การบำบัดของเสียที่เป็นของเหลวจากอุตสาหกรรมเกษตร

1. การบำบัดของเสียที่เป็นของเหลวจากอุตสาหกรรมเกษตรการบำบัดของเสียที่เป็นของเหลวจากอุตสาหกรรมเกษตร

2. สภาพแวดล้อมในปัจจุบันมีลักษณะเสื่อมโทรมลงไม่ว่าจะเป็นทางด้าน อากาศ ทรัพยากร ป่าไม้ สัตว์ป่า ต่าง ๆ ล้วนแล้วแต่สร้างปัญหาให้กับมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง น้ำเป็นสิ่งที่นับวันจะทวีความสำคัญขึ้นระบบบำบัดน้ำเสียต่างๆ จึงเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องมีการใช้ในการบำบัดน้ำเสียเพื่อให้มีคุณภาพที่ไม่ทำให้สภาพแวดล้อมเสื่อมลง

3. แหล่งของน้ำเสีย ที่มาของน้ำเสียก็มีจากหลายแห่ง เช่น น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม น้ำเสียจากบ้านเรือนของมนุษย์ น้ำเสียจากการเกษตร เป็นต้น แต่น้ำเสียที่ก่อให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดมาจากโรงงานอุตสาหกรรมที่ไม่มีการบำบัดของเสียก่อนปล่อยสู่แม่น้ำลำคลองหรือมีระบบบำบัดที่ไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงควรที่จะต้องมีมาตราการที่นำมาใช้ควบคุมการบำบัดน้ำเสียก่อนปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมอย่างเร่งด่วน

4. แหล่งที่มาของน้ำเสีย ที่มาของน้ำเสียมาจากหลายแห่ง เช่น • น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งก่อให้เกิดผลเสียแก่สิ่งแวดล้อมมากที่สุด • น้ำเสียจากบ้านเรือนของมนุษย์ • น้ำเสียจากการเกษตร

5. แหล่งของน้ำเสียจากอุตสาหกรรมแหล่งของน้ำเสียจากอุตสาหกรรม จำแนกออกได้เป็น 3 ประเภท ตามแหล่งกำเนิด 1. น้ำเสียจากมนุษย์ (Domestic wastewater) มาจากน้ำที่ใช้ในการทำความสะอาดโรงงานและการใช้ของคนงาน 2. น้ำเสียจากกระบวนการ (Process wastewater) มาจากการกระเด็นการรั่วซึม และการล้างผลิตภัณฑ์ ซึ่งน้ำเหล่านี้ก็จะมีเศษน้ำมันของเครื่องจักร หรือสารเคมีที่ก่อให้เกิดอันตรายได้

6. 3. น้ำจากการหล่อเย็น (Cooling wastewater) มาจากกระบวนการหล่อเย็นต่างๆ ที่อาจจะมีการหลุดรอดของสารในกระบวนการผลิตหรืออาจมีการสะสมของเกลือตะกรันที่จะเกิดขึ้นหากไม่มีการระบายน้ำเสียเป็นเวลานาน

7. ลักษณะของน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเกษตรลักษณะของน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเกษตร 1. สิ่งเจือปนในน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเกษตร มาจากวัสดุและสารต่างๆ ที่ใช้ภายในโรงงาน เช่น เศษวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์ระหว่างกระบวนการผลิต ผลิตภัณฑ์ที่สำเร็จแล้ว สารเคมีที่ใช้ในการปรุงแต่งสิ่งเจือปนพอจะจำแนกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ

8. 1.1 สารอนินทรีย์ (inorganic matters) ได้แก่ สารเคมี ไอออนของโลหะต่างๆเช่น น้ำเสียจากโรงงานชุบโลหะจะมีแมกนีเซียมแคลเซียม โซเดียม และเหล็กเป็นต้น • 1.2 สารอินทรีย์ (organic matters) มาจากการแปรรูป ผลิตผลทางการเกษตร เช่น น้ำตาล หรืออนุพันธ์ของน้ำตาล น้ำมัน กรดอินทรีย์ปิโตรเลียม สารสังเคราะห์อื่นๆ ที่ได้จากปิโตรเลียม สี โปรตีน เป็นต้น

9. 2. การเปลี่ยนแปลงอันเนื่องมาจากระบบการผลิต • ได้แก่ อัตราการไหล และความเข้มข้นของน้ำเสียจากกระบวนการอุตสาหกรรมเกษตร ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงภายในการทำงานวันหนึ่งๆขึ้นเช่น การล้างถังหมักของโรงงานเบียร์ในแต่ละครั้ง

10. ขั้นตอนของกระบวนการบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเกษตรขั้นตอนของกระบวนการบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเกษตร • โดยทั่วไปมีขั้นตอนของการบำบัดน้ำเสีย 4 ขั้นตอน คือ • 1. การบัดบัดขั้นแรก (Pretreatment) • 2. การบำบัดขั้นต้น (Primary treatment) • 3. การบำบัดขั้นที่สอง (Secondary treatment) • 4. การบำบัดขั้นที่สาม (Tertiary treatment)

11. 1. การบำบัดขั้นแรก (Pretreatment) • น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมหลายชนิดจำต้องมีการบำบัดล่วง หน้าก่อนที่จะเข้าสู่ระบบบำบัดรวม ทั้งนี้เนื่องจากต้องการลดผลเสียที่อาจจะเกิดขึ้นกับระบบบำบัด เนื่องจากน้ำเสียชนิดนั้นอาจจะมี equalization, neutralization, oiland grease removalเป็นต้น

12. 2.การบำบัดขั้นต้น (Primary treatment) • เป็นการบำบัดขั้นตอนแรกของกระบวนการซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะลดภาระการบำบัดของระบบด้วยกระบวนการที่ค่อนข้างง่ายได้แก่ screening, gritchamber, gravity sedimentation เป็นต้น

13. 3.การบำบัดขั้นที่สอง (Secondary treatment) • เป็นการบำบัดหลักสารที่ต้องการกำจัดออกส่วนใหญ่จะถูกกำจัดออกในขั้นตอนนี้ ได้แก่ activated sludge, trecklingfilter , incineration, precipitation เป็นต้น

14. 4. การบำบัดขั้นที่สาม (Tertiary treatment) • เป็นกระบวนการบำบัดขั้นสุดท้ายที่จะแต่งเติมให้บรรลุวัตถุประสงค์ที่ตั้งเอาไว้ เช่น chlorination เพื่อฆ่าเชื้อโรคก่อนที่จะทิ้งลงสู่แหล่งน้ำ carbon adsorption เพื่อจำกัดสารอินทรีย์ที่หลงเหลือ ionexchange กำจัดไอออนที่เหลือเพื่อนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ เป็นต้น

15. กระบวนการบำบัดน้ำเสียกระบวนการบำบัดน้ำเสีย สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 กระบวนการใหญ่ๆ ดังต่อไปนี้ 1. กระบวนการทางกายภาพ (Physical Unit Operations) 2. กระบวนการทางเคมี (Chemical Unit Process) 3. กระบวนการทางชีวภาพ (Biological Unit Process) 4. กระบวนการทางกายภาพ-เคมี (Physiochemical Unit Processes)

16. 1. กระบวนการทางกายภาพ(Physical Unit Operations) • เป็นวิธีการบำบัดน้ำเสียที่อาศัยแรงต่างๆ ทางกายภาพ เพื่อการแยกของแข็งที่ไม่ละลายน้ำออกจากน้ำเสีย ขั้นตอนของระบบบำบัดน้ำเสียโดยมีวิธีการต่างๆ เช่น • การดักด้วยตะแกรง (Screening) • การตัดย่อย (Comminution) • การกวาด (Skimming) • การกวน (Mixing) การทำให้ลอย (Floatation) • การตกตะกอน (Sedimetation) • การแยกตัวด้วยแรงเหวี่ยง (Centrifugation) • การกรอง (Filtration) • การกำจัดตะกอนหนัก (Grit removal)

17. 2.กระบวนการทางเคมี(Chemical Unit Process) • เป็นวิธีการบำบัดน้ำเสียที่ปนเปื้อนสารเคมีผสมกับน้ำเสียโดยจะมีการเติมสารเคมีบางชนิดเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีแล้วแยกเอามลสารต่างๆ ออกจากน้ำเสีย เช่น • การตกตะกอนผลึก (Precipitation) • การทำให้เป็นกลางหรือการสะเทิน(Neutralization) • การฆ่าเชื้อโรค (Disinfection)

18. 3.กระบวนการทางชีวภาพ (Biological Unit Process) • เป็นวิธีการบำบัดน้ำเสียที่อาศัยจุลินทรีย์ที่จะทำการย่อยสลายแล้วเปลี่ยนสารอินทรีย์ต่างที่ปนเปื้อนน้ำเสียให้เป็นก๊าซคาร์บอนได-ออกไซด์ลอยขึ้นสู่อากาศซึ่งจะได้จุลินทรีย์เซลล์ใหม่เพิ่มจำนวนขึ้น เช่น ระบบบำบัดแบบ Activated sludge, Trickling filter, Aerated lagoon, Anaerobic pond, Stabilization เป็นต้น

19. 4.กระบวนการทางกายภาพ-เคมี(Physiochemical Unit Processes) • เป็นวิธีการบำบัดน้ำเสียที่อาศัยทั้งเทคนิคทางกายภาพและทางเคมีร่วมกัน เพื่อใช้ในการกำจัดทั้งสารอนินทรีย์และสารอินทรีย์ที่ละลายอยู่ในน้ำเสีย เช่น ระบบIon exchange, Carbonadsorption,Reverse osmosis, Electrodialysis เป็นต้น

20. ปัจจุบันมีระบบบำบัดน้ำเสียหลายวิธี แต่ละระบบมีความเหมาะสมกับการบำบัดน้ำเสียที่มีคุณสมบัติต่างๆ กันไป ซึ่งระบบ แอ็คติเวตเต๊ดสลัดจ์ (Activated sludge) หรือ ระบบบำบัดแบบเลี้ยงตะกอนหรือตะกอนเร่ง เป็นระบบบำบัดน้ำเสียชนิดหนึ่งที่ได้รับความนิยมอย่างมาก ข้อดี คือ เป็นระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้พื้นที่น้อย ข้อเสีย คือ ต้องใช้เครื่องจักรกลมาก, ค่าใช้จ่ายการควบคุมสูง, ต้องการผู้ควบคุมระบบบำบัดน้ำเสียที่มีความสามารถและ ความชำนาญ

21. กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบ Activated sludge เป็นการบำบัดน้ำเสียทางชีววิทยา ซึ่งอาศัยสิ่งมีชีวิตอันได้แก่พวกจุลินทรีย์ทั้งหลาย ในการกิน ทำลาย ย่อยสลาย ดูดซับ หรือเปลี่ยนรูปของมวลสารต่างๆ ที่มีอยู่ในน้ำเสียให้มีค่าความสกปรกน้อยลง

22. กลไกในการทำงานของกระบวนการ Activated sludge มวลสารอินทรีย์ + จุลินทรีย์ ----> จุลินทรีย์ตัวใหม่ + คาร์บอนไดออกไซด์ +น้ำ+ พลังงาน มวลสาร (POLLUTANTS) ที่อยู่ในน้ำเสียจะถูกจุลินทรีย์ใช้เป็นอาหารและเจริญเติบโตขยายพันธุ์ต่อไป ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะลอยขึ้นไปในอากาศ ส่วนน้ำจะผสมออกไปกับน้ำที่บำบัดแล้ว พลังงานก็จะถูกจุลินทรีย์ใช้ในการดำรงชีวิต

23. สรุป คือ มวลสารส่วนใหญ่ได้แก่ สารอินทรีย์ต่างๆ ในน้ำเสียจะถูกเปลี่ยนมาเป็นมวลจุลินทรีย์ที่หนักกว่าน้ำ สามารถแยกออกได้ง่ายด้วยการตกตะกอนในถังตกตะกอน น้ำเสียที่ถูกจุลินทรีย์นำสารอินทรีย์ต่างๆ มาใช้ ก็จะเป็นน้ำที่สะอาดพอที่จะปล่อยทิ้งได้โดยไม่เกิดการเน่าเหม็น

24. จุลินทรีย์ในระบบ Activated Sludge แบ่งออกเป็น 4 ประเภท คือ 1. จุลินทรีย์ที่สร้างฟลอค (Floc Former) จุลินทรีย์ในกลุ่มนี้ส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียที่สามารถจับตัวกันเป็นกลุ่มฟลอค และตกตะกอนได้ดี 2. Saprophyte จุลินทรีย์ในกลุ่มนี้ส่วนใหญ่จะเป็นแบคทีเรียที่ทำหน้าที่ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ บางชนิดก็จะทำหน้าที่สร้างฟลอคด้วย

25. 3. จุลินทรีย์ทำลาย (Predator) จุลินทรีย์ในกลุ่มนี้ประกอบด้วยโปรโตซัว (Protozoa) อมีบา (Amoeba) โรติเฟอร์ (Rotifer) ทำหน้าที่กินจุลินทรีย์ที่มีขนาดเล็กกว่าเป็นอาหาร • 4. จุลินทรีย์ก่อกวน (Nuisance Microorganisms) เป็นพวกที่ก่อกวนการทำงานของระบบ เช่นแบคทีเรียที่เป็นเส้นใย (FilamentousBacteria) ซึ่งทำให้เกิดอาการตะกอนไม่จมตัว(Bulkin Slugde)

26. การเกิด Activated Sludge เกิดขึ้นต่อเนื่องกัน 3 ขั้นตอนในถังเติมอากาศ คือ 1. ขั้นส่งถ่าย (Transfer Step) 2. ขั้นเปลี่ยนรูป (Convertion Step) 3. ขั้นรวมตะกอน (Flocculation Step)

27. ขั้นแรก สารอินทรีย์ในน้ำเสียจะถูกจุลินทรีย์ดูดมาติดที่ผนังเซลล์และส่งน้ำย่อยออกมาย่อยสลายจนสารอินทรีย์เปลี่ยนไปอยู่ในรูปของโมเลกุลที่เล็กพอ ที่จะซึมผ่านเข้าข้างในเซลล์เพื่อใช้เป็นสารอาหารได้ ในขั้นตอนนี้จะใช้เวลาประมาณ 15 ถึง 30 นาที น้ำย่อยหรือเอนไซม์ (Enzymes) นี้จุลินทรีย์จะผลิตขึ้นมาไว้ภายในเซลล์และในน้ำที่อยู่รอบตัวของมันสารอินทรีย์แต่ละชนิดต้องใช้เอนไซม์เฉพาะอย่างในการย่อย ดังนั้น จุลินทรีย์จึงต้องปรับตัวและผลิตเอนไซม์ออกมาใช้ให้เหมาะสมกับชนิดของน้ำเสียต่างๆ และต้องให้เวลาแก่จุลินทรีย์ในการปรับตัวที่พอเหมาะ (Acclimatize) โดยเฉพาะในช่วงเริ่มการทำงาน (Start-up) ของระบบบำบัดน้ำเสีย

28. ขั้นที่สองเมื่อจุลินทรีย์ถูกย่อยให้มีโมเลกุลเล็ก และสามารถละลายน้ำผ่านเข้าไปในเซลล์ได้แล้ว ก็จะถูกจุลินทรีย์ทำการเปลี่ยนรูปโดยกระบวนการสังเคราะห์ (Synthesis) ซึ่งหมายถึงการสร้างเซลล์ใหม่ และกระบวนการออกซิเดชัน (Oxidation) ซึ่งหมายถึง ปฏิกิริยาที่มีการเติมออกซิเจนแล้วได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และพลังงาน กระบวนการทั้งสองนี้รวมกันเป็นกระบวนการทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นในจุลินทรีย์ (Metabolic Process)

29. ขั้นที่สาม เป็นการรวมตัวของตะกอนเร่งโดยจุลินทรีย์จะถูกกวนผสมกันอยู่ในถังเติมอากาศเมื่อมาชนกันก็จะจับรวมตัวกันเป็นตะกอนที่ใหญ่ขึ้นเรียกว่า ฟลอค (Floc) หรือตะกอนเร่ง (Activated Sludge) ซึ่งตกตะกอนได้ดีกว่าเซลล์เดี่ยวทำให้สามรถแยกออกจากน้ำที่บำบัดแล้วได้ง่าย เมื่อตะกอนเร่งไปสัมผัสกับน้ำเสียซึ่งมีสารแขวนลอย (Suspended Material) หรือคอลลอยด์ (Colloidal Material) ก็จะจับมวลสารเหล่านั้นเอาไว้ภายในและทำการย่อยสลายเป็นอาหารต่อไป

30. ส่วนประกอบและการทำงานของระบบส่วนประกอบและการทำงานของระบบ ระบบบำบัดน้ำเสียประกอบด้วยส่วนที่สำคัญอย่างน้อยสองส่วนคือถังเติมอากาศ (Aeration Basin) และถังตกตะกอน (Sedimentation Basin)ดังรูปที่ 1

31. รูปที่ 1 การทำงานของกระบวนการ Activated Sludge

32. การเริ่มทำงาน โดยน้ำเสียจะถูกส่งมาเข้าถังเติมอากาศซึ่งมีตะกอนเร่งอยู่เป็นจำนวนมาก ภายในถังจะมีสภาวะแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของ จุลินทรีย์แบบใช้ออกซิเจน เช่น มีออกซิเจนละลายน้ำ อาหาร pH ฯลฯ ที่พอเหมาะ ตะกอนจุลินทรีย์จะทำการลดค่ามวลสารอินทรีย์ในรูปต่างๆ ด้วยการย่อยสลายให้อยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ เป็นต้น

33. น้ำเสียที่ถูกบำบัดแล้วจะไหลต่อไปยังถังตกตะกอนเพื่อแยกตะกอนจุลินทรีย์ออกจากน้ำใสตะกอนที่แยกตัวอยู่ที่ก้นถังตกตะกอนส่วนหนึ่งจะถูกสูบกลับไปเข้ายังถังเติมอากาศเพื่อลดมวลสารที่เข้ามาใหม่ อีกส่วนหนึ่งจะเป็นตะกอนจุลินทรีย์ส่วนเกินที่เป็นผลจากการเจริญเติบโตซึ่งจะต้องนำไปทิ้งสำหรับน้ำใสส่วนบนจะเป็นน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วทิ้งออกจากระบบ

34. การนำตะกอนจุลินทรีย์เกิน (Excess Sludge) ที่เกิดจากการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ไปทิ้งเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องกระทำอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาปริมาณตะกอนจุลินทรีย์ในระบบให้มีค่าพอเหมาะซึ่งเป็นหลักสำคัญในการควบคุมการทำงานของกระบวนการ Activated Sludge ให้มีอัตราส่วนของอาหารต่อจุลินทรีย์ (F/M) ที่สมดุลอันจะยังผลให้อาหารหรือมวลสารที่อยู่ในน้ำเสียสามารถถูกกำจัดให้หมดไปหรือมีค่าเหลืออยู่น้อย เพื่อให้อาหารเป็นตัวจำกัดในการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ (Food Limiting Factor)

35. วิธีควบคุมการทำงานของระบบบำบัดแบบ Activated Sludge เพื่อให้ระบบบำบัดน้ำเสียสามารถบำบัดได้อย่างต่อเนื่อง และคุณภาพของน้ำที่บำบัดแล้วมีค่าไม่เกินมาตรฐานน้ำเสียตามกฎหมาย ซึ่งการควบคุมสามารถทำได้ 2 วิธี คือ

36. 1.วิธีควบคุมค่าอัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์(F/M ratio method) ตะกอนจุลินทรีย์ที่มีสมรรถภาพในการทำงาน จะต้องมีปริมาณอาหารที่พอเหมาะ ซึ่งควบคุมได้โดยการรักษาอัตราส่วนของน้ำหนักของสารอินทรีย์ที่ส่งเข้ามาบำบัด ต่อน้ำหนักของตะกอนจุลินทรีย์ซึ่งวัดในรูปของตะกอนแขวนลอย (MLSS) หรือตะกอนแขวนลอยระเหย (MLVSS) ให้มีค่าคงที่ตามที่ต้องการ และเรียกค่าที่ใช้ควบคุมนี้ว่า ค่าอัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์(Food to Microorganism ratio, F/M)

37. สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้ อัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์ = น้ำหนักของสารอินทรีย์ที่เข้าระบบต่อวัน น้ำหนักของจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศ = น้ำหนักของ BOD ที่เข้าเป็นกิโลกรัม/วัน น้ำหนักของ MLSS ในถังเติมอากาศ (kg) = อัตราการไหลของน้ำเสีย(m3/day) x BOD (mg/l) ปริมาตรถังเติมอากาศ(m3) x MLVSS (mg/l)

38. จะเห็นได้ว่า ค่าอาหาร (F) หรือค่า BOD ในน้ำเข้านั้นเราไม่สามารถควบคุมหรือควบคุมได้น้อย ดังนั้น ผู้ควบคุมจึงต้องรักษาค่า F/M โดยการเปลี่ยนแปลงค่าน้ำหนักของจุลินทรีย์ (M) ซึ่งวัดในรูปของ MLSS หรือ MLVSS โดยการเพิ่มหรือลดการนำตะกอนส่วนเกินไปทิ้ง เช่น ถ้า F/M มีค่าสูง แสดงว่า M มีค่าน้อย จะต้องลดการนำตะกอนจุลินทรีย์ไปทิ้งเพื่อให้ M มีค่าสูงขึ้นและในทำงานกลับกันถ้า F/M มี่ค่าต่ำ ก็จะต้องเพิ่มการนำตะกอนจุลินทรีย์ไปทิ้งเพื่อลดค่า M ให้ต่ำลง

39. ในการทำงานของระบบบำบัดแบบ Activated Sludge ได้มีการแบ่งระบบออกเป็น 3 ประเภทตามอัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์ (F/M) ได้ดังตารางที่ 1

40. ตารางที่ 1 ค่าอัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์ (F/M) ที่ช่วงการทำงานต่างๆ หมายเหตุ : F คำนวณจากค่า BOD, COD หรือ TOC M คำนวณจากมวลตะกอนจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศ (MLSS) *กำหนดให้ค่าBOD/COD สำหรับน้ำเสียมีค่า = 0.60 # กำหนดให้ค่า BOD/TOC สำหรับน้ำเสียมีค่า = 2.50

41. 2. วิธีควบคุมค่าอายุตะกอน อายุตะกอน (Sludge Age) หมายถึงระยะเวลาเฉลี่ยที่ตะกอนจุลินทรีย์หมุนเวียนอยู่ในระบบ (Mean cell residence time) เป็นค่าที่สำคัญในการออกแบบและควบคุมการทำงานของระบบ และมีความสัมพันธ์โดยตรงกับค่าอัตราส่วนอาหารจุลินทรีย์ (F/M) การควบคุมค่าอายุตะกอนให้มีค่าคงที่จะทำให้อัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์หรือค่า Organic Loading มีค่าคงที่ตามไปด้วย ซึ่งค่าที่ควบคุมเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของน้ำเสีย การควบคุมจะต้องทดลองหาค่าอายุตะกอนที่เหมาะสม โดยหาความสัมพันธ์ระหว่างค่าอายุตะกอนกับคุณภาพของน้ำเสีย เช่น BOD, COD และตะกอนแขวงลอย แล้วเลือกค่าที่เห็นว่าดีที่สุด

42. วิธีควบคุมการทำงานโดยใช้ค่าอายุตะกอนเป็นวิธีที่ดีที่สุด เพราะเป็นการควบคุมค่า Organic Loading ไปในตัว และสามารถคำนวณค่าของตะกอนที่นำไปทิ้งได้อย่างถูกต้อง อีกทั้งวิธีการควบคุมก็ง่ายและไม่ต้องใช้การวิเคราะห์ที่ยุ่งยาก

43. ตารางที่ 2 แสดงค่าอายุตะกอนในช่วงการทำงานแบบต่างๆ ซึ่งหมายถึงการควบคุมค่าอายุตะกอนเป็นการควบคุมอัตราการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และเป็นการคัดเลือกชนิดของจุลินทรีย์ให้อยู่ในระบบด้วยเช่น หากลดอายุตะกอนให้ต่ำกว่า 7 – 10 วัน จะทำให้จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิด Nitrification เจริญเติบโตไม่ทัน และหลุดออกไปกับตะกอนส่วนเกินที่นำไปทิ้ง จนทำให้ไม่สามารถเกิด Nitrification ได้

44. ตารางที่ 2 ค่าอายุตะกอนที่ช่วงการทำงานต่างๆ

45. การควบคุมหรือเปลี่ยนแปลงค่าอายุตะกอน ทำได้โดย การปรับอัตราการนำตะกอนจุลินทรีย์ส่วนเกินไปทิ้ง หากนำไปทิ้งมากค่าอายุตะกอนก็จะลดลง และหากนำไปทิ้งน้อยลง ค่าอายุตะกอนก็จะเพิ่มมากขึ้น ในการปรับค่าอายุตะกอนแต่ละครั้ง จะต้องใช้เวลาประมาณ 1 – 3 เท่าของค่าอายุตะกอน เพื่อให้ระบบปรับตัวให้อยู่ในสภาวะที่คงที่ และจะต้องติดตามคำนวณค่าน้ำหนักของ MLVSS ที่ใช้บำบัดน้ำเสียและปริมาณตะกอนจุลินทรีย์ที่ต้องนำไปทิ้งทุกวัน จนกว่าจะมีค่าไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก

46. การเจริญเติบโตของจุลชีพในระบบการเจริญเติบโตของจุลชีพในระบบ มีการเจริญเติบโตของจุลชีพ ซึ่งจะแสดงในรูปของสมการคณิตศาสตร์ คือ

47. ค่าอายุสลัดจ์ (Mean Cell Residence Time หรือ Sludge Age, ) คือ ระยะเวลาที่น้ำสลัดจ์อยู่ในระบบนานกี่วัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการถ่ายทิ้งสลัดจ์ออกจากระบบ โดยอาจถ่ายจากถังเติมอากาศ หรือจากถังตกตะกอน แล้วแต่ความเหมาะสมของระบบ

48. สมการหาค่า cทั่วไป c= X1 (X2 – X1)/t (2) • สมการหาค่า c จากการถ่ายทิ้งสลัดจ์ออกจากถังตะกอน • c = X1V • XrQw + (Q – Qw) Xe (3)

49. สมการหาค่าc จากการถ่ายทิ้งสลัดจ์ออกจากถังเติมอากาศ • c= X1VX2Qw + (Q – Qw) Xe (4)

50. เมื่อ ; = อายุสลัดจ์, วัน X1 = ความเข้มข้นของน้ำสลัดจ์ที่ต้องการควบคุมในระบบ (มักจะใช้ค่า Mixed Liquor Volatile Suspended Solids, MLVSS), mg/l MLVSS X2 = ความเข้มข้นของน้ำสลัดจ์ที่มีในระบบ, mg/1 MLVSS t = ระยะที่มีสลัดจ์จุลชีพเพิ่มขึ้นจาก X1 เป็น X2, วัน V = ปริมาตรถังเติมอากาศ, ลบ.ม. Xr = ความเข้มข้นของน้ำสลัดจ์ในท่อไหลกลับจากก้นถังตกตะกอนกลับมาสู่ถังเติมอากาศ , mg/l MLVSS Qw = ปริมาณน้ำสลัดจ์ที่ต้องการถ่ายทิ้ง, ลบ.ม./วัน Q = อัตราการไหลเข้าของน้ำเสีย, ลบ.ม./วัน Xe = ความเข้มข้นของน้ำสลัดจ์ที่หลุดลอยไปกับน้ำทิ้งที่ไหลล้นออกจากถังตกตะกอนที่สอง, mg/l TSS