เพื่อนร่วมงานในด้านการบำบัดน้ำเสียแบบแห้งมีแนวโน้มที่จะสัมผัสกับน้ำเสียที่มีซิลิคอนอินทรีย์อยู่บ้าง ไม่ว่าจะมาจากสวนเคมีหรือที่ระบายออกจากโรงงานเคมีและสิ่งทอรายวัน แม้ว่าสิ่งนี้อาจดูเหมือนไม่มีนัยสำคัญ แต่ก็ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อระบบตะกอนเร่ง หลายครั้ง จู่ๆ สระน้ำทางชีวเคมีก็เกิดฟองที่ผิดปกติและคุณภาพน้ำทิ้งพุ่งสูงขึ้น หลังจากการสอบสวนพบว่าผู้กระทำผิดคือ วันนี้ เราจะมาพูดคุยกันด้วยภาษาธรรมดาว่าซิลิคอนอินทรีย์ส่งผลต่อแอคทิเวเตดสลัดจ์อย่างไร และเราควรจัดการกับมันในการดำเนินงานประจำวันของเราอย่างไร
ก่อนอื่น เรามาพูดถึงว่าซิลิคอนอินทรีย์คืออะไร สิ่งที่เรามักเรียกว่าออร์กาโนซิลิกอน แท้จริงแล้วเป็นคำทั่วไปสำหรับสารประกอบอินทรีย์ประเภทใหญ่ที่มีซิลิคอน เช่น น้ำมันซิลิโคน ยางซิลิโคน และเรซินซิลิโคน ซึ่งทั้งหมดนี้จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้ สิ่งนี้มีข้อดีที่โดดเด่น เช่น ทนความร้อน ทนน้ำ และทนต่อการกัดกร่อน จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม "ข้อเสีย" ของมันอาจส่งผลร้ายแรงสำหรับตะกอนเร่ง ซึ่งยากต่อการย่อยสลายและสะสมได้ง่าย แบคทีเรียเฮเทอโรโทรฟิกและไนตริไฟริ่งทั่วไปไม่สามารถแทะมันได้ ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับความล้มเหลวของระบบชีวเคมีที่ตามมา
ผลกระทบแรกของซิลิคอนอินทรีย์ต่อตะกอนเร่งคือการรบกวนระบบเติมอากาศและขัดขวางประสิทธิภาพการถ่ายโอนมวล นี่ควรเป็นปรากฏการณ์ที่เป็นธรรมชาติที่สุด หลังจากที่ซิลิกอนอินทรีย์เข้าสู่แหล่งชีวเคมี จะเกิดชั้นโฟมที่มั่นคงบนผิวน้ำได้ง่าย โฟมชนิดนี้มีความละเอียดและหนืดแตกต่างจากโฟมบำบัดน้ำเสียทั่วไป โดยมีการยึดเกาะที่แข็งแรง มันไม่ง่ายที่จะแตกหักแม้ในขณะที่ลมพัด นอกจากนี้ยังจะหกไปตามผนังสระซึ่งทำความสะอาดได้ยากมาก ยิ่งไปกว่านั้น ชั้นโฟมนี้ยังแยกการสัมผัสระหว่างอากาศกับน้ำอีกด้วย แม้ว่าคุณจะเปิดพัดลมจนสุด ก็เป็นเรื่องยากที่ออกซิเจนมวลเบาจะละลายในน้ำ ส่งผลให้ออกซิเจนที่ละลายในถังชีวเคมี "ต่ำเสมือน" - จอภาพออนไลน์แสดงค่าที่ดี แต่ตะกอนที่ด้านล่างของถังอยู่ในสถานะขาดออกซิเจนมานานแล้ว ออกซิเจนละลายน้ำไม่เพียงพอจะทำให้ประสิทธิภาพของแบคทีเรียเฮเทอโรโทรฟิคในการย่อยสลายสารอินทรีย์ลดลง และแบคทีเรียไนตริไฟดิ้งก็จะ "นอนราบ" เป็นเพียงเรื่องของเวลาก่อนที่ซีโอดีของเสียและแอมโมเนียไนโตรเจนจะเกินมาตรฐาน
ผลกระทบประการที่สองคือการสะสมบนพื้นผิวของตะกอนตะกอน ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการเผาผลาญของจุลินทรีย์ จุลินทรีย์ในตะกอนเร่งอาศัยเยื่อหุ้มเซลล์ในการดูดซับสารอาหารจากน้ำเสียเพื่อความอยู่รอด ซิลิกอนอินทรีย์มีความสามารถในการละลายไขมันได้ดี และดูดซับได้ง่ายบนพื้นผิวของตะกอน flocs และค่อยๆ ก่อตัวเป็นชั้นของ "ฟิล์มซิลิคอน" เมมเบรนชั้นนี้เปรียบเสมือนการใส่ "ชุดป้องกัน" ที่แน่นหนากับจุลินทรีย์ ป้องกันไม่ให้สารอาหารเข้าไปและของเสียที่เกิดจากการเผาผลาญจะถูกระบายออก ส่งผลให้กิจกรรมของจุลินทรีย์ลดลง เรามักจะสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ว่าก้อนตะกอนจะหลวมและละเอียด และจำนวนโปรโตซัว เช่น ไส้เดือนฝอยและโรติเฟอร์ ลดลงอย่างรวดเร็ว แม้จะนำไปสู่การเสียชีวิตจำนวนมากก็ตาม นี่เป็นลักษณะทั่วไปของการเสริมสมรรถนะซิลิกอนอินทรีย์ เมื่อเวลาผ่านไป ประสิทธิภาพการตกตะกอนของตะกอนจะลดลงอย่างรวดเร็ว โดยค่า SV30 มีความผันผวนสูงและต่ำ และปัญหาต่างๆ เช่น ตะกอนที่ลอยและไหลในถังตกตะกอนรองก็จะเกิดขึ้นตามมาเช่นกัน
จุดที่มองข้ามได้ง่ายอีกประการหนึ่งคือออร์กาโนซิลิคอนสามารถยับยั้งการทำงานของแบคทีเรียที่ทำงานจำเพาะได้ โดยเฉพาะแบคทีเรียไนตริไฟอิง แบคทีเรียไนตริไฟเออร์เองเรียกว่า "หัวใจแก้ว" และมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมและสารพิษเป็นพิเศษ แม้ว่าซิลิกอนอินทรีย์จะไม่ "เป็นพิษ" แบคทีเรียไนตริไฟติ้งโดยตรง แต่ก็สามารถรบกวนปฏิกิริยาของเอนไซม์ภายในแบคทีเรียไนตริไฟติ้งได้ เมื่อสะสมจนถึงความเข้มข้นที่แน่นอนในตะกอนตะกอน ซึ่งทำให้กระบวนการเปลี่ยนแอมโมเนียไนโตรเจนเป็นไนไตรต์และไนเตรตช้าลง หลายครั้งที่เราพบว่าแอมโมเนียไนโตรเจนที่ปล่อยออกมานั้นเกินมาตรฐาน แต่ซีโอดีไม่ได้เปลี่ยนแปลงมากนัก หลังจากตรวจสอบ DO, pH และอายุของตะกอนแล้ว ก็ไม่มีปัญหาใดๆ ในเวลานี้ เราต้องพิจารณาว่าซิลิคอนอินทรีย์ที่มีอิทธิพลเกินมาตรฐานหรือไม่
นอกจากนี้ออร์กาโนซิลิคอนยังสามารถทำให้เกิดความผิดปกติในการหลั่งสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ (EPS) ในตะกอน EPS คือ "กาว" ของตะกอน flocs ซึ่งสามารถยอมให้จุลินทรีย์จับตัวเป็นก้อนและก่อตัวเป็นตะกอนที่มีความเสถียรทางโครงสร้าง การบุกรุกของซิลิกอนอินทรีย์สามารถรบกวนจังหวะการหลั่งของจุลินทรีย์ หรือการหลั่งของ EPS ที่มากเกินไปอาจนำไปสู่ความหนืดของตะกอนที่เพิ่มขึ้นและการอุดตันของท่อได้ง่าย การหลั่งไม่เพียงพอ ตะกอนจะกระจายตัว และการแยกโคลนและน้ำทำได้ยาก สถานการณ์ทั้งสองนี้ค่อนข้างลำบากสำหรับระบบชีวเคมีของเรา
เมื่อพูดถึงผลกระทบมากมาย ทุกคนก็ต้องกังวลว่าจะจัดการกับมันอย่างไร ในความเป็นจริง แนวคิดหลักมีสองเท่า: การควบคุมแหล่งที่มา+การปรับกระบวนการให้เหมาะสม
การควบคุมแหล่งที่มาเป็นแนวทางพื้นฐานที่สุด เราจำเป็นต้องสื่อสารกับองค์กรที่สร้างมลพิษ และกำหนดให้พวกเขาบำบัดน้ำเสียที่มีซิลิกอนอินทรีย์ล่วงหน้า เช่น การใช้การตกตะกอนด้วยวิธีตกตะกอนและการลอยตัวของอากาศ เพื่อกำจัดส่วนหนึ่งของซิลิกอนอินทรีย์ออกก่อน และป้องกันไม่ให้ซิลิคอนอินทรีย์ที่มีความเข้มข้นสูงเข้าสู่ถังชีวเคมีโดยตรง ในการดำเนินงานและบำรุงรักษารายวัน ยังจำเป็นต้องเสริมสร้างการตรวจสอบคุณภาพน้ำที่เข้ามาอีกด้วย เมื่อความเข้มข้นของซิลิคอนอินทรีย์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ควรเปลี่ยนเส้นทางไปยังถังควบคุมอย่างรวดเร็ว ไม่เช่นนั้นปริมาณน้ำที่เข้ามาควรลดลงเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อระบบ
การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเป็นวิธีการชดเชยแกะที่สูญหาย หากโฟมที่เกิดจากซิลิกอนอินทรีย์ปรากฏในสระทางชีวเคมี สามารถเติมสารลดฟองในปริมาณที่เหมาะสมได้ แต่ควรให้ความสนใจกับการเลือกสารลดฟองที่ไม่ใช่ซิลิคอน ไม่เช่นนั้นจะเป็น "การเติมเชื้อเพลิงลงในกองไฟ"; พร้อมเพิ่มอัตราการเติมอากาศอย่างเหมาะสม เพิ่มการรบกวนของน้ำ และลดการสะสมของซิลิคอนอินทรีย์บนพื้นผิวของเหลว นอกจากนี้ หลีกเลี่ยงการปล่อยตะกอนมากเกินไป และให้แน่ใจว่าอายุของตะกอนเพียงพอเพื่อให้จุลินทรีย์ในระบบมีเวลาเพียงพอในการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมซิลิกอนอินทรีย์ที่มีความเข้มข้นต่ำ
สุดท้ายนี้ ควรจำไว้ว่าผลกระทบของออร์กาโนซิลิคอนต่อตะกอนเร่งนั้นเป็น "เรื้อรัง" และอาจไม่มีปัญหาในระยะเริ่มแรก จะต้องใช้ความพยายามมากขึ้นในการจัดการกับมันเมื่อมีโฟมอยู่ทุกหนทุกแห่งและคุณภาพน้ำเกินมาตรฐาน ดังนั้นในการทำงานและบำรุงรักษาในแต่ละวัน เราต้องให้ความสำคัญกับการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของน้ำที่เข้ามาให้มากขึ้น และอย่าปล่อยให้ 'นักฆ่าที่มองไม่เห็น' นี้ทำลายระบบทางชีวเคมีของเรา