ในการบำบัดน้ำเสีย หากมีปริมาณไนโตรเจนในรูปแบบอะมโมเนียสูงเกินไป มีวิธีแก้ไขอย่างไรบ้าง? ขอบคุณ
Thread Content
จะจัดการกับปริมาณไนโตรเจนในสารปนเปื้อนจากน้ำเสียที่สูงเกินไปได้อย่างไร?
ส่วนประกอบที่แน่นอนคืออะไรกันแน่,,,
บริษัทของเรามีถังบำบัดขนาดใหญ่ โดยจะนำน้ำเสียไปเก็บไว้ในถังนั้นเป็นเวลา 10 วัน หรือครึ่งเดือน พร้อมกับมีการเติมออกซิเจนลงไปด้วย ปริมาณไนโตรเจนในอะมโมเนียในค่ามาตรฐานน้ำลดลงอย่างมาก :โลล
เป็นการขจัดสารออกภายใต้สภาวะด่าง โดยหลักการแล้วไม่ควรทำเช่นนี้ และไม่แนะนำให้ดำเนินการ
มีวิธีการกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนียหลายวิธี โดยทั่วไปแล้ววิธีทางชีวภาพจะมีต้นทุนที่ถูกกว่า วิธีต่างๆ เช่น A/O, A2/O, SBR, CASS, และ oxidation ditch ล้วนมีประสิทธิภาพในการกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนียได้ดี โดยอัตราการกำจัดที่ดีที่สุดสามารถสูงถึง 98% ขึ้นได้
การขจัดด้วยอากาศ ภายใต้สภาวะที่มีความเป็นด่างสูง (pH > 10.5) ไนโตรเจนในน้ำเสียจะอยู่ในรูปของ NH3 เป็นหลัก (รูปที่ 20-2) การทำให้น้ำเสียสัมผัสกับอากาศอย่างเต็มที่ จะทำให้ NH3 ที่มีลักษณะระเหยได้ในน้ำ เคลื่อนย้ายจากสถานะของเหลวไปสู่สถานะก๊าซ ซึ่งจะช่วยกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของอะมโมเนียออกจากน้ำได้ ภายในหอกำจัดสารมีการบรรจุวัสดุที่ทำจากไม้หรือพลาสติกไว้ เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับการกรอง อากาศจะไหลเข้ามาทางด้านล่างของหอ ส่วนน้ำเสียจะไหลลงมาจากด้านบนของหอไปยังถังเก็บน้ำที่อยู่ด้านล่าง ปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนีย ได้แก่: (1) ค่า pH โดยทั่วไปจะเพิ่มค่า pH ให้อยู่ที่ระหว่าง 10.8–11.5 ； (2) อุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิของน้ำลดลง ความสามารถในการละลายของแอมโมเนียจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียลดลง ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 20°C อัตราการกำจัดแอมโมเนียอยู่ที่ 90–95% แต่เมื่ออุณหภูมิลดลงเหลือ 10°C อัตราการกำจัดจะลดลงเหลือประมาณ 75% ซึ่งสิ่งนี้ก่อให้เกิดความยากลำบากในการใช้หอกำจัดสารพิษในช่วงฤดูหนาว ； (3) โหลดทางไหลของน้ำ หากโหลดทางไหลของน้ำ (m3/m2·h) สูงเกินไป จะทำให้สภาพการไหลของน้ำที่จำเป็นสำหรับการขจัดสารปนเปื้อนอย่างมีประสิทธิภาพเสียหาย และก่อให้เกิด “ม่านน้ำ” ขึ้นมาแทน ； หากโหลดทางไฮดรอลิกต่ำเกินไป วัสดุที่ใช้เติมอาจไม่ได้รับความชื้นอย่างเพียงพอ ส่งผลให้การทำงานไม่มีประสิทธิภาพ และก่อให้เกิดสภาวะ “หอแห้ง” ขึ้น โดยทั่วไป แรงกดจากน้ำจะอยู่ที่ 2.5–5 ลูกบาศก์เมตร/ตารางเมตร·ชั่วโมง ； (4) อัตราส่วนของอากาศต่อน้ำ สำหรับความสูงของหอแปลงก๊าซที่คงที่ การเพิ่มอัตราการไหลของอากาศจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียได้ ； แต่เมื่อปริมาณอากาศที่ไหลเข้ามาเพิ่มขึ้น ความดันที่ลดลงก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นปริมาณอากาศที่สามารถไหลเข้ามาได้จึงมีขีดจำกัด โดยทั่วไป อัตราส่วนของก๊าซต่อน้ำสามารถอยู่ที่ 2500–5000 (m3/m2) ； (5) รูปร่างและความสูงของวัสดุที่ใช้เติม เนื่องจากการกระเด็นของน้ำซ้ำๆ และการก่อตัวของหยดน้ำถือเป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการดูดไนโตรเจนออก ดังนั้น รูปร่าง ขนาด ระยะห่าง และวิธีการจัดเรียงของวัสดุที่ใช้เติม ล้วนมีผลต่อประสิทธิภาพในการดูดไนโตรเจนออกด้วย โดยทั่วไป ระยะห่างระหว่างแท่งเติมจะอยู่ที่ 40–50 มม. ส่วนความสูงของแท่งเติมจะอยู่ที่ 6–7.5 เมตร หากเพิ่มระยะห่างระหว่างวัสดุเติม ก็จำเป็นต้องใช้ความสูงของวัสดุเติมที่มากขึ้นด้วย ； (6) การควบคุมการเกิดตะกรัน การเกิดตะกรันของวัสดุที่ใช้ในระบบ (CaCO3) จะลดประสิทธิภาพในการทำงานของหอถังสำหรับการกำจัดสารปนเปื้อนได้อย่างมาก มาตรการในการควบคุมการเกิดสนิม ได้แก่ การใช้น้ำที่มีความดันสูงเพื่อล้างชั้นสนิมออก ； เติมสารป้องกันการเกิดคราบหินปูนลงในน้ำที่จะนำมาใช้: ใช้อากาศที่ไม่มีหรือมี CO2 ในปริมาณน้อยในการขจัดสารต่างๆ (เช่น การนำก๊าซไอเสียมาใช้ซ้ำเพื่อกำจัดแอมโมเนีย) ； ใช้วัสดุเติมที่ทำจากพลาสติกซึ่งไม่เกิดคราบสกปรกง่าย แทนไม้และวัสดุอื่นๆ วิธีการกำจัดแอมโมเนียด้วยลม สามารถกำจัดแอมโมเนียได้ในอัตรา 60–95% กระบวนการง่าย ประสิทธิภาพในการกำจัดสูง ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและการดำเนินการต่ำ สามารถใช้กำจัดน้ำเสียที่มีแอมโมเนียในความเข้มข้นสูงได้ แต่เมื่ออุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพในการขจัดก๊าซจะลดลง นอกจากนี้การเกิดตะกรันยังส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการทำงาน และแอมโมเนียที่ถูกขจัดออกมาก็ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกทีหนึ่ง
การกำจัดไนโตรเจนในน้ำเสีย ไนโตรเจนในน้ำเสียมักพบในรูปของสารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจน แอมโมเนีย ไนเตรต และไนไตรต์ การประมวลผลทางชีวภาพจะเปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์ส่วนใหญ่ให้กลายเป็นแอมโมเนีย จากนั้นก็สามารถเปลี่ยนต่อไปเป็นไนเตรตได้อีก ปัจจุบันมีวิธีการกำจัดไนโตรเจนที่ใช้กันอยู่ 4 วิธี ได้แก่ การไนตริเฟิร์มและการดีไนตริเฟิร์มทางชีวภาพ การดูดซับด้วยไซโลไฟต์ การใช้อากาศในการขจัดไนโตรเจน และการใช้คลอรีนในการกำจัดไนโตรเจน 1. การไนเตรตดิฟิเคชันและแอนตี้ไนเตรตดิฟิเคชันทางชีวภาพ (วิธีกำจัดไนโตรเจนด้วยสิ่งมีชีวิต)
(1) การไนเตรตดิฟิเคชันทางชีวภาพ คือกระบวนการที่ในสภาพมีออกซิเจน เกิดการเปลี่ยนไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนียให้กลายเป็นไนโตรเจนในรูปแบบของไนไตรต์ โดยอาศัยการทำงานของแบคทีเรียที่สามารถเปลี่ยนแอมโมเนียให้กลายเป็นไนไตรต์ได้ กระบวนการไนเตรตของสิ่งมีชีวิตคือ: NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O จากสมการข้างต้นจะเห็นได้ว่า: (1) ในกระบวนการไนเตรตนี้ การเปลี่ยนแปลงไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนีย 1 กรัมให้กลายเป็นไนเตรตนั้น จำเป็นต้องใช้ออกซิเจน 4.57 กรัม ； (2) ในกระบวนการไนเตรตด์ จะมีการปล่อย H+ ออกมา ซึ่งจะทำให้ความเป็นด่างในน้ำเสียลดลง โดยทุกๆ 1 กรัมของไนโตรเจนในรูปแบบอะมโมเนีย จะทำให้ความเป็นด่างลดลงประมาณ 7.1 กรัม เมื่อคำนวณในรูปของ CaCO3 ปัจจัยหลักที่มีผลต่อกระบวนการไนเตรตด์มีดังนี้: (1) ค่า pH เมื่อค่า pH อยู่ในช่วง 8.0–8.4 ที่อุณหภูมิ 20°C กระบวนการไนเตรตด์จะเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วที่สุด เนื่องจากในกระบวนการไนเตรตการจะทำให้ค่า pH ลดลง ดังนั้นเมื่อความเป็นด่างของน้ำเสียไม่เพียงพอ จึงจำเป็นต้องเติมปูนขาวเข้าไป เพื่อรักษาค่า pH ให้อยู่ที่ระดับ 7.5 ขึ้นไป ； (2) อุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูง กระบวนการไนเตรตจะเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น อุณหภูมิน้ำที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแบคทีเรียไนตริตคือ 35°C หากอุณหภูมิน้ำต่ำกว่า 15°C ก็จะทำให้กิจกรรมของแบคทีเรียลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นอุณหภูมิน้ำควรอยู่ที่ไม่ต่ำกว่า 15°C จะเหมาะสมที่สุด ； (3) เวลาที่สารปนเปื้อนอยู่ในระบบ อัตราการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรียที่ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนไนเตรตเป็นไนโตรเจนนั้นค่อนข้างช้า โดยอัตราการเพิ่มจำนวนสูงสุดอยู่ที่ 0.3–0.5 วัน/วัน (ที่อุณหภูมิ 20°C และค่า pH อยู่ที่ 8.0–8.4) เพื่อรักษาปริมาณแบคทีเรียนิตริไฟก์ในบ่อให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ระยะเวลาที่ตะกอนอยู่ในบ่อจะต้องมากกว่าระยะเวลาการสร้างตัวของแบคทีเรียนิตริไฟก์ขั้นต่ำ ในการใช้งานจริง โดยทั่วไปควรเลือกค่าที่มากกว่า 2 หรือมากกว่า 2 ； (4) ออกซิเจนที่ละลายน้ำได้ ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนในกระบวนการไนตริเฟิร์ชันของสิ่งมีชีวิต หากความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำเกินไป ก็จะส่งผลเสียต่อการเกิดปฏิกิริยาไนตริเฟิร์ชัน โดยทั่วไป ในกระบวนการไนเตรตไดซ์ในถังอากาศของวิธีการใช้สลักเกลียวที่มีชีวิตนั้น ควรรักษาระดับออกซิเจนที่ละลายอยู่ให้อยู่ที่ 2–3 มิลลิกรัม/ลิตรขึ้นไป ； (5) ภาระ BOD แบคทีเรียที่ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนไนโตรเจนเป็นสารอินทรีย์นั้น เป็นแบคทีเรียที่สามารถสร้างอาหารได้ด้วยตนเอง ในขณะที่แบคทีเรียที่ทำหน้าที่ในการออกซิไดซ์ BOD นั้น เป็นแบคทีเรียที่ต้องไ หากปริมาณ BOD5 สูงเกินไป จะทำให้แบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนในการเจริญเติบโตได้เร็วขยายพันธุ์อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้แบคทีเรียที่ใช้ไนโตรเจนในการเจริญเติบโตไม่มีโอกาสได้เปรียบ และในที่สุดอัตราการเกิดกระบวนการไนตริเฟิร์จึงลดลง ดังนั้น เพื่อให้เกิดการไนเตรตได้อย่างเต็มที่ ค่า BOD5 ควรอยู่ที่ไม่เกิน 0.3 กิโลกรัม (BOD5)/กิโลกรัม (SS).วัน (ข) การดีไนไทรซ์ทางชีวภาพ คือกระบวนการที่ในสภาพขาดออกซิเจน แบคทีเรียที่สามารถทำหน้าที่ดีไนไทรซ์ได้ทั้งสองรูปแบบ (แบคทีเรียดีไนไทรซ์) จะช่วยเปลี่ยน NO2–N และ NO3–N ให้กลายเป็น N2 กระบวนการนี้เรียกว่าการดีไนไทรซ์ทางชีวภาพ ตัวให้อิเล็กตรอน (ตัวให้ไฮโดรเจน) ในกระบวนการดีไนทริเฟิร์มคือสารอินทรีย์ต่างๆ (แหล่งคาร์บอน) ยกตัวอย่างเช่น การใช้เมทานอลเป็นแหล่งคาร์บอน สมการการเกิดปฏิกิริยาคือ: 6NO3- + 5CH3OH → 5CO2 + 4H2O + 3N2 + 6OH- จะเห็นได้ว่า ในกระบวนการไบโอไดไนไทซิส ไม่เพียงแต่จะสามารถทำให้ NO3--N และ NO2--N ถูกลดลงได้เท่านั้น แต่ยังสามารถทำให้สารอินทรีย์ถูกออกซิไดซ์และย่อยสลายได้อีกด้วย ปัจจัยหลักที่มีผลต่อกระบวนการดีไนโตรไลซิส ได้แก่: (1) อุณหภูมิ อุณหภูมิมีผลต่อกระบวนการดีไนโตรไลซิสมากกว่าในกระบวนการบำบัดน้ำเสียรูปแบบอื่นๆ โดยทั่วไปแล้ว ควรรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 20–40 องศาเซลเซียสจะเหมาะสมที่สุด ปัญหาคือในช่วงฤดูหนาวที่อุณหภูมิต่ำเกินไป สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มระยะเวลาที่สารตะกอนอยู่ในระบบ หรือลดภาระการทำงานของระบบ เพื่อให้ยังคงได้ผลลัพธ์การกำจัดไนไตรต์ที่ดีอยู่ ； (2) ค่า pH ในกระบวนการดีไนไทรซ์ ควรควบคุมค่า pH ไว้ที่ระหว่าง 7.0 ถึง 8.0 ； (3) ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ มีผลขัดขวางกระบวนการดีไนไทรซ์เพื่อกำจัดไนโตรเจน โดยทั่วไปแล้ว ค่าออกซิเจนที่ละลายอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์การกำจัดไนตรัสควรอยู่ที่ไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัม/ลิตร (สำหรับวิธีการใช้สลัดชีวภาพ) หรือไม่เกิน 1 มิลลิกรัม/ลิตร (สำหรับวิธีการใช้เยื่อหุ้มชีวภาพ) ； (4) แหล่งคาร์บอนอินทรีย์ เมื่อในน้ำเสียมีแหล่งคาร์บอนอินทรีย์ในปริมาณที่เพียงพอ โดยมีค่า BOD5/TN > (3–5) ก็ไม่จำเป็นต้องเติมแหล่งคาร์บอนจากภายนอกอีก เมื่ออัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจนในน้ำเสียต่ำกว่าค่านี้ ก็จำเป็นต้องเติมคาร์บอนอินทรีย์เข้าไปเพิ่มเติม สำหรับคาร์บอนอินทรีย์เสริม มักใช้เมทานอล เนื่องจากเมทานอลส่งผลให้มีการใช้ไอออกซิเจนในการละลายเพิ่มขึ้น ปริมาณเมทานอลที่ใช้โดยทั่วไปจึงอยู่ที่ประมาณ 3 เท่าของปริมาณ NO3--N นอกจากนี้ ยังสามารถใช้การตายของจุลินทรีย์ได้อีกด้วย ； คาร์บอนอินทรีย์ที่ถูกปล่อยออกมาหลังจากการย่อยสลายตัวเองนั้น เรียกว่า “แหล่งคาร์บอนภายใน” แต่สิ่งนี้จำเป็นต้องมีระยะเวลาที่สารอินทรีย์อยู่ในบ่อนาน หรือมีอัตราการใช้งานที่ต่ำ เพื่อให้จุลินทรีย์อยู่ในช่วงที่ไม่เจริญเติบโตหรืออยู่ในช่วงการเสื่อมสลาย ดังนั้น ขนาดของบ่อจึงต้องเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ข้อสอง การเลือกใช้โซเดียมไบโอไทต์สำหรับการแลกเปลี่ยนและดูดซับ โซเดียมไบโอไทต์เป็นสารประเภทซิลิกา-อะลูมิเนต โดยสูตรทางเคมีสามารถเขียนได้ว่า (M2+, 2M+)O·Al2O3·mSiO2•nH2O โดยที่ m = 2–10 และ n = 0–9 โดย M2+ หมายถึงไอออนบวกชนิดสองค่าไฟฟ้า เช่น Ca2+ และ Sr2+ ส่วน M+ หมายถึงไอออนบวกชนิดหนึ่งค่าไฟฟ้า เช่น Na+ และ K+ ดังนั้นโซเดียมไบโอไทต์จึงเป็นสารที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนไอออนบวกในลักษณะของกรดอ่อน ในโครงสร้างสามมิติของไซโลไฟต์นั้น จะมีโครงสร้างของช่องว่างและรูพรุนที่มีรูปแบบเป็นระเบียบ ซึ่งช่วยให้มีคุณสมบัติในการกรอง ความสามารถในการเลือกดูดซับสารต่างๆ ความเสถียรทางความร้อน และความเสถียรในรูปร่าง ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม มีชนิดของไซโลไทต์ในธรรมชาติอยู่มากมาย โดยชนิดที่ใช้ในการกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนียก็คือไซโลไทต์ชนิดสเลียร์ไซโลไทต์ ลำดับความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนบวกของไซโลไทต์ชนิดนี้ มีดังนี้: K+, NH4+ > Na+ > Ba2+ > Ca2+ > Mg2+ โดยอาศัยความสามารถในการเลือกสรร NH4+ ได้อย่างดีของไซโลไทต์แบบเอียง จึงสามารถใช้กระบวนการดูดซับแบบแลกเปลี่ยนเพื่อกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบอะมโมเนียออกจากน้ำได้ หินที่ใช้ในการดูดซับสารต่างๆ จนเต็มความจุ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลังจากการฟื้นฟู ค่า pH ของสารละลายมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียโดยใช้ไซโลไฟต เมื่อค่า pH สูงเกินไป NH4+ จะเปลี่ยนเป็น NH3 ทำให้ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนและการดูดซับลดลง ； เมื่อค่า pH ต่ำเกินไป แรงดึงดูดของ H+ จะเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลเสียต่อการกำจัด NH4+ โดยปกติแล้ว ค่า pH ของน้ำที่ไหลเข้ามาควรอยู่ในช่วง 6–8 เมื่อปรับสภาพน้ำในเมืองที่มีความเข้มข้นของไนโตรเจน 10–20 มิลลิกรัม/ลิตร ความเข้มข้นของไนโตรเจนในน้ำที่ได้จะลดลงมาอยู่ที่ต่ำกว่า 1 มิลลิกรัม/ลิตร ปริมาตรน้ำที่ไหลผ่านขณะเจาะอยู่ที่ประมาณ 100–150 เท่าของความจุเตียง. ความจุการแลกเปลี่ยนของไซโลไฟต์อยู่ที่ประมาณ 0.4×10-3 n-1 mol/g ไซโลไนต์ที่ดูดซับแอมโมเนียจนถึงระดับอิ่มตัว สามารถฟื้นฟูได้โดยใช้ผงปูนขาวในอัตรา 5 กรัม/ลิตร หรือน้ำปูนขาวที่อิ่มตัว ปริมาณของน้ำที่ใช้ในการฟื้นฟูนั้น อยู่ที่ประมาณ 3–5% ของปริมาณน้ำที่นำมาบำบัด งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า การเติม NaCl ในปริมาณ 0.1 โมลล์ลงในสารละลายที่ใช้ในการฟื้นฟูปูนซีเมนต์ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการฟื้นฟูได้ สำหรับปัญหาการเกิดตะกรันจากการทำให้ปูนขาวกลับมาใช้งานได้อีกครั้ง ก็มีการใช้สารละลายโซเดียมคลอไรด์ในความเข้มข้น 2% เป็นสารละลายสำหรับการทำให้ปูนขาวกลับมาใช้งานได้อีกครั้ง โดยในกรณีนี้จะต้องใช้สารละลายในปริมาณที่มาก ของเสียที่มีสารแอมโมเนียในความเข้มข้นสูงที่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการฟื้นฟู จำเป็นต้องได้รับการจัดการ โดยวิธีการจัดการมีดังนี้: (1) การใช้อากาศเพื่อดูดกลืนสาร NH3 ออกไป หรือนำสารดังกล่าวไปใช้เป็นปุ๋ยโดยใช้ H2SO4 ในการดูดกลืน ； (2) การขจัดไอด้วยแรงดันไอน้ำ ของเหลวที่ใช้ในการควบแน่นคือสารละลายแอมโมเนียที่มีความเข้มข้น 1% ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นปุ๋ยได้ ； (3) การออกซิเดชันด้วยไฟฟ้า (การคลอรีนไนซ์ด้วยไฟฟ้า) คือการทำให้แอมโมเนียถูกออกซิไดซ์จนกลายเป็น N2 สาม การขจัดด้วยอากาศ ภายใต้สภาพที่มีความเป็นด่างสูง (pH > 10.5) ไนโตรเจนในน้ำเสียจะอยู่ในรูปของ NH3 เป็นหลัก (รูปที่ 20-2) การทำให้น้ำเสียสัมผัสกับอากาศอย่างเต็มที่ จะทำให้ NH3 ที่มีลักษณะระเหยได้ในน้ำ เคลื่อนย้ายจากสถานะของเหลวไปสู่สถานะก๊าซ ซึ่งจะช่วยกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของอะมโมเนียออกจากน้ำได้ ภายในหอกำจัดสารมีการบรรจุวัสดุที่ทำจากไม้หรือพลาสติกไว้ เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับการกรอง อากาศจะไหลเข้ามาทางด้านล่างของหอ ส่วนน้ำเสียจะไหลลงมาจากด้านบนของหอไปยังถังเก็บน้ำที่อยู่ด้านล่าง ปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนีย ได้แก่: (1) ค่า pH โดยทั่วไปจะเพิ่มค่า pH ให้อยู่ที่ระหว่าง 10.8–11.5 ； (2) อุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิของน้ำลดลง ความสามารถในการละลายของแอมโมเนียจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียลดลง ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 20°C อัตราการกำจัดแอมโมเนียอยู่ที่ 90–95% แต่เมื่ออุณหภูมิลดลงเหลือ 10°C อัตราการกำจัดจะลดลงเหลือประมาณ 75% ซึ่งสิ่งนี้ก่อให้เกิดความยากลำบากในการใช้หอกำจัดสารพิษในช่วงฤดูหนาว ； (3) โหลดทางไหลของน้ำ หากโหลดทางไหลของน้ำ (m3/m2·h) สูงเกินไป จะทำให้สภาพการไหลของน้ำที่จำเป็นสำหรับการขจัดสารปนเปื้อนอย่างมีประสิทธิภาพเสียหาย และก่อให้เกิด “ม่านน้ำ” ขึ้นมาแทน ； หากโหลดทางไฮดรอลิกต่ำเกินไป วัสดุที่ใช้เติมอาจไม่ได้รับความชื้นอย่างเพียงพอ ส่งผลให้การทำงานไม่มีประสิทธิภาพ และก่อให้เกิดสภาวะ “หอแห้ง” ขึ้น โดยทั่วไป แรงกดจากน้ำจะอยู่ที่ 2.5–5 ลูกบาศก์เมตร/ตารางเมตร·ชั่วโมง ； (4) อัตราส่วนของอากาศต่อน้ำ สำหรับความสูงของหอแปลงก๊าซที่คงที่ การเพิ่มอัตราการไหลของอากาศจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียได้ ； แต่เมื่อปริมาณอากาศที่ไหลเข้ามาเพิ่มขึ้น ความดันที่ลดลงก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นปริมาณอากาศที่สามารถไหลเข้ามาได้จึงมีขีดจำกัด โดยทั่วไป อัตราส่วนของก๊าซต่อน้ำสามารถอยู่ที่ 2500–5000 (m3/m2) ； (5) รูปร่างและความสูงของวัสดุที่ใช้เติม เนื่องจากการกระเด็นของน้ำซ้ำๆ และการก่อตัวของหยดน้ำถือเป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการดูดไนโตรเจนออก ดังนั้น รูปร่าง ขนาด ระยะห่าง และวิธีการจัดเรียงของวัสดุที่ใช้เติม ล้วนมีผลต่อประสิทธิภาพในการดูดไนโตรเจนออกด้วย โดยทั่วไป ระยะห่างระหว่างแท่งเติมจะอยู่ที่ 40–50 มม. ส่วนความสูงของแท่งเติมจะอยู่ที่ 6–7.5 เมตร หากเพิ่มระยะห่างระหว่างวัสดุเติม ก็จำเป็นต้องใช้ความสูงของวัสดุเติมที่มากขึ้นด้วย ； (6) การควบคุมการเกิดตะกรัน การเกิดตะกรันของวัสดุที่ใช้ในระบบ (CaCO3) จะลดประสิทธิภาพในการทำงานของหอถังสำหรับการกำจัดสารปนเปื้อนได้อย่างมาก มาตรการในการควบคุมการเกิดสนิม ได้แก่ การใช้น้ำที่มีความดันสูงเพื่อล้างชั้นสนิมออก ； เติมสารป้องกันการเกิดคราบหินปูนลงในน้ำที่จะนำมาใช้: ใช้อากาศที่ไม่มีหรือมี CO2 ในปริมาณน้อยในการขจัดสารต่างๆ (เช่น การนำก๊าซไอเสียมาใช้ซ้ำเพื่อกำจัดแอมโมเนีย) ； ใช้วัสดุเติมที่ทำจากพลาสติกซึ่งไม่เกิดคราบสกปรกง่าย แทนไม้และวัสดุอื่นๆ วิธีการกำจัดแอมโมเนียด้วยลม สามารถกำจัดแอมโมเนียได้ในอัตรา 60–95% กระบวนการง่าย ประสิทธิภาพในการกำจัดสูง ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและการดำเนินการต่ำ สามารถใช้กำจัดน้ำเสียที่มีแอมโมเนียในความเข้มข้นสูงได้ แต่เมื่ออุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพในการขจัดก๊าซจะลดลง นอกจากนี้การเกิดตะกรันยังส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการทำงาน และแอมโมเนียที่ถูกขจัดออกมาก็ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกทีหนึ่ง ข้อ 4 การฆ่าเชื้อด้วยคลอรีน คือวิธีการเติมคลอรีนหรือโซเดียมไฮโปคลอไรต์ในปริมาณที่มากเกินไป (เกิน “จุดวิกฤต”) ดังที่กล่าวไว้ในบทที่ 14 เพื่อให้แอมโมเนียในน้ำเสียถูกออกซิไดซ์จนกลายเป็น N2 วิธีนี้เรียกว่าการฆ่าเชื้อด้วยคลอรีน สมการการเกิดปฏิกิริยาสามารถเขียนได้ดังนี้: NH4+ + 1.5HOCl → 0.5N2 + 1.5H2O + 2.5H+ + 1.5Cl- จากสมการจะเห็นได้ว่า ปริมาณคลอรีนที่จำเป็นในทางทฤษฎีคือ 7.6 กิโลกรัม/กิโลกรัมของ (NH3-N) แต่ในทางปฏิบัติแล้ว ปริมาณคลอรีนที่จำเป็นอยู่ที่ 8–10 กิโลกรัม/กิโลกรัมของ (NH3-N) หากทำปฏิกิริยาที่ค่า pH = 6–7 ปริมาณสารที่ต้องใช้ก็จะน้อยที่สุด เวลาในการสัมผัสโดยทั่วไปอยู่ที่ 0.5 ถึง 2 ชั่วโมง การควบคุมค่า pH และปริมาณคลอรีนอย่างเข้มงวด จะช่วยลดการเกิดสารคลอรามีนที่เป็นอันตราย (เช่น NCl3) และสารอินทรีย์ที่มีคลอรีนปนอยู่ในระหว่างกระบวนการทางเคมีได้ วิธีการใช้คลอรีนเพื่อกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนีย สามารถกำจัดได้ถึง 90–100% โดยมีประสิทธิภาพที่คงที่ ไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิของน้ำ และค่าใช้จ่ายในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานก็ไม่สูงด้วย แต่ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสูง ； คลอรีนที่เหลือและสารประกอบคลอรีนจำเป็นต้องได้รับการปรับสภาพหลังการใช้งาน
(1) การไนเตรตดิฟิเคชันทางชีวภาพ คือกระบวนการที่ในสภาพมีออกซิเจน เกิดการเปลี่ยนไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนียให้กลายเป็นไนโตรเจนในรูปแบบของไนไตรต์ โดยอาศัยการทำงานของแบคทีเรียที่สามารถเปลี่ยนแอมโมเนียให้กลายเป็นไนไตรต์ได้ กระบวนการไนเตรตของสิ่งมีชีวิตคือ: NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O จากสมการข้างต้นจะเห็นได้ว่า: (1) ในกระบวนการไนเตรตนี้ การเปลี่ยนแปลงไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนีย 1 กรัมให้กลายเป็นไนเตรตนั้น จำเป็นต้องใช้ออกซิเจน 4.57 กรัม ； (2) ในกระบวนการไนเตรตด์ จะมีการปล่อย H+ ออกมา ซึ่งจะทำให้ความเป็นด่างในน้ำเสียลดลง โดยทุกๆ 1 กรัมของไนโตรเจนในรูปแบบอะมโมเนีย จะทำให้ความเป็นด่างลดลงประมาณ 7.1 กรัม เมื่อคำนวณในรูปของ CaCO3 ปัจจัยหลักที่มีผลต่อกระบวนการไนเตรตด์มีดังนี้: (1) ค่า pH เมื่อค่า pH อยู่ในช่วง 8.0–8.4 ที่อุณหภูมิ 20°C กระบวนการไนเตรตด์จะเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วที่สุด เนื่องจากในกระบวนการไนเตรตการจะทำให้ค่า pH ลดลง ดังนั้นเมื่อความเป็นด่างของน้ำเสียไม่เพียงพอ จึงจำเป็นต้องเติมปูนขาวเข้าไป เพื่อรักษาค่า pH ให้อยู่ที่ระดับ 7.5 ขึ้นไป ； (2) อุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูง กระบวนการไนเตรตจะเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น อุณหภูมิน้ำที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแบคทีเรียไนตริตคือ 35°C หากอุณหภูมิน้ำต่ำกว่า 15°C ก็จะทำให้กิจกรรมของแบคทีเรียลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นอุณหภูมิน้ำควรอยู่ที่ไม่ต่ำกว่า 15°C จะเหมาะสมที่สุด ； (3) เวลาที่สารปนเปื้อนอยู่ในระบบ อัตราการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรียที่ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนไนเตรตเป็นไนโตรเจนนั้นค่อนข้างช้า โดยอัตราการเพิ่มจำนวนสูงสุดอยู่ที่ 0.3–0.5 วัน/วัน (ที่อุณหภูมิ 20°C และค่า pH อยู่ที่ 8.0–8.4) เพื่อรักษาปริมาณแบคทีเรียนิตริไฟก์ในบ่อให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ระยะเวลาที่ตะกอนอยู่ในบ่อจะต้องมากกว่าระยะเวลาการสร้างตัวของแบคทีเรียนิตริไฟก์ขั้นต่ำ ในการใช้งานจริง โดยทั่วไปควรเลือกค่าที่มากกว่า 2 หรือมากกว่า 2 ； (4) ออกซิเจนที่ละลายน้ำได้ ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนในกระบวนการไนตริเฟิร์ชันของสิ่งมีชีวิต หากความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำเกินไป ก็จะส่งผลเสียต่อการเกิดปฏิกิริยาไนตริเฟิร์ชัน โดยทั่วไป ในกระบวนการไนเตรตไดซ์ในถังอากาศของวิธีการใช้สลักเกลียวที่มีชีวิตนั้น ควรรักษาระดับออกซิเจนที่ละลายอยู่ให้อยู่ที่ 2–3 มิลลิกรัม/ลิตรขึ้นไป ； (5) ภาระ BOD แบคทีเรียที่ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนไนโตรเจนเป็นสารอินทรีย์นั้น เป็นแบคทีเรียที่สามารถสร้างอาหารได้ด้วยตนเอง ในขณะที่แบคทีเรียที่ทำหน้าที่ในการออกซิไดซ์ BOD นั้น เป็นแบคทีเรียที่ต้องไ หากปริมาณ BOD5 สูงเกินไป จะทำให้แบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนในการเจริญเติบโตได้เร็วขยายพันธุ์อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้แบคทีเรียที่ใช้ไนโตรเจนในการเจริญเติบโตไม่มีโอกาสได้เปรียบ และในที่สุดอัตราการเกิดกระบวนการไนตริเฟิร์จึงลดลง ดังนั้น เพื่อให้เกิดการไนเตรตได้อย่างเต็มที่ ค่า BOD5 ควรอยู่ที่ไม่เกิน 0.3 กิโลกรัม (BOD5)/กิโลกรัม (SS).วัน (ข) การดีไนไทรซ์ทางชีวภาพ คือกระบวนการที่ในสภาพขาดออกซิเจน แบคทีเรียที่สามารถทำหน้าที่ดีไนไทรซ์ได้ทั้งสองรูปแบบ (แบคทีเรียดีไนไทรซ์) จะช่วยเปลี่ยน NO2–N และ NO3–N ให้กลายเป็น N2 กระบวนการนี้เรียกว่าการดีไนไทรซ์ทางชีวภาพ ตัวให้อิเล็กตรอน (ตัวให้ไฮโดรเจน) ในกระบวนการดีไนทริเฟิร์มคือสารอินทรีย์ต่างๆ (แหล่งคาร์บอน) ยกตัวอย่างเช่น การใช้เมทานอลเป็นแหล่งคาร์บอน สมการการเกิดปฏิกิริยาคือ: 6NO3- + 5CH3OH → 5CO2 + 4H2O + 3N2 + 6OH- จะเห็นได้ว่า ในกระบวนการไบโอไดไนไทซิส ไม่เพียงแต่จะสามารถทำให้ NO3--N และ NO2--N ถูกลดลงได้เท่านั้น แต่ยังสามารถทำให้สารอินทรีย์ถูกออกซิไดซ์และย่อยสลายได้อีกด้วย ปัจจัยหลักที่มีผลต่อกระบวนการดีไนโตรไลซิส ได้แก่: (1) อุณหภูมิ อุณหภูมิมีผลต่อกระบวนการดีไนโตรไลซิสมากกว่าในกระบวนการบำบัดน้ำเสียรูปแบบอื่นๆ โดยทั่วไปแล้ว ควรรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 20–40 องศาเซลเซียสจะเหมาะสมที่สุด ปัญหาคือในช่วงฤดูหนาวที่อุณหภูมิต่ำเกินไป สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มระยะเวลาที่สารตะกอนอยู่ในระบบ หรือลดภาระการทำงานของระบบ เพื่อให้ยังคงได้ผลลัพธ์การกำจัดไนไตรต์ที่ดีอยู่ ； (2) ค่า pH ในกระบวนการดีไนไทรซ์ ควรควบคุมค่า pH ไว้ที่ระหว่าง 7.0 ถึง 8.0 ； (3) ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ มีผลขัดขวางกระบวนการดีไนไทรซ์เพื่อกำจัดไนโตรเจน โดยทั่วไปแล้ว ค่าออกซิเจนที่ละลายอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์การกำจัดไนตรัสควรอยู่ที่ไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัม/ลิตร (สำหรับวิธีการใช้สลัดชีวภาพ) หรือไม่เกิน 1 มิลลิกรัม/ลิตร (สำหรับวิธีการใช้เยื่อหุ้มชีวภาพ) ； (4) แหล่งคาร์บอนอินทรีย์ เมื่อในน้ำเสียมีแหล่งคาร์บอนอินทรีย์ในปริมาณที่เพียงพอ โดยมีค่า BOD5/TN > (3–5) ก็ไม่จำเป็นต้องเติมแหล่งคาร์บอนจากภายนอกอีก เมื่ออัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจนในน้ำเสียต่ำกว่าค่านี้ ก็จำเป็นต้องเติมคาร์บอนอินทรีย์เข้าไปเพิ่มเติม สำหรับคาร์บอนอินทรีย์เสริม มักใช้เมทานอล เนื่องจากเมทานอลส่งผลให้มีการใช้ไอออกซิเจนในการละลายเพิ่มขึ้น ปริมาณเมทานอลที่ใช้โดยทั่วไปจึงอยู่ที่ประมาณ 3 เท่าของปริมาณ NO3--N นอกจากนี้ ยังสามารถใช้การตายของจุลินทรีย์ได้อีกด้วย ； คาร์บอนอินทรีย์ที่ถูกปล่อยออกมาหลังจากการย่อยสลายตัวเองนั้น เรียกว่า “แหล่งคาร์บอนภายใน” แต่สิ่งนี้จำเป็นต้องมีระยะเวลาที่สารอินทรีย์อยู่ในบ่อนาน หรือมีอัตราการใช้งานที่ต่ำ เพื่อให้จุลินทรีย์อยู่ในช่วงที่ไม่เจริญเติบโตหรืออยู่ในช่วงการเสื่อมสลาย ดังนั้น ขนาดของบ่อจึงต้องเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ข้อสอง การเลือกใช้โซเดียมไบโอไทต์สำหรับการแลกเปลี่ยนและดูดซับ โซเดียมไบโอไทต์เป็นสารประเภทซิลิกา-อะลูมิเนต โดยสูตรทางเคมีสามารถเขียนได้ว่า (M2+, 2M+)O·Al2O3·mSiO2•nH2O โดยที่ m = 2–10 และ n = 0–9 โดย M2+ หมายถึงไอออนบวกชนิดสองค่าไฟฟ้า เช่น Ca2+ และ Sr2+ ส่วน M+ หมายถึงไอออนบวกชนิดหนึ่งค่าไฟฟ้า เช่น Na+ และ K+ ดังนั้นโซเดียมไบโอไทต์จึงเป็นสารที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนไอออนบวกในลักษณะของกรดอ่อน ในโครงสร้างสามมิติของไซโลไฟต์นั้น จะมีโครงสร้างของช่องว่างและรูพรุนที่มีรูปแบบเป็นระเบียบ ซึ่งช่วยให้มีคุณสมบัติในการกรอง ความสามารถในการเลือกดูดซับสารต่างๆ ความเสถียรทางความร้อน และความเสถียรในรูปร่าง ซึ่งถือเป็นคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม มีชนิดของไซโลไทต์ในธรรมชาติอยู่มากมาย โดยชนิดที่ใช้ในการกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนียก็คือไซโลไทต์ชนิดสเลียร์ไซโลไทต์ ลำดับความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนบวกของไซโลไทต์ชนิดนี้ มีดังนี้: K+, NH4+ > Na+ > Ba2+ > Ca2+ > Mg2+ โดยอาศัยความสามารถในการเลือกสรร NH4+ ได้อย่างดีของไซโลไทต์แบบเอียง จึงสามารถใช้กระบวนการดูดซับแบบแลกเปลี่ยนเพื่อกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบอะมโมเนียออกจากน้ำได้ หินที่ใช้ในการดูดซับสารต่างๆ จนเต็มความจุ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลังจากการฟื้นฟู ค่า pH ของสารละลายมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียโดยใช้ไซโลไฟต เมื่อค่า pH สูงเกินไป NH4+ จะเปลี่ยนเป็น NH3 ทำให้ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนและการดูดซับลดลง ； เมื่อค่า pH ต่ำเกินไป แรงดึงดูดของ H+ จะเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลเสียต่อการกำจัด NH4+ โดยปกติแล้ว ค่า pH ของน้ำที่ไหลเข้ามาควรอยู่ในช่วง 6–8 เมื่อปรับสภาพน้ำในเมืองที่มีความเข้มข้นของไนโตรเจน 10–20 มิลลิกรัม/ลิตร ความเข้มข้นของไนโตรเจนในน้ำที่ได้จะลดลงมาอยู่ที่ต่ำกว่า 1 มิลลิกรัม/ลิตร ปริมาตรน้ำที่ไหลผ่านขณะเจาะอยู่ที่ประมาณ 100–150 เท่าของความจุเตียง. ความจุการแลกเปลี่ยนของไซโลไฟต์อยู่ที่ประมาณ 0.4×10-3 n-1 mol/g ไซโลไนต์ที่ดูดซับแอมโมเนียจนถึงระดับอิ่มตัว สามารถฟื้นฟูได้โดยใช้ผงปูนขาวในอัตรา 5 กรัม/ลิตร หรือน้ำปูนขาวที่อิ่มตัว ปริมาณของน้ำที่ใช้ในการฟื้นฟูนั้น อยู่ที่ประมาณ 3–5% ของปริมาณน้ำที่นำมาบำบัด งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า การเติม NaCl ในปริมาณ 0.1 โมลล์ลงในสารละลายที่ใช้ในการฟื้นฟูปูนซีเมนต์ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการฟื้นฟูได้ สำหรับปัญหาการเกิดตะกรันจากการทำให้ปูนขาวกลับมาใช้งานได้อีกครั้ง ก็มีการใช้สารละลายโซเดียมคลอไรด์ในความเข้มข้น 2% เป็นสารละลายสำหรับการทำให้ปูนขาวกลับมาใช้งานได้อีกครั้ง โดยในกรณีนี้จะต้องใช้สารละลายในปริมาณที่มาก ของเสียที่มีสารแอมโมเนียในความเข้มข้นสูงที่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการฟื้นฟู จำเป็นต้องได้รับการจัดการ โดยวิธีการจัดการมีดังนี้: (1) การใช้อากาศเพื่อดูดกลืนสาร NH3 ออกไป หรือนำสารดังกล่าวไปใช้เป็นปุ๋ยโดยใช้ H2SO4 ในการดูดกลืน ； (2) การขจัดไอด้วยแรงดันไอน้ำ ของเหลวที่ใช้ในการควบแน่นคือสารละลายแอมโมเนียที่มีความเข้มข้น 1% ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นปุ๋ยได้ ； (3) การออกซิเดชันด้วยไฟฟ้า (การคลอรีนไนซ์ด้วยไฟฟ้า) คือการทำให้แอมโมเนียถูกออกซิไดซ์จนกลายเป็น N2 สาม การขจัดด้วยอากาศ ภายใต้สภาพที่มีความเป็นด่างสูง (pH > 10.5) ไนโตรเจนในน้ำเสียจะอยู่ในรูปของ NH3 เป็นหลัก (รูปที่ 20-2) การทำให้น้ำเสียสัมผัสกับอากาศอย่างเต็มที่ จะทำให้ NH3 ที่มีลักษณะระเหยได้ในน้ำ เคลื่อนย้ายจากสถานะของเหลวไปสู่สถานะก๊าซ ซึ่งจะช่วยกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของอะมโมเนียออกจากน้ำได้ ภายในหอกำจัดสารมีการบรรจุวัสดุที่ทำจากไม้หรือพลาสติกไว้ เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับการกรอง อากาศจะไหลเข้ามาทางด้านล่างของหอ ส่วนน้ำเสียจะไหลลงมาจากด้านบนของหอไปยังถังเก็บน้ำที่อยู่ด้านล่าง ปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนีย ได้แก่: (1) ค่า pH โดยทั่วไปจะเพิ่มค่า pH ให้อยู่ที่ระหว่าง 10.8–11.5 ； (2) อุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิของน้ำลดลง ความสามารถในการละลายของแอมโมเนียจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียลดลง ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 20°C อัตราการกำจัดแอมโมเนียอยู่ที่ 90–95% แต่เมื่ออุณหภูมิลดลงเหลือ 10°C อัตราการกำจัดจะลดลงเหลือประมาณ 75% ซึ่งสิ่งนี้ก่อให้เกิดความยากลำบากในการใช้หอกำจัดสารพิษในช่วงฤดูหนาว ； (3) โหลดทางไหลของน้ำ หากโหลดทางไหลของน้ำ (m3/m2·h) สูงเกินไป จะทำให้สภาพการไหลของน้ำที่จำเป็นสำหรับการขจัดสารปนเปื้อนอย่างมีประสิทธิภาพเสียหาย และก่อให้เกิด “ม่านน้ำ” ขึ้นมาแทน ； หากโหลดทางไฮดรอลิกต่ำเกินไป วัสดุที่ใช้เติมอาจไม่ได้รับความชื้นอย่างเพียงพอ ส่งผลให้การทำงานไม่มีประสิทธิภาพ และก่อให้เกิดสภาวะ “หอแห้ง” ขึ้น โดยทั่วไป แรงกดจากน้ำจะอยู่ที่ 2.5–5 ลูกบาศก์เมตร/ตารางเมตร·ชั่วโมง ； (4) อัตราส่วนของอากาศต่อน้ำ สำหรับความสูงของหอแปลงก๊าซที่คงที่ การเพิ่มอัตราการไหลของอากาศจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียได้ ； แต่เมื่อปริมาณอากาศที่ไหลเข้ามาเพิ่มขึ้น ความดันที่ลดลงก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นปริมาณอากาศที่สามารถไหลเข้ามาได้จึงมีขีดจำกัด โดยทั่วไป อัตราส่วนของก๊าซต่อน้ำสามารถอยู่ที่ 2500–5000 (m3/m2) ； (5) รูปร่างและความสูงของวัสดุที่ใช้เติม เนื่องจากการกระเด็นของน้ำซ้ำๆ และการก่อตัวของหยดน้ำถือเป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการดูดไนโตรเจนออก ดังนั้น รูปร่าง ขนาด ระยะห่าง และวิธีการจัดเรียงของวัสดุที่ใช้เติม ล้วนมีผลต่อประสิทธิภาพในการดูดไนโตรเจนออกด้วย โดยทั่วไป ระยะห่างระหว่างแท่งเติมจะอยู่ที่ 40–50 มม. ส่วนความสูงของแท่งเติมจะอยู่ที่ 6–7.5 เมตร หากเพิ่มระยะห่างระหว่างวัสดุเติม ก็จำเป็นต้องใช้ความสูงของวัสดุเติมที่มากขึ้นด้วย ； (6) การควบคุมการเกิดตะกรัน การเกิดตะกรันของวัสดุที่ใช้ในระบบ (CaCO3) จะลดประสิทธิภาพในการทำงานของหอถังสำหรับการกำจัดสารปนเปื้อนได้อย่างมาก มาตรการในการควบคุมการเกิดสนิม ได้แก่ การใช้น้ำที่มีความดันสูงเพื่อล้างชั้นสนิมออก ； เติมสารป้องกันการเกิดคราบหินปูนลงในน้ำที่จะนำมาใช้: ใช้อากาศที่ไม่มีหรือมี CO2 ในปริมาณน้อยในการขจัดสารต่างๆ (เช่น การนำก๊าซไอเสียมาใช้ซ้ำเพื่อกำจัดแอมโมเนีย) ； ใช้วัสดุเติมที่ทำจากพลาสติกซึ่งไม่เกิดคราบสกปรกง่าย แทนไม้และวัสดุอื่นๆ วิธีการกำจัดแอมโมเนียด้วยลม สามารถกำจัดแอมโมเนียได้ในอัตรา 60–95% กระบวนการง่าย ประสิทธิภาพในการกำจัดสูง ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและการดำเนินการต่ำ สามารถใช้กำจัดน้ำเสียที่มีแอมโมเนียในความเข้มข้นสูงได้ แต่เมื่ออุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพในการขจัดก๊าซจะลดลง นอกจากนี้การเกิดตะกรันยังส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการทำงาน และแอมโมเนียที่ถูกขจัดออกมาก็ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกทีหนึ่ง ข้อ 4 การฆ่าเชื้อด้วยคลอรีน คือวิธีการเติมคลอรีนหรือโซเดียมไฮโปคลอไรต์ในปริมาณที่มากเกินไป (เกิน “จุดวิกฤต”) ดังที่กล่าวไว้ในบทที่ 14 เพื่อให้แอมโมเนียในน้ำเสียถูกออกซิไดซ์จนกลายเป็น N2 วิธีนี้เรียกว่าการฆ่าเชื้อด้วยคลอรีน สมการการเกิดปฏิกิริยาสามารถเขียนได้ดังนี้: NH4+ + 1.5HOCl → 0.5N2 + 1.5H2O + 2.5H+ + 1.5Cl- จากสมการจะเห็นได้ว่า ปริมาณคลอรีนที่จำเป็นในทางทฤษฎีคือ 7.6 กิโลกรัม/กิโลกรัมของ (NH3-N) แต่ในทางปฏิบัติแล้ว ปริมาณคลอรีนที่จำเป็นอยู่ที่ 8–10 กิโลกรัม/กิโลกรัมของ (NH3-N) หากทำปฏิกิริยาที่ค่า pH = 6–7 ปริมาณสารที่ต้องใช้ก็จะน้อยที่สุด เวลาในการสัมผัสโดยทั่วไปอยู่ที่ 0.5 ถึง 2 ชั่วโมง การควบคุมค่า pH และปริมาณคลอรีนอย่างเข้มงวด จะช่วยลดการเกิดสารคลอรามีนที่เป็นอันตราย (เช่น NCl3) และสารอินทรีย์ที่มีคลอรีนปนอยู่ในระหว่างกระบวนการทางเคมีได้ วิธีการใช้คลอรีนเพื่อกำจัดไนโตรเจนในรูปแบบของแอมโมเนีย สามารถกำจัดได้ถึง 90–100% โดยมีประสิทธิภาพที่คงที่ ไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิของน้ำ และค่าใช้จ่ายในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานก็ไม่สูงด้วย แต่ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสูง ； คลอรีนที่เหลือและสารประกอบคลอรีนจำเป็นต้องได้รับการปรับสภาพหลังการใช้งาน
ภายใต้สภาพด่าง การกำจัดสารสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากเมื่อใช้หอกำจัดสาร