทีเรียที่ทำหน้าที่นิตริฟิเคชันจะถูกยับยั้งและมีแนวโน้มหยุดลงอย่างสมบูรณ์ ทั้งนี้ เมื่อค่า pH > 9.6 แม้ว่าการเปลี่ยนแปลง NH₄⁺ ไปเป็น NO₂⁻ และ NO₃⁻ จะยังคงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วผิดปกติ แต่สมดุลการไอออนของ NH₄⁺ บ่งชี้ว่าความเข้มข้นของ NH₃ เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากแบคทีเรียที่ทำหน้าที่นิตริฟิเคชันมีความไวต่อ NH₃ อย่างยิ่ง จึงส่งผลโดยตรงต่ออัตราการนิตริฟิเคชันในที่สุด
ภายใต้สภาวะที่มีความเป็นกรด (pH < 7.0) อัตราการนิตริฟิเคชันจะลดลง เมื่อ pH < 6.5 อัตราการนิตริฟิเคชันจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และเมื่อ pH < 5.0 อัตราการนิตริฟิเคชันจะเข้าใกล้ศูนย์
2. สาเหตุของการลดลงของค่า pH ระหว่างกระบวนการนิตริฟิเคชัน
การลดลงของค่า pH อาจเกิดจากสองสาเหตุหลัก ประการแรก น้ำที่ไหลเข้ามาอาจมีกรดเข้มข้นซึ่งทำให้ค่า pH ของน้ำเสียที่ไหลเข้าลดลง ส่งผลให้ค่า pH ของสารผสม (mixed liquor) ลดลงด้วย
ประการที่สอง ตามสมการนิตริฟิเคชัน การเปลี่ยนแปลง NH₃-N เป็น NO₃⁻-N จะก่อให้เกิดความเป็นกรดแร่ (H⁺) ซึ่งจะใช้ส่วนหนึ่งของความสามารถในการรองรับกรด (alkalinity) ทั้งนี้ การเปลี่ยน NH₃-N จำนวน 1 กรัมให้กลายเป็น NO₃⁻-N จะใช้ความสามารถในการรองรับกรดประมาณ 7.14 กรัม (คำนวณเป็น CaCO₃) ดังนั้น หากความสามารถในการรองรับกรดในน้ำเสียมีไม่เพียงพอ และโหลดไนโตรเจนแบบทอทัล เคเจลด์ฮาห์ล (TKN) มีค่าสูงสัมพัทธ์ ความสามารถในการรองรับกรดในน้ำเสียอาจถูกใช้หมดสิ้น ส่งผลให้ค่า pH ของสารผสมลดลงต่ำกว่า 7.0 ซึ่งจะทำให้อัตราการนิตริฟิเคชันลดลงหรือหยุดชะงัก
หากไม่มีกรดเข้มข้นอยู่ในน้ำเสียที่ไหลเข้ามา น้ำเสียจากชุมชนทั่วไปมักมีลักษณะเป็นด่างเล็กน้อย หมายความว่าค่า pH โดยทั่วไปจะสูงกว่า 7.0 ในกรณีนี้ ค่า pH จะขึ้นอยู่กับความเป็นด่าง (alkalinity) ของน้ำเสียที่ไหลเข้ามาเป็นหลัก
ดังนั้น ในปฏิกรณ์ไนโตรฟิเคชันแบบชีวภาพ ควรควบคุมค่า pH ของสารผสม (mixed liquor) ให้สูงกว่า 7.0 ให้มากที่สุด เนื่องจากการรักษาระดับ pH ให้สูงกว่า 7.0 เป็นเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับระบบไนโตรฟิเคชันแบบชีวภาพที่ประสบความสำเร็จ เพื่อควบคุมค่า pH อย่างแม่นยำ จำเป็นต้องคำนวณหาค่าความเป็นด่าง (alkalinity) ด้วย หากค่า pH ต่ำกว่า 6.5 จะต้องเติมสารด่างลงในน้ำเสีย
JIDE นำเสนอเซ็นเซอร์วัดค่า pH ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับกระบวนการบำบัดน้ำเสีย ซึ่งรองรับการส่งสัญญาณแบบดิจิทัลและการวัดค่าที่แม่นยำ เซ็นเซอร์เหล่านี้ติดตั้งฟังก์ชันรีเลย์สัญญาณภายนอกสามชุด สามารถสั่งงานปั๊มจ่ายสารเคมีให้เริ่มหรือหยุดทำงานตามค่า setpoint ของค่า pH ที่กำหนดไว้ทั้งระดับสูงและต่ำ เซ็นเซอร์เหล่านี้ถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบค่า pH ภายในกระบวนการไนโตรฟิเคชัน
3. ผลิตภัณฑ์เสริม: การติดตามภาระอินทรีย์ – เครื่องวิเคราะห์ค่า COD/BOD แบบออนไลน์
เครื่องวิเคราะห์ COD และ BOD แบบออนไลน์ของ JIDE ยังถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบกระบวนการไนโตรฟิเคชัน เมื่อใช้กระบวนการตัวกรองอากาศชีวภาพ (BAF) สำหรับไนโตรฟิเคชันและการกำจัดไนโตรเจน การกำจัด NH₄-N จะขึ้นอยู่กับภาระอินทรีย์ (organic load) บางส่วน
เมื่อภาระอินทรีย์เกินค่า 3.0 กิโลกรัม BOD/(ลูกบาศก์เมตรของตัวกลาง•วัน) แม้เพียงเล็กน้อย การกำจัด NH₃-N จะถูกยับยั้ง เมื่อภาระอินทรีย์เกินค่า 4.0 กิโลกรัม BOD/(ลูกบาศก์เมตรของตัวกลาง•วัน) การกำจัด NH₃-N จะถูกยับยั้งอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น เมื่อใช้ตัวกรองอากาศชีวภาพเพื่อกำจัดคาร์บอนและทำไนโตรฟิเคชันพร้อมกัน ภาระอินทรีย์จำเป็นต้องลดลง
เมื่อออกแบบกระบวนการกรองแบบมีอากาศถ่ายเททางชีวภาพ (Biological Aerated Filter) โดยเฉพาะสำหรับการกำจัดสารอินทรีย์ จำเป็นต้องเลือกค่าความเข้มข้นของภาระ BOD ต่อปริมาตร (BOD volume load) ที่เหมาะสมก่อน โดยพิจารณาจากประเภทของน้ำเสียที่จะบำบัดและคุณภาพน้ำทิ้งที่ต้องการ ค่าความเข้มข้นของภาระ BOD ควรกำหนดโดยการวิเคราะห์ข้อมูลการดำเนินงานจริงจากสถานีบำบัดน้ำเสียที่มีลักษณะคล้ายกัน และควรมีค่าเผื่อไว้ในขั้นตอนการออกแบบด้วย ทั้งนี้ เมื่อใช้ระบบกรองแบบมีอากาศถ่ายเททางชีวภาพเพื่อดำเนินการกำจัดคาร์บอนและไนโตรฟิเคชันพร้อมกัน ภาระสารอินทรีย์ต้องลดลง และควรรักษาให้ภาระสารอินทรีย์ต่ำกว่า 2.0 กิโลกรัม BOD/(ลูกบาศก์เมตรของสื่อ•วัน)
EN
