การวิเคราะห์สาเหตุความผิดปกติของระบบบำบัดด้วยตะกอน활성ในโรงงานบำบัดน้ำเสียจากการผลิตกระดาษ

Thread Content

ระบบบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีสลัดจ์ใช้งานในอุตสาหกรรมกระดาษนั้น มีจุดผิดปกติในการทำงานของโครงสร้างต่างๆ หลายจุด การรวบรวมและวิเคราะห์จุดผิดปกติเหล่านี้เป็นสิ่งที่จำเป็นต้องแก้ไขและเข้าใจอย่างถี่ถ้วน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการประเมินสถานะของระบบของเราได้อย่างมาก ต่อไปจะเป็นการวิเคราะห์สาเหตุอย่างละเอียดของความผิดปกติที่พบบ่อยในระบบโดยรวม เพื่อช่วยให้เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการและผู้จัดการระดับปฏิบัติการมีความเข้าใจเกี่ยวกับความผิดพลาดของระบบมากขึ้น 1. สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่ผิดปกติ การเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่ผิดปกตินั้นเกี่ยวข้องเป็นหลักกับสารกรดและด่างที่ถูกปล่อยออกมาจากสถานที่การผลิต สำหรับบริษัทผลิตกระดาษขนาดใหญ่ น้ำเสียที่มีความเป็นกรดและด่างส่วนใหญ่เกิดจากการล้างทำความสะอาดอุปกรณ์เป็นประจำ 2. การวิเคราะห์ปริมาณและคุณภาพน้ำที่ไหลเข้า โดยปกติแล้วปริมาณน้ำที่ไหลเข้าจะคงที่ แต่หากเกิดเหตุการณ์การระบายน้ำ กระบวนการผลิตก็จะมีน้ำสำหรับล้างถัง ตัวเครื่องจักร และอุปกรณ์ต่างๆ ในปริมาณมาก หากเป็นเหตุการณ์ฉุกเฉินก็จะมีการทิ้งวัตถุดิบและสารเคมีจำนวนมากไปด้วย น้ำเสียดังกล่าวเมื่อไหลเข้าสู่โรงบำบัดน้ำเสีย มักจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อระบบ ซึ่งนี่เองคือสาเหตุที่ทำให้ค่าความเข้มข้นของ COD ในน้ำทิ้งจากบ่อตกตะกอนเบื้องต้นและบ่อบำบัดทางชีวภาพอยู่ในระดับสูง เนื่องจากวัตถุดิบในน้ำเสียส่วนใหญ่คือใยเซลลูโลสและแป้งอะมิโลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งแป้งอะมิโลสที่มีน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างสูง และมีคุณสมบัติการตกตะกอนทางกายภาพและเคมีไม่ดี นอกจากนี้ สารกระจายตัวที่ปนเปื้อนอยู่ก็ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการตกตะกอนของสาร PAC และ PAM ในขั้นตอนการปฏิบัติการทางกายภาพและเคมีลดลง เหล่านี้คือผลกระทบของปริมาณและคุณภาพน้ำเสียที่ไหลเข้ามาต่อระบบ 3. การวิเคราะห์ผลกระทบจากตะกอนส่วนเกินในบ่อปรับสภาพ น้ำที่ไหลเข้ามาในแต่ละวันมีอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตและเส้นใยเยื่อกระดาษซึ่งยังไม่ได้รับการกรอง ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดตะกอนส่วนเกินในบ่อปรับสภาพ เนื่องจากอุปกรณ์คนน้ำในถังปรับสภาพนั้นอยู่ตรงกลาง แรงหมุนเวียนที่เกิดขึ้นจึงทำให้ตะกอนจำนวนมากสะสมอยู่ที่มุมต่างๆ ของถังปรับสภาพ ซึ่งนี่คือสาเหตุหลักที่ทำให้มีตะกอนสะสมอยู่ในถังปรับสภาพในปริมาณมาก เนื่องจากในบ่อปรับสภาพไม่มีการติดตั้งอุปกรณ์เติมอากาศโดยเฉพาะ ผลที่ตามมาคือตะกอนที่ตกตะกอนจะเกิดปฏิกิริยาย่อยสลายและเปลี่ยนเป็นกรดภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน นั่นก็เท่ากับว่าเป็นการปรับสภาพน้ำเสียที่ไหลเข้ามาโดยไม่ได้ตั้งใจ โดยการปรับกระบวนการย่อยสลายของสารในน้ำ ทำให้เส้นใยกระดาษและแป้งชนิดโซ่ตรงถูกย่อยสลายให้กลายเป็นสารอินทรีย์ขนาดเล็กที่สามารถย่อยสลายได้ง่าย โดยอัตราการย่อยสลายสารอินทรีย์นี้อยู่ที่ประมาณ 10% จากการเปรียบเทียบค่า pH ของน้ำเสียที่เข้าสู่บ่อปรับสภาพกับค่า pH ของน้ำเสียที่ออกจากบ่อปรับสภาพ จะพบว่าค่า pH ของน้ำเสียที่ไหลออกมาจากบ่อปรับสภาพนั้นต่ำกว่าค่า pH ของน้ำเสียที่เข้าสู่บ่อปรับสภาพประมาณ 0.5–1.0 นี่เป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่ามีการเกิดปฏิกิริยาย่อยสลายและเปลี่ยนเป็นกรดในบ่อเก็บน้ำเนื่องจากการสะสมของตะกอน นอกจากนี้ เรายังสามารถใช้ค่าความแตกต่างของค่า pH นี้เพื่อทราบระดับของปฏิกิริยาย่อยสลายและเปลี่ยนเป็นกรดได้อีกด้วย โดยทั่วไปแล้ว ค่าส่วนต่างนี้จะสูงกว่าในช่วงฤดูร้อนมากกว่าในช่วงฤดูหนาว ผลกระทบของอุณหภูมิต่อปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสและการเปลี่ยนเป็นกรดนั้นเห็นได้อย่างชัดเจน 4. การวิเคราะห์สาเหตุที่การตกตะกอนในโซนทางกายภาพ-เคมีไม่ได้ผลดี การที่การตกตะกอนในโซนทางกายภาพ-เคมีไม่ได้ผลดีนั้นเกี่ยวข้องกับปัจจัยหลายประการ โดยหลักๆ ได้แก่ ปริมาณสารกระจายตัวในน้ำเสียที่ไหลเข้ามามีมากเกินไป ปริมาณการเติมสารตกตะกอนและสารช่วยตกตะกอนอยู่นอกช่วงที่เหมาะสม อิทธิพลของค่า pH ปัญหาเรื่องการกวนผสมที่เร็วหรือช้า ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลกับภาระงาน ปริมาณอนุภาคแขวนลอยในน้ำเสีย และปริมาณสารที่ยากต่อการตกตะกอนซึ่งมีมากเกินไป เป็นต้น สำหรับปัจจัยที่มีผลดังกล่าว ต่อไปจะทำการวิเคราะห์ความผิดพลาดอย่างละเอียด (1) ผลของสารกระจายตัว บริษัทผลิตกระดาษขนาดใหญ่แห่งหนึ่งได้เติมสารกระจายตัวเข้าไป เพื่อให้เยื่อกระดาษกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอบนผ้าม่านของเครื่องทำกระดาษ และไม่จับตัวเป็นก้อน สารกระจายตัวและสารตกตะกอนเป็นสารเคมีสองชนิดที่มีหน้าที่ตรงกันข้ามกัน น้ำขาวที่ผ่านการกรองด้วยเครื่องอัดกรองกระดาษนั้นมีสารกระจายตัวอยู่เป็นจำนวนมาก เมื่อถูกระบายทิ้ง น้ำเสียที่อุดมไปด้วยสารกระจายตัวนี้จะไหลเข้าสู่โรงบำบัดน้ำเสีย ซึ่งส่งผลกระทบต่อบริเวณเติมสารตกตะกอนที่ใช้ในการตกตะกอนทางกายภาพและเคมี ตัวอย่างที่พบได้บ่อยคือ เมื่อมีการเติมสารช่วยให้เกิดการรวมตัวของอนุภาคเข้าด้วยกันแล้ว อนุภาคที่ลอยอยู่ในน้ำก็ไม่สามารถรวมตัวกันเป็นก้อนขนาดใหญ่ได้ สิ่งที่เราเห็นก็คืออนุภาคขนาดเล็กที่ยากจะรวมตัวกัน อนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้มีแนวโน้มจะถูกกระแสน้ำพัดพาไปได้ง่าย ดังนั้นจึงไม่สามารถตกตะกอนได้ดีในถังตกตะกอนชั้นแรก และในสภาวะที่มีภาระงานสูง อนุภาคเหล่านี้ก็มักจะไหลออกจากถังตกตะกอนชั้นแรก ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อระบบทางชีวเคมีที่อยู่ต่อไป (2) การเติมสารตกตะกอนและสารโคแอกุลันต์ไม่อยู่ในช่วงการเติมที่เหมาะสมที่สุด ปริมาณการใส่สารตกตะกอนและสารช่วยจับตัว รวมถึงอัตราส่วนการใช้ทั้งสองอย่างนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งเป็นปัจจัยหลักในการเพิ่มประสิทธิภาพการตกตะกอนของก้อนตะกอน และลดปริมาณการใช้สารตกตะกอนและสารช่วยจับตัว เมื่อการเติมสารตกตะกอน PAC ไม่เพียงพอ ในถังผสมช้าขั้นตอนแรกจะไม่เกิดสารละลายที่มีอนุภาคเล็กๆ และน้ำระหว่างอนุภาคใสขึ้นมา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความใสของน้ำระหว่างอนุภาคนั้นเป็นปัจจัยสำคัญในการตรวจสอบในสถานที่จริงว่า การเติมสารตกตะกอน เช่น PAC เป็นไปตามมาตรฐานการใช้งานหรือไม่ ในทางตรงกันข้าม การเติมสารตกตะกอนและสารช่วยตกตะกอนมากเกินไปก็ไม่สามารถให้ผลการตกตะกอนที่ดีที่สุดได้เช่นกัน การเติมสารตกตะกอนและสารช่วยจับตัวเป็นก้อนในปริมาณมากเกินไป จะทำให้เกิดเศษตะกอนที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ขึ้นมาในสารละลาย แต่ปัญหาเดียวกันก็คือ น้ำที่อยู่ระหว่างช่องว่างของเศษตะกอนขนาดใหญ่เหล่านี้จะไม่กลายเป็นน้ำใสขึ้นเพียงเพราะการเติมสารเคมีในปริมาณมาก โดยส่วนใหญ่แล้ว เมื่อมีการเติมสารเคมีในปริมาณมากเกินไป จะทำให้เกิดเม็ดกาวขนาดใหญ่ขึ้น แต่เม็ดกาวเหล่านี้ก็มักจะหักง่ายภายใต้แรงปั่นผสมของน้ำในถังผสม และเมื่อเม็ดกาวหักแล้ว คุณสมบัติในการรวมตัวกันของเม็ดกาวก็จะลดลง ดังนั้น เม็ดกาวที่หักแล้วเหล่านี้ก็จะกลายเป็นอนุภาคที่ทำให้น้ำขุ่นมัวขึ้นนั่นเอง จากโครงสร้างของพื้นที่ในการเติมสารเคมีในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย จะเห็นได้ว่ามีถังสำหรับปรับค่า pH อยู่ด้านหน้าถังผสมน้ำเสีย โดยน้ำเสียที่ผ่านการปรับค่า pH แล้วจึงจะสามารถเติมสารช่วยในการตกตะกอนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด หลังจากเติม PAC หรือสารช่วยให้เกิดการรวมตัวของอนุภาคลงในถังผสมแบบเร็วแล้ว การคนอย่างรวดเร็วจะไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการรวมตัวของอนุภาค ตรงกันข้าม ยังช่วยให้สารช่วยให้เกิดการรวมตัวของอนุภาคนั้นแพร่กระจายไปทั่วน้ำเสียได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะช่วยสร้างรากฐานที่ดีสำหรับการเกิดโครงสร้างแบบ “ฟองยาง” ในขั้นตอนแรกในถังผสมแบบช้าได้ วัตถุประสงค์ของการคนน้ำอย่างช้าๆ ในถังผสมชนิดนี้ก็เพื่อให้ก้อนเจลที่เกิดขึ้นมีขนาดใหญ่ขึ้น และเพื่อให้แรงเสียดทานของกระแสน้ำไม่สามารถทำลายก้อนเจลเหล่านั้นได้ สารช่วยในการรวมตัวของตะกอนที่ใช้ในโรงบำบัดน้ำเสียแห่งนี้คือ PAM (โพลิอะคริลามิด) จุดที่มีการเติมสารดังกล่าวตามแบบแปลนคือในถังผสมชนิดช้าตัวแรก ในขณะเดียวกัน ถังผสมชนิดช้าตัวที่สองก็ทำหน้าที่เป็นสถานที่สำหรับให้ตะกอนมีขนาดใหญ่ขึ้นต่อไปภายใต้อิทธิพลของสารที่เติมเข้าไป 5. การวิเคราะห์สาเหตุของความผิดปกติในการทำงานของถังตกตะกอนชั้นแรก ความผิดปกติในการทำงานของถังตกตะกอนชั้นแรกมักเกิดจากการที่ถังนี้ทำหน้าที่แยกตะกอนออกจากน้ำเสียหลังจากการเติมสารเคมีเพื่อให้เกิดการรวมตัวของอนุภาคต่างๆ หากการแยกตะกอนไม่มีประสิทธิภาพ ก็จะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการปรับสภาพน้ำเสียในขั้นตอนต่อไปอย่างแน่นอน ประสิทธิภาพในการแยกโคลนออกจากน้ำในถังตกตะกอนชั้นแรกนั้นไม่ดีนัก นอกเหนือจากปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในขั้นตอนการออกแบบแล้ว สาเหตุส่วนใหญ่มาจากการใช้สารเร่งการตกตะกอนและสารช่วยในการตกตะกอนที่ไม่เหมาะสม ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจากการที่โครงสร้างตะกอนไม่จับตัวกันดีเนื่องจากใส่สารตกตะกอนไม่เพียงพอ และการที่โครงสร้างตะกอนมีขนาดใหญ่เกินไปจนแตกหักเนื่องจากใส่สารตกตะกอนมากเกินไปนั้น เป็นผลลัพธ์เดียวกันในกระบวนการแยกตะกอนออกจากน้ำที่บ่อตกตะกอนต้นทาง เมื่อเวลาการอยู่ในบ่อตกตะกอนปฐมภูมิสามารถตอบสนองต่อระยะเวลาที่จำเป็นสำหรับให้ก้อนตะกอนตกลงสู่ก้นบ่อได้อย่างครบถ้วน จะเห็นได้ว่าน้ำทิ้งจากบ่อตกตะกอนปฐมภูมิมีความใสและปราศจากอนุภาคที่ยังไม่ตกตะกอน แต่ในทางตรงกันข้าม หากเป็นเช่นนั้นไม่ได้ ก็จะทำให้ก้อนตะกอนที่เกิดจากการตกตะกอนไหลออกจากบ่อตกตะกอนปฐมภูมิ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อระบบบำบัดทางชีวภาพในขั้นตอนต่อไป ปัญหาในการขจัดตะกอนในถังกักตะกอนชั้นแรก ส่วนใหญ่เกิดจากความผิดพลาดของอุปกรณ์ที่ใช้ในการขจัดตะกอน เช่น ปั๊มขจัดตะกอนทำงานไม่ได้ การขจัดตะกอนไม่ทันเวลา หรือน้ำเสียที่ไหลเข้ามามีอนุภาคลอยอยู่มากเกินไป จนทำให้ไม่สามารถขจัดตะกอนได้อย่างเพียงพอ เมื่อตรวจสอบว่าในถังตกตะกอนมีโคลนสะสมมากเกินไปหรือไม่ สิ่งสำคัญคือต้องดูว่าเครื่องขูดโคลนทำงานได้ราบรื่นหรือไม่ หากพบว่าเครื่องขูดโคลนมีอาการสั่นหรือลื่นขณะทำงาน ก็จำเป็นต้องตรวจสอบอย่างละเอียดว่ามีปัญหาโคลนสะสมมากเกินไปในถังตกตะกอนหรือไม่ 6. การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในระหว่างการทำงานของบ่อกรองชีวภาพ โดยทั่วไปแล้ว ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของบ่อกรองชีวภาพมักเกิดจากผลกระทบของความผันผวนของน้ำเข้าต่อเยื่อไบโอฟิล์มที่ก่อตัวขึ้นมาแล้ว หากการทำงานของระบบกรองด้วยสิ่งมีชีวิตไม่มีประสิทธิภาพเต็มที่ ก็จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อระบบการใช้สลัดชีวภาพในขั้นต่อไป สาเหตุของความเสียหายที่พบบ่อยในระบบกรองชีวภาพมีดังนี้ (1) สาเหตุที่ค่า pH ผิดปกติทำให้ระบบกรองชีวภาพเกิดความเสียหาย แม้ว่าเยื่อชีวภาพจะมีความสามารถในการทนต่อการเปลี่ยนแปลงของค่า pH ได้ดีกว่าระบบสลัดชีวภาพ แต่เมื่อถูกน้ำเสียที่มีค่า pH ผิดปกติมากระทบ ก็จะก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากเช่นกัน เนื่องจากจุลินทรีย์ที่อยู่บนพื้นผิวของเยื่อชีวภาพจะตายและหลุดออกมาเมื่อถูกกระทบ จุลินทรีย์ที่อยู่ภายในก็จะถูกกระทบเช่นกันและหลุดออกมา สุดท้ายเยื่อชีวภาพทั้งหมดก็จะหลุดออกมาด้วย เยื่อสิ่งมีชีวิตที่หลุดลอกออกมานั้น สามารถไปอุดตันช่องว่างระหว่างวัสดุกรองในระบบกรองได้อย่างง่ายดาย จนทำให้น้ำไหลไม่สะดวกและเกิดการล้นออกมาได้ เมื่อเยื่อชีวภาพถูกทำลายจากการเปลี่ยนแปลงค่า pH จะต้องใช้เวลาในการฟื้นตัวด้วยตัวเอง โดยปกติแล้ว หลังจากที่สามารถขจัดผลกระทบจากความผันผวนของค่า pH ได้แล้ว จะต้องใช้เวลาประมาณ 1 สัปดาห์เพื่อให้เยื่อชีวภาพกลับมาสู่สภาพปกติอีกครั้ง (2) การเจริญเติบโตของเยื่อชีวภาพที่ไม่ดี ปัญหาหลักในการเจริญเติบโตของเยื่อชีวภาพที่ไม่ดีก็คือ เยื่อชีวภาพมีความหนาเกินไปหรือบางเกินไป นอกจากนี้ ปัญหาที่พบได้บ่อยคือการเจริญเติบโตของชั้นเยื่อชีวภาพที่ไม่สม่ำเสมอ นอกจากจะเกี่ยวข้องกับปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำที่ไหลเข้าสู่ระบบกรองชีวภาพแล้ว ยังเกี่ยวข้องกับความเพียงพอของสารอาหารในน้ำที่ไหลเข้ามาด้วยเช่นกัน หากปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำต่ำเกินไป ชั้นเยื่อสิ่งมีชีวิตก็จะบางลง ； และเมื่อปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำนำเข้ามามีมากเกินไป ก็จะทำให้เยื่อหุ้มชีวภาพเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปจะมีเยื่อหุ้มชีวภาพที่หนาเกินไปเกิดขึ้นบนตัวกรอง จากการทดลองในภาคปฏิบัติพบว่า เมื่อเยื่อหุ้มชีวภาพมีความหนามาก ประสิทธิภาพในการกำจัดสารอินทรีย์ของมันก็ไม่จำเป็นต้องสูงกว่าเมื่อเยื่อหุ้มชีวภาพมีความหนาน้อยกว่า สาเหตุก็คือ ประสิทธิภาพในการกำจัดสารอินทรีย์ของเยื่อหุ้มชีวภาพนั้นขึ้นอยู่กับพื้นที่การสัมผัสที่มีประสิทธิภาพระหว่างเยื่อหุ้มชีวภาพกับน้ำเสีย ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความหนาของเยื่อหุ้มชีวภาพ สำหรับปัญหาการขาดสารอาหารในน้ำเสียนั้น สามารถเข้าใจได้ในลักษณะเดียวกับความต้องการสารอาหารในการดำเนินการระบบจุลินทรีย์ที่ใช้งานอยู่ ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องเติมสารอาหารในช่วงต้นของการป้อนน้ำเข้าสู่บ่อกรองชีวภาพ เนื่องจากปริมาณสารอาหารที่ใช้ต้องคำนึงถึงความต้องการสารอาหารของจุลินทรีย์ในระบบกรองทางชีวภาพและระบบสลัดจุลินทรีย์ ดังนั้นการเลือกค่าปริมาณสารอินทรีย์ที่อยู่ในสารอาหารที่ใช้จึงมีความสำคัญมาก ในโรงบำบัดน้ำเสียของบริษัทผลิตกระดาษขนาดใหญ่แห่งนี้ ปริมาณสารอาหารที่เติมลงไปหน้าหอชีวภาพนั้น จะคำนวณจากปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำที่เข้ามา โดยใช้ค่าสารอินทรีย์ในน้ำที่ออกมาจากถังตกตะกอนเบื้องต้นเป็นตัวอ้างอิง วิธีการคำนวณแบบนี้ย่อมทำให้เกิดสารอาหารที่ยังไม่ได้ถูกนำไปใช้ในระบบตัวกรองชีวภาพ สารอาหารส่วนนี้จะถูกส่งต่อไปยังระบบโคลนที่มีชีวิตเพื่อนำไปใช้ซ้ำอีกครั้ง เมื่อมองผิวเผินแล้ว การเติมสารอาหารในลักษณะนี้ดูเหมือนจะไม่มีปัญหา แต่ในความเป็นจริงแล้ว เนื่องจากมีสารอาหารมากเกินไปในตัวถังกรองชีวภาพ ประกอบกับตัวถังกรองชีวภาพนั้นไม่มีส่วนที่เป็นหลังคา ดังนั้นจึงทำให้เกิดสาหร่ายจำนวนมากขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุกรอง สิ่งนี้ยังส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานของระบบกรองทางชีวภาพลดลง โดยโดยปกติแล้วจะทำให้อัตราการกำจัดสารมลพิษลดลงประมาณ 10% เหตุผลก็คือ สาหร่ายที่เจริญเติบโตขึ้นนั้นไม่มีความสามารถในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย แต่ต้องการเพียงสารอาหารและแสงแดดเป็นพลังงานสำหรับการเจริญเติบโตเท่านั้น การเปลี่ยนแปลงสีของแผ่นจุลินทรีย์ให้กลายเป็นสีขาวนวลนั้น ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ จากการพิจารณาคุณภาพน้ำนำเข้าและสภาพการทำงานของระบบ โดยสรุปแล้วเชื่อว่าเกี่ยวข้องกับการบวมตัวของเส้นใยจุลินทรีย์ในแผ่นจุลินทรีย์ จากการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ พบว่าก้อนเจลแบคทีเรียสีนวลนั้นประกอบขึ้นจากเซลล์แบคทีเรียรูปเส้นใยจำนวนมาก รอบๆ เชื้อแบคทีเรียเส้นใยแทบไม่มีโปรโตซัวอยู่เลย ซึ่งเรื่องนี้ก็สามารถเข้าใจได้ในการวิเคราะห์การประกอบตัวของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากเชื้อแบคทีเรียเส้นใยไม่สามารถให้อาหารแก่โปรโตซัวได้เหมือนกับกลุ่มจุลินทรีย์ ซึ่งเป็นแหล่งอาหารอย่างเช่น แบคทีเรียอิสระและกลุ่มจุลินทรีย์ขนาดเล็ก เป็นต้น เนื่องจากแบคทีเรียเส้นใยก็มีความสามารถในการทำความสะอาดน้ำได้เช่นกัน เราจึงเห็นได้ว่า เมื่อแบคทีเรียเส้นใยเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างมากในเยื่อชีวภาพ อัตราการกำจัดสารอินทรีย์ในน้ำเสียโดยระบบกรองชีวภาพโดยรวมจึงไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่ลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น โดยปกติแล้วอัตราการกำจัดสารอินทรีย์จะต่ำกว่าเยื่อชีวภาพปกติประมาณ 10% เมื่อพิจารณาลักษณะของเชื้อราแบบเส้นใยดังกล่าวภายใต้กล้องจุลทรรศน์แล้ว จะพบว่ามีลักษณะคล้ายกับเชื้อราแบบเส้นใยที่เกิดขึ้นในกระบวนการใช้สลักธาตุที่มีชีวิต กล่าวคือ เป็นเชื้อราที่มีรูปร่างยาว แข็ง และไม่สามารถงอได้ง่าย ； ยังมีที่มีรูปร่างอ่อนนุ่ม ซึ่งเป็นเซลล์แบบเส้นใยที่พบเฉพาะในเยื่อหุ้มชีวภาพ โดยสรุปแล้ว การเพิ่มจำนวนของเซลล์รูปเส้นใยเหล่านี้อย่างมาก ย่อมทำให้เกิดกลุ่มเซลล์สีขาวครีมกระจัดกระจายอยู่บนชั้นเยื่อจุลินทรีย์ในระบบกรองไบโอฟิลเตอร์ ซึ่งแตกต่างจากกลุ่มเซลลูลอสที่เกาะอยู่บนวัสดุกรอง โดยอาศัยการดูดซับของชั้นแบคทีเรียที่อยู่ในสภาพไร้ออกซิเจน ส่วนเซลล์รูปเส้นใยสีขาวครีมนั้น จะอาศัยโครงสร้างผิวเซลล์ที่หนาแน่น เพื่อต้านทานแรงกระแทกจากน้ำเสีย และช่วยให้เซลล์เหล่านี้ยังคงอยู่บนวัสดุกรองได้โดยไม่หลุดออกไป แม้ว่าเยื่อชีวภาพที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดเซลล์รูปร่างคล้ายครีม แต่ก็ไม่ได้ส่งผลให้ความสามารถในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียลดลงอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม เราจะพบว่าเซลล์รูปร่างคล้ายเส้นใยเหล่านี้มักก่อให้เกิดปัญหาการเติบโตของเชื้อรูปร่างคล้ายเส้นใยในระบบสลัดจุลินทรีย์ที่ใช้ในการบำบัดน้ำได้อย่างง่ายดาย สาเหตุหลักคือในระหว่างการทำงานปกติ จะมีเยื่อชีวภาพสีขาวประเภทนี้หลุดออกมาในปริมาณหนึ่ง แล้วไหลเข้าไปในถังออกซิเจนต่อไป ในช่วงเริ่มต้น เนื่องจากไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ ยีสต์รูปเส้นจึงต้องเปลี่ยนจากการอยู่ในชั้นเยื่อชีวภาพมาอยู่ในถังอากาศ ซึ่งทำให้พวกมันยากที่จะอยู่รอดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงไม่เกิดการแพร่กระจายของยีสต์เหล่านี้ในถังอากาศ แต่เมื่อเวลาผ่านไป แบคทีเรียเส้นใยชนิดนี้ที่หลุดลอกและไหลเข้าไปในถังเติมอากาศ ก็จะมีบางส่วนที่สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ได้ ส่งผลให้ก่อตัวเป็นประชากรที่มีจำนวนมากขึ้นในถังเติมอากาศ และส่งผลกระทบต่อคุณภาพการทำงานโดยรวมของระบบจุลินทรีย์ในน้ำเสีย 7. การวิเคราะห์สาเหตุของความผิดปกติที่พบบ่อยในการทำงานของถังเติมอากาศ (1) สาเหตุที่ทำให้เกิดคราบลอยอยู่บนผิวน้ำในถังเติมอากาศ เมื่อเราวิเคราะห์เรื่องคราบลอยอยู่บนผิวน้ำในถังเติมอากาศ เราควรเข้าใจถึงสาเหตุพื้นฐานหนึ่ง นั่นคือ คราบดังกล่าวจะลอยอยู่บนผิวน้ำได้ก็เพราะว่าความหนาแน่นของมันน้อยกว่าสารละลายในถังเติมอากาศ ดังนั้น เราจึงสามารถเริ่มต้นหาสาเหตุที่ทำให้เกิดตะกอนในถังบำบัดน้ำได้จากแง่มุมนี้ หากพิจารณาในแง่ของการทำงานจริง สาเหตุหลักก็คือมีฟองอากาศปนอยู่ในตะกอนนั่นเอง ส่วนสาเหตุที่ทำให้เกิดฟองอากาศซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตะกอนนั้น ก็คือเพียงแค่เป็นสาเหตุที่ทำให้ตะกอนลอยขึ้นมาเท่านั้น ส่วนเหตุผลที่แท้จริงว่าทำไมฟองอากาศถึงสามารถช่วยพยุงตะกอนไว้ได้นั้น คือสิ่งที่จำเป็นต้องหาคำตอบให้ได้ สามารถกล่าวได้ว่า การเกิดฟองอากาศนั้นเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากมีการเติมออกซิเจนเข้าไปด้วย ดังนั้น ปัญหาหลักก็คือ สลักเกลียวที่มีชีวิตนั้นมีความสามารถในการดูดซับและห่อหุ้มฟองอากาศได้หรือไม่. หากมีความสามารถดังกล่าว กลุ่มแบคทีเรียที่ดูดซับฟองอากาศเข้าไปก็จะลอยอยู่บนผิวของของเหลวโดยอัตโนมัติ นี่คือเหตุผลที่เราสามารถเข้าใจได้ว่าทำไมจึงมีสิ่งสกปรกลอยอยู่บนผิวของน้ำในถังบำบัดน้ำเสีย ความสามารถของตะกอนจุลชีพในการดูดซับฟองอากาศนั้น ขึ้นอยู่กับตัวตะกอนจุลชีพเองเป็นหลัก เมื่อมีการหลั่งสารที่มีความเหนียวออกมามากเกินไป ความเหนียวของสลัดชีวภาพก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งจะทำให้ความสามารถในการดูดซับฟองอากาศขนาดเล็กเพิ่มขึ้นตามไปด้วย มาวิเคราะห์สาเหตุที่ทำให้เกิดฟองอากาศกันอีกครั้ง. ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การปั่นกวนจะทำให้เกิดฟองอากาศขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งถูกดูดซับโดยตะกอนจุลชีพที่มีความเหนียว ส่งผลให้ในที่สุดเกิดคราบลอยขึ้นมา นอกจากนี้ สาเหตุที่เกิดฟองอากาศคือฟองอากาศที่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยจุลินทรีย์ในตะกอน활성 ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจน เป็นต้น ในทางปฏิบัติ ฟองอากาศชนิดนี้มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดคราบลอยตัวหลังจากที่ตะกอน활성ซึ่งมีความเหนียวเกิดการดูดซับขึ้น ในทำนองเดียวกัน หากสลักฝ้ายที่มีชีวิตเกิดการดีไนไทรซ์ขึ้นเนื่องจากอัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจนไม่สมดุล ก็จะเกิดฟองอากาศซึ่งนำไปสู่การเกิดตะกอนได้เช่นกัน การระบุว่าฟองที่ลอยอยู่บนผิวของของเหลวนั้นเกิดจากฟองก๊าซชนิดใด ถือเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการปรับแต่งกระบวนการผลิตในการบริหารจัดการโรงงาน วิธีการตรวจสอบที่ใช้กันทั่วไปในที่นี้คือ อัตราการตกตะกอนของตะกอน활성 หลังจากสังเกตอัตราการตกตะกอนของตะกอนจุลชีพแล้ว เมื่อมาสังเกตคราบที่ลอยอยู่บนผิวน้ำในหลอดวัด ก็จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่ามีฟองอากาศอยู่ภายในคราบนั้น ฟองอากาศที่เห็นนี้เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเติมอากาศ ส่วนเราไม่สามารถมองเห็นฟองอากาศดังกล่าวด้วยตาเปล่าได้ แต่หากสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ก็จะพบว่า ฟองอากาศเหล่านี้เกิดจากการที่ตะกอนจุลชีพย่อยสลายสารอินทรีย์เอง ความแตกต่างที่นี่คือตัวบ่งชี้ที่ใช้เปรียบเทียบขนาดของฟองอากาศนั่นเอง อีกแง่มุมหนึ่งคือการกระตุ้นให้เกิดการเคลื่อนไหวของสิ่งสกปรกที่อยู่บนผิวน้ำในปริมาณเล็กน้อยอย่างรวดเร็ว หากสิ่งสกปรกเหล่านั้นจมลงไปอีกหลังจากถูกกระตุ้น ก็สามารถสันนิษฐานได้ว่าฟองอากาศที่อยู่ในสิ่งสกปรกเหล่านั้นเกิดจากการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยตัวสลัดชีวภาพเอง หรือเกิดจากกระบวนการดีไนไทรซ์ของสลัดชีวภาพนั่นเอง และเมื่อทำการกวนคราบลอยบนผิวน้ำแล้ว แต่ยังไม่เห็นคราบลอยจมลงอย่างชัดเจน ในกรณีส่วนใหญ่จะถือว่าฟองอากาศที่อยู่ภายในคราบลอยบนผิวน้ำดังกล่าว เป็นฟองอากาศที่เกิดขึ้นจากการเติมอากาศให้กับตะกอนจุลชีพ นี่คือการพิจารณาแหล่งกำเนิดของฟองอากาศภายในคราบลอยบนผิวน้ำ โดยอาศัยปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นหลังจากการกวนผิวน้ำด้วยวิธีการลอยตัว (2) สาเหตุที่ทำให้เกิดกลิ่นดินในตะกอนจุลชีพ ขณะทำการตรวจสอบถังบำบัดทางชีวภาพ จะสามารถได้กลิ่นดินที่ชัดเจน ซึ่งเป็นกลิ่นเฉพาะตัวที่เกิดขึ้นจากกระบวนการที่ตะกอนจุลชีพย่อยสลายสารอินทรีย์และการเจริญเติบโต รวมถึงการเผาผลาญของตัวมันเอง ในสลักดินที่มีชีวิตนั้น นอกจากเซลล์แบคทีเรียที่ยังมีชีวิตอยู่แล้ว ยังมีเซลล์แบคทีเรียที่ตายแล้วด้วย ดังนั้นสลักดินที่มีชีวิตนี้จึงมีคุณสมบัติของสลักดินตามปกติ เนื่องจากการเติมอากาศ กลิ่นต่างๆ ที่อยู่ในโคลนที่มีชีวิตก็จะถูกดึงออกมาด้วย นี่คือสาเหตุหลักที่ทำให้ผู้คนที่เดินตรวจสอบบริเวณถังเติมอากาศได้กลิ่นเหม็นของดิน ที่นี่ไม่ได้มองว่ากลิ่นดินที่เกิดขึ้นจากจุลินทรีย์ในน้ำเสียเป็นสิ่งที่ไม่ดี ตรงกันข้าม กลิ่นดินดังกล่าวมีความจำเป็นเพื่อยืนยันว่าจุลินทรีย์ในน้ำเสียยังทำงานได้อย่างปกติ แต่หากไม่มีกลิ่นดินเลย หรือมีกลิ่นอื่นแทน นั่นหมายความว่าระบบจุลินทรีย์ในน้ำเสียมีปัญหา และจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างละเอียด ระดับความรุนแรงของกลิ่นดินโคลนในน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดด้วยจุลินทรีย์ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและระดับการทำปฏิกิริยาของจุลินทรีย์ ในฤดูร้อน กลิ่นดินที่เกิดจากบ่อบำบัดน้ำเสียจะระเหยออกมามากขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่สูง นี่จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้ได้กลิ่นดินได้ง่ายกว่าในช่วงฤดูร้อน ； ในฤดูหนาวกลับกัน ในขณะเดียวกัน กลิ่นดินของตะกอนจุลชีพยังเกี่ยวข้องกับระดับความรุนแรงของปฏิกิริยาในระบบชีวเคมีด้วย เมื่อควบคุมให้ความเข้มข้นของตะกอนจุลชีพอยู่ในระดับสูงเกินไป ปฏิกิริยาชีวเคมีก็จะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้สามารถได้กลิ่นดินที่แรงขึ้นได้เช่นกัน จากการปฏิบัติจริงพบว่า ความเข้มข้นของกลิ่นดินสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ได้ว่าระบบโคลนที่มีชีวิตอยู่นั้นอยู่ในสภาพการทำงานที่ดีหรือไม่ โดยทั่วไปแล้ว ในช่วงที่มีภาระของสลักเกลียวที่มีชีวิตสูงเกินไป หรือในช่วงที่สลักเกลียวที่มีชีวิตเริ่มเสื่อมสภาพ ก็จะยากที่จะได้กลิ่นเหม็นของสลักเกลียวที่มีชีวิตนั้นได้ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างมากต่อการประเมินสภาพการทำงานของสลัดจุลินทรีย์อย่างครบถ้วน นอกจากกลิ่นของโคลนที่มาจากสลัมชีวภาพในบ่อบำบัดแล้ว ยังมีกลิ่นอื่นๆ อีกด้วย โดยเฉพาะกลิ่นเปรี้ยวหรือกลิ่นด่าง สาเหตุหลักก็คือ มีน้ำเสียที่มีค่า pH สูงเกินไปหรือต่ำเกินไปไหลเข้ามาในระบบชีวภาพ จนทำให้ค่า pH ของสารละลายโคลนที่มีชีวิตภายในระบบมีการเปลี่ยนแปลงอย่างผิดปกติ ในสถานการณ์เช่นนี้ ผู้คนมักจะสามารถได้กลิ่นเปรี้ยวหรือกลิ่นด่างรอบๆ ระบบทางชีวเคมีได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องปรับแต่งระบบทางชีวเคมีในช่วงเวลานี้ มิฉะนั้นอาจส่งผลเสียต่อระบบทางชีวเคมีได้ (3) ปัญหาเกี่ยวกับฟองในถังเติมอากาศ ปัญหาฟองในถังเติมอากาศมีสาเหตุเกิดขึ้นได้หลายประการ และการวิเคราะห์ก็ค่อนข้างซับซ้อน แต่ในแง่ของกฎเกณฑ์ที่เกิดขึ้นจริงแล้วก็ยังมีรูปแบบให้ศึกษาได้ โดยสามารถวิเคราะห์และอภิปรายได้จากประเด็นหลักดังต่อไปนี้ 1) คราบฟองบนผิวน้ำในถังเติมอากาศนั้น เกิดจากฟองอากาศในระดับหนึ่ง เมื่อฟองสบู่สะสมตัวขึ้นเรื่อยๆ ตะกอนที่ลอยอยู่ก็จะหนาขึ้นเรื่อยๆ และปัญหาที่ตามมาก็คือจะเกิดสภาพไร้ออกซิเจนและสีดำขึ้นภายในตะกอนนั้นเอง การหายไปของตะกอนที่ละลายไป และการเกิดตะกอนใหม่ขึ้นมา กระบวนการเหล่านี้ร่วมกันกำหนดความหนาของชั้นตะกอนในที่สุด ส่วนตะกอนที่ละลายไปนั้นก็กลายเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้น้ำที่ออกมาจากถังตกตะกอนมีความขุ่น และยังเป็นสาเหตุให้ค่าสารอินทรีย์ในน้ำเพิ่มขึ้นอีกด้วย จากการวิเคราะห์ข้างต้น เราควรให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับปัญหาฟองอากาศที่เกิดขึ้นในถังบำบัดทางชีวเคมี เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดการสะสมของตะกอนบนผิวน้ำในถังบำบัดดังกล่าว 2) ปัญหาการเกิดสะเก็ดน้ำในถังเติมออกซิเจนนั้นเกี่ยวข้องกับความหนืดของสลัมที่มีชีวิต ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้ว่าการเกิดฟองก็เกี่ยวข้องกับความหนืดของสลัมที่มีชีวิตเช่นกัน 3) สีของฟองที่เกิดขึ้นบนผิวน้ำในถังบำบัดชีวภาพก็สามารถให้ข้อมูลเชิงประจักษ์แก่เราได้มากมายเช่นกัน เมื่อเกิดฟองสีน้ำตาลขึ้น สามารถประเมินได้จากความเปราะบางของฟองและอัตราการสะสมตัวของฟองว่าเป็นฟองที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของจุลินทรีย์ในน้ำเสียหรือไม่ สามารถตรวจสอบได้หลายวิธีว่าสลักเกลียวที่มีชีวิตนั้นเกิดการเสื่อมสภาพหรือไม่ โดยอาจใช้ค่าต่างๆ เช่น อัตราการตกตะกอนของสลักเกลียวที่มีชีวิต, ค่า SVI, ค่า F/M, อายุของสลักเกลียวที่มีชีวิต เป็นต้น นอกจากนี้ ยังมีอีกหนึ่งลักษณะที่สามารถบ่งบอกได้ว่าสลักเกลียวที่มีชีวิตเกิดการเสื่อมสภาพอย่างรุนแรง นั่นก็คือ บนผิวน้ำในถังบำบัดจะมีฟองสีน้ำตาลอ่อนปรากฏขึ้น โดยลักษณะเด่นของฟองเหล่านี้คือ มีสีน้ำตาลอ่อน แตกง่าย สามารถสะสมตัวกันเป็นตะกอนได้ง่าย และมีความหนืดต่ำ นอกจากฟองสีน้ำตาลอ่อนที่พบได้ทั่วไปแล้ว ฟองอีกชนิดหนึ่งที่พบได้บ่อยคือฟองสีขาว นอกจากลักษณะเป็นสีขาวแล้ว ฟองสีขาวยังมีลักษณะเด่นอื่นๆ ได้แก่ มีความหนืดสูง เกาะตัวกันง่าย แต่ไม่ก่อให้เกิดตะกอนลอยอยู่บนผิวน้ำ ซึ่งล้วนเป็นลักษณะสำคัญในการจำแนกชนิด การเกิดฟองประเภทนี้ โดยทั่วไปแล้วสามารถบ่งชี้ถึงปัญหาของระบบสลักเกลียวที่มีชีวิตได้อย่างชัดเจน อีกหนึ่งตัวบ่งชี้ที่มีความสำคัญในแง่ของการปฏิบัติจริง ซึ่งควรได้รับการเปิดเผยที่นี่ก็คือ การเกิดฟองสีขาวประเภทนี้มีความเกี่ยวข้องกับการที่ระบบสลัดดินที่มีชีวิตต้องเผชิญกับภาระที่สูงขึ้นอย่างกะทันหัน หากพิจารณาตามหลักการแล้ว สามารถกล่าวได้ว่า น้ำเสียที่มีความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูง ก็สามารถก่อให้เกิดฟองที่มีความหนาแน่นสูงได้เช่นกัน เมื่อมีการเติมออกซิเจนอย่างเพียงพอ ก็เหมือนกับบ่อระบายน้ำที่มีจุดที่น้ำไหลแรง ซึ่งมักจะมีฟองสะสมอยู่เป็นจำนวนมากเช่นกัน ดังนั้น สามารถจินตนาการได้ว่า ความเข้มข้นของสารอินทรีย์ในน้ำทิ้ง (ยกตัวอย่างเช่น COD) โดยปกติจะไม่เกิน 100 มิลลิกรัม/ลิตร ซึ่งจะทำให้เกิดฟองขึ้นมากมายภายใต้สภาวะการเกิดคลื่นน้ำ ในขณะที่ปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำเสียที่ไหลเข้าสู่ถังบำบัดทางชีวภาพ (ยกตัวอย่างเช่น COD) โดยปกติจะสูงกว่า 500 มิลลิกรัม/ลิตร เมื่อน้ำเสียที่มีภาระมลพิษสูงเช่นนี้ไหลเข้าสู่ถังบำบัดทางชีวภาพ ก็จะเกิดการสะสมของฟองขึ้นได้อย่างง่ายดายภายใต้การเติมอากาศ ดังนั้น สรุปได้ว่า เมื่อสลักฝ้ายที่มีชีวิตต้องเผชิญกับน้ำเสียที่มีปริมาณมากและมีความหนาแน่นสูง ก็จะเกิดฟองสีขาวที่มีลักษณะเหนียวขึ้นมาในปริมาณมาก และพื้นผิวของฟองเหล่านี้จะไม่มีตะกอนสีน้ำตาลของสลักฝ้ายที่มีชีวิตอยู่ด้วย (การที่ไม่มีตะกอนสีน้ำตาลนั้นหมายความว่า เมื่อสลักฝ้ายที่มีชีวิตต้องเผชิญกับภาระที่สูง ก็จะไม่เข้าสู่ช่วงที่เสื่อมสภาพ ดังนั้นจึงไม่มีสลักฝ้ายที่มีชีวิตที่แตกสลายออกมามาเกาะอยู่บนพื้นผิวของฟองสีขาวที่มีลักษณะเหนียวนั้น ในทางกลับกัน แบคทีเรียในสลักฝ้ายที่มีชีวิตจะอยู่ในช่วงการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงไม่มีกลุ่มแบคทีเรียที่แยกตัวออกมามาเกาะอยู่บนพื้นผิวของฟองสีขาวที่มีลักษณะเหนียวนั้นอีกด้วย) 4) สำหรับปัญหาฟองอากาศที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของตะกอนและแรงกระแทก ซึ่งได้อธิบายไว้อย่างละเอียดในข้อก่อนหน้านี้ ก็ยังจำเป็นต้องแยกแยะกับสถานการณ์พิเศษบางอย่างด้วยเช่นกัน สิ่งที่จำเป็นต้องแยกแยะกันคือฟองที่เกิดจากการไหลเวียนของสารซักฟอก และฟองที่เกิดขึ้นหลังจากการแตกตัวของสลัมแอคทีฟ ซึ่งเป็นสองกรณีพิเศษนี้นั่นเอง ผงซักฟอกไหลเข้าสู่ระบบทางชีวเคมี สิ่งที่เราจะเห็นคือฟองสีขาวที่มีความเหนียว แต่ความเหนียวของฟองนี้ไม่เท่ากับฟองสีขาวที่เกิดขึ้นเมื่อมีภาระหนักเกินไป นอกจากนี้ เนื่องจากสารซักฟอกและสารที่ช่วยให้ฟองแตกตัวบนพื้นผิวนั้นมีส่วนประกอบของน้ำมัน ดังนั้นเมื่อโดนแสงแดด ฟองเหล่านั้นจึงมีสีสันปรากฏขึ้นมาได้ เพื่อยืนยันต่อไปว่าฟองที่เกิดขึ้นนั้นเกิดจากสบู่ สารแยกตัวบนพื้นผิว หรือสารทำความสะอาดพื้นผิวหรือไม่ สามารถตรวจสอบได้ในบริเวณทางกายภาพและเคมีที่อยู่ก่อนถังบำบัดทางชีวภาพ โดยให้สังเกตว่าที่ช่องระบายน้ำของถังตกตะกอนนั้นมีฟองเกิดขึ้นหรือไม่ โดยปกติแล้ว เนื่องจากภาระงานที่สูง ในกรณีที่มีสารอินทรีย์ในน้ำเสียมากเกินไป หากการกระโดดของระดับน้ำไม่ชัดเจนนัก โดยทั่วไปก็จะไม่เกิดการสะสมของฟองสบู่ อย่างไรก็ตาม ฟองที่เกิดจากสบู่ สารกระจายตัวบนพื้นผิว และสารทำความสะอาดชนิดอื่นๆ นั้น จะเกิดขึ้นได้ง่ายเมื่อมีแรงกระเพื่อมของน้ำเพียงเล็กน้อย บางครั้งก็อาจมีฟองเกิดขึ้นที่จุดศูนย์กลางของเครื่องผสมในบริเวณที่มีการเติมสารเคมีด้วย ซึ่งนี่คือความแตกต่างจากฟองที่เกิดจากของเสียที่มีสารอินทรีย์เป็นส่วนประกอบมากเกินไป ฟองที่เกิดจากการเป็นพิษของจุลินทรีย์ในน้ำเสีย และฟองที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของจุลินทรีย์ในน้ำเสียนั้น สามารถแยกแยะได้จากสีของฟอง หลังจากเกิดการเป็นพิษ ตะกอนจุลินทรีย์จะแตกตัวอย่างรวดเร็ว และถูกอากาศที่เป่าลมเข้าไปผลักให้ลอยขึ้นมาบนผิวน้ำเป็นฟอง แต่สีของฟองจะหม่นหมอง โดยส่วนใหญ่เป็นสีเทา ต่างจากฟองที่เกิดขึ้นเมื่อตะกอนจุลินทรีย์เสื่อมสภาพ ซึ่งยังมีตะกอนจุลินทรีย์ที่มีชีวิตติดอยู่บนฟองอยู่ แน่นอนว่า วิธีที่ดีที่สุดในการช่วยวินิจฉัยคือการใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อสังเกตดูโปรโตซัว ซึ่งจะช่วยให้การยืนยันผลได้ง่ายขึ้น 8. การวิเคราะห์สาเหตุของความผิดปกติที่พบบ่อยในการทำงานของถังตกตะกอนขั้นที่สอง ความผิดปกติในถังตกตะกอนขั้นที่สองส่วนใหญ่เกิดจากการทำงานที่ไม่ดีของถังเติมอากาศ เนื่องจากถังเติมอากาศและถังตกตะกอนขั้นที่สองมีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด ถังตกตะกอนขั้นที่สองทำหน้าที่แยกน้ำออกจากตะกอนจุลินทรีย์ในระบบบำบัดน้ำเสีย ดังนั้น การทำงานที่ดีหรือไม่ดีของถังนี้จึงส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของน้ำที่ปล่อยออกมาหลังจากการแยกตะกอน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องวิเคราะห์สาเหตุของข้อผิดพลาดที่พบบ่อยดูบ้าง (1) สิ่งสกปรกที่ลอยอยู่บนผิวน้ำในถังตกตะกอนชั้นที่สอง โดยปกติแล้วถังตกตะกอนชั้นที่สองเองจะไม่ก่อให้เกิดสิ่งสกปรกมากนัก สิ่งสกปรกเหล่านี้มักมาจากถังเติมออกซิเจนมากก เนื่องจากในถังเติมออกซิเจนจะเกิดสารตะกอนขึ้น ซึ่งสารตะกอนเหล่านี้มักจะไหลเข้าสู่ถังตกตะกอนชั้นที่สอง และลอยขึ้นมาบนผิวน้ำในถังดังกล่าว อีกทั้งถังตกตะกอนชั้นที่สองยังไม่มีระบบผสมส่วนผสมต่างๆ เข้าด้วยกัน ดังนั้นจึงทำให้เกิดสารตะกอนได้ง่ายขึ้น แน่นอนว่า เมื่อเทียบกับถังออกซิเจน ในบ่อตกตะกอนชั้นที่สอง มักเกิดกระบวนการดีไนโตรไลซิสของสลักหินที่มีชีวิตได้ง่าย ซึ่งส่งผลให้สลักหินที่มีชีวิตจำนวนมากลอยขึ้นมาบนผิวน้ำ สาเหตุก็คือ กระบวนการดีไนโตรไลซิสต้องการสภาพที่ขาดออกซิเจนหรือเป็นสภาพไร้ออกซิเจน แต่ในบ่ออากาศนั้นไม่มีสภาพไร้ออกซิเจนเกิดขึ้นเลย นี่คือสาเหตุที่ทำให้เกิดการดีไนไทรซ์ของสลักดินที่มีชีวิตในถังตกตะกอนชั้นที่สองได้ง่าย โดยเฉพาะเมื่อปริมาณออกซิเจนในน้ำที่ออกมาจากถังเติมออกซิเจนมีค่าต่ำเกินไป ประกอบกับอัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจนไม่สมดุลอย่างรุนแรง (2) น้ำที่ไหลออกมาจากถังตกตะกอนชั้นที่สองมักมีตะกอนลอยอยู่ด้วย ปัญหานี้เกิดจากการที่สลักเกลียวที่มีชีวิตเสื่อมสภาพลง โดยเมื่อสลักเกลียวเหล่านี้แตกสลาย ก็จะเกิดก้อนเล็กๆ ขึ้นมา และก้อนเหล่านี้ก็จะลอยอยู่ในน้ำ ก่อนที่จะมีเวลาตกตะกอน และไหลออกมาจากถังตกตะกอนชั้นที่สอง กลายเป็นตะกอนที่ลอยอยู่ในน้ำนั่นเอง แน่นอนว่า ในหลายกรณี ปัญหาการมีตะกอนในน้ำเกิดจากปัจจัยหลายอย่าง เช่น แรงดันน้ำที่สูงเกินไป ทำให้ก้อนตะกอนที่มีอยู่ในน้ำไม่มีเวลาตกตะกอนตามปกติ ก่อนที่จะถูกพัดพาออกไปนอกบ่อ (3) การเคลื่อนตัวขึ้นของกลุ่มสลักฟันปลาของโคลนที่มีชีวิตในถังตกตะกอนชั้นที่สอง เมื่อเราไปตรวจสอบถังตกตะกอนชั้นที่สอง เรามักจะตรวจสอบสภาพของน้ำบริเวณปากทางเข้าถังก่อน เพราะที่นั่นคือจุดที่จะเห็นสัญญาณแรกๆ ว่าการตกตะกอนในถังนั้นเป็นอย่างไร หากพบว่าที่ปลายทางเข้าของน้ำมีก้อนตะกอนโมลด์ที่มีชีวิตจำนวนมากลอยขึ้นมา โดยปกติแล้วปัญหาจะค่อนข้างร้ายแรง หากก้อนตะกอนน้ำเสียที่ลอยตัวขึ้นมานี้ไม่สามารถตกตะกอนได้ทันในถังตกตะกอนรอง ก็จะไหลออกมาจากถังตกตะกอนรองอย่างแน่นอน ซึ่งสถานการณ์นี้จะส่งผลร้ายแรงต่อระบบบำบัดน้ำเสียโดยรวม เพราะเมื่อก้อนตะกอนเหล่านี้ไหลออกมาแล้ว จำนวนจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศก็จะลดลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ต้องใช้เวลานานมากกว่าถังเติมอากาศจะกลับมาทำงานได้ตามปกติ นอกจากนี้ น้ำทิ้งที่ปล่อยออกมาก็จะมีค่าสารมลพิษเกินมาตรฐานอย่างแน่นอน แล้วอะไรคือสาเหตุที่ทำให้ก้อนตะกอนของน้ำเสียที่มีชีวิตลอยตัวขึ้นมาในบ่อตกตะกอนรองล่ะ? จากการปฏิบัติจริงพบว่า สาเหตุที่เกิดสถานการณ์ดังกล่าวมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการที่แบคทีเรียในสลัมแอคทิฟขยายตัวเป็นรูปเส้น นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมเราถึงรู้สึกปวดหัวกับปัญหาการขยายตัวของแบคทีเรียรูปเส้นนี้มาก ดังนั้น หลังจากที่ตะกอนจุลชีพเกิดภาวะการขยายตัวของไฟลามेंटแล้ว หากเผชิญกับแรงกระแทกจากภาระน้ำอีกครั้ง ก็มีความเป็นไปได้สูงที่กลุ่มก้อนตะกอนจุลชีพจะลอยขึ้นมา (4) การที่มีตะไคร่น้ำขึ้นมากเกินไปบริเวณร่องระบายน้ำออกจากบ่อตกตะกอนขั้นที่สองนั้น เป็นเพราะในน้ำทิ้งจากบ่อดังกล่าวมีสารอาหารอยู่ในปริมาณสูงเกินไป ทำให้สาหร่ายสามารถเจริญเติบโตได้อย่างมากในที่ที่มีแสง การตรวจสอบสารอาหารในน้ำทิ้งจากถังตกตะกอนขั้นที่สอง จะช่วยให้สามารถทราบได้ว่า การเจริญเติบโตของสาหร่ายเกิดจากมีสารอาหารหลงเหลืออยู่มากเกินไปหรือไม่ 9 การวิเคราะห์สาเหตุความผิดปกติในการทำงานของถังตกตะกอนแบบสามขั้น ในโรงงานผลิตกระดาษขนาดใหญ่แห่งนี้ โดยปกติแล้วถังตกตะกอนแบบสามขั้นจะไม่เกิดความผิดปกติมากนัก เนื่องจากมีหน้าที่เป็นการรับประกันการตกตะกอนอีกครั้งให้กับถังตกตะกอนขั้นที่สอง แต่ปัญหาส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่บริเวณปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีด้านหน้าของถังตกตะกอนสามชั้น ซึ่งเจ้าหน้าที่บางคนมักทำผิดพลาดในบริเวณนี้ได้ง่าย ในการดำเนินการที่ช่วงปฏิกิริยาเคมีกายภาพในบริเวณนี้ วัตถุประสงค์หลักคือการเสริมประสิทธิภาพในการกำจัดอนุภาคขนาดเล็กที่ตกตะกอนได้ยากซึ่งปนอยู่ในน้ำทิ้งจากถังตกตะกอนชั้นที่สอง โดยการเติมสารเคมีเพื่อให้สามารถกำจัดอนุภาคเหล่านี้ออกไปได้ดีขึ้นในถังตกตะกอนชั้นที่สาม แต่การเติมสารเคมีมักเกิดปัญหา เพราะสารเคมีที่เติมเข้าไปนั้นเหมือนกับในขั้นตอนกายภาพ-เคมีก่อนถังตกตะกอน初 ปัญหาก็เกิดขึ้นในจุดนี้ เพราะสารเคมีที่ใช้ในขั้นตอนการปรับสภาพน้ำก่อนเข้าสู่ถังตกตะกอนนั้น มีไว้สำหรับจัดการกับสารแขวนลอยในน้ำเสีย ซึ่งส่วนใหญ่มีลักษณะคล้ายกับอนุภาคดินเหนียว และมีประจุลบ ดังนั้น เมื่อเติม PAC ในบริเวณการเติมสารเคมีก่อนถังตกตะกอน จะได้อนุภาคที่มีขนาดเล็ก จะต้องเติมสารช่วยการตกตะกอนอย่าง PAM (ซึ่งมีประจุลบ) เข้าไปอีกจึงจะทำให้ก้อนตะกอนมีขนาดใหญ่ขึ้น สาเหตุก็คือ PAC ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานในการก่อตัวของก้อนตะกอน โดยผ่านกระบวนการรวมตัวของ PAC จะช่วยให้อนุภาคต่างๆ ในน้ำเสียมารวมตัวกันเป็นก้อนตะกอน และบนกลุ่มโมเลกุลของ PAC ก็จะสามารถดูดซับอนุภาคคอลลอยด์ที่มีประจุลบ หรืออนุภาคที่มีคุณสมบัติคล้ายดินเหนียวได้ในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของ PAC คือไม่สามารถดูดซับก้อนตะกอนอื่นๆ เข้ามาเพิ่มบนก้อนตะกอนที่ก่อตัวขึ้นแล้วได้ ทำให้ขนาดของก้อนตะกอนไม่เพิ่มขึ้น ดังนั้น ก้อนตะกอนที่เกิดขึ้นหลังจากการเติม PAC มักจะมีขนาดเล็ก ในกรณีนี้ การจะประเมินว่าการเติม PAC นั้นเหมาะสมหรือไม่ ให้พิจารณาว่าภายในสารละลายโดยรวมนั้น มีร่องรอยของน้ำที่แยกตัวออกมาอย่างชัดเจนระหว่างก้อนตะกอนต่างๆ หรือไม่ กล่าวคือ มีช่องว่างของน้ำอยู่ระหว่างอนุภาคต่างๆ หรือเปล่า การสังเกตเช่นนี้มีประโยชน์อย่างมากในการประเมินประสิทธิภาพหลังจากการเติม PAC การเติม PAM หลังจากเติม PAC เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำให้ก้อนตะกอนขนาดใหญ่ขึ้นนั้น เราก็มีหลักการทางทฤษฎีมาสนับสนุนเช่นกัน PAM เป็นสารช่วยในการตกตะกอนที่มีโครงสร้างเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ เมื่อถูกทำปฏิกิริยากับน้ำ จะก่อให้เกิดโมเลกุลจำนวนมาก ซึ่งมีความสามารถในการดูดซับและจับกุมอนุภาคต่างๆ ในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยปกติแล้วจะนำ PAM มาใช้ร่วมกับ PAC โดย PAM ชนิดนี้จะมีประจุลบหลังจากการทำปฏิกิริยาทางไฟฟ้ากับน้ำ อย่างที่ได้กล่าวไปแล้ว หลังจากที่กลุ่มโมเลกุลที่มีประจุบวกถูกดูดซับโดย PAC แล้ว กลุ่มโมเลกุลต่างๆ ที่อยู่ในสายโซ่ของ PAC ก็มักจะถูกดูดซับด้วยอนุภาคที่มีประจุลบ เช่น อนุภาคดินเหนียว ส่วนเมื่อมีการเติม PAM ซึ่งมีประจุลบสูงเข้าไป โครงสร้างที่มี PAM เป็นศูนย์กลางก็จะสามารถดูดซับกลุ่มโมเลกุลของ PAC ได้ในปริมาณมาก เมื่อกลุ่มโมเลกุลของ PAM สามารถดูดซับกลุ่มโมเลกุลของ PAC ได้มากพอ ก็จะเกิดเป็นก้อนขนาดใหญ่ขึ้นมาได้ ที่นี่เราจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า อนุภาคต่างๆ ในน้ำที่มีประจุลบ จะถูก PAC ซึ่งมีประจุบวกดูดซับเข้ามา จนกลายเป็นกลุ่มอนุภาคที่มีโครงสร้างแบบสายยาว จากนั้นก็มีการเติมสาร PAM ซึ่งมีประจุลบเข้าไป เพื่อช่วยให้อนุภาคเหล่านั้นรวมตัวกันเป็นกลุ่มที่มีขนาดใหญ่ขึ้น นี่คือกระบวนการสร้างกลุ่มอนุภาคขนาดใหญ่โดยสรุป. เพื่อให้มั่นใจได้ว่าน้ำที่ออกมาจากถังตกตะกอนชั้นสามจะมีคุณภาพดี จำเป็นต้องนำก้อนโคลนที่มีชีวิตซึ่งไหลออกมาจากถังตกตะกอนชั้นสองมาทำให้ตกตะกอนโดยการเติมสารรวมตะกอนเข้าไป เราพบว่าการเติมสารปรับสภาพน้ำในปริมาณน้อยนั้น ไม่สามารถช่วยให้เกิดการรวมตัวของอนุภาคได้เลย สาเหตุที่เกิดปรากฏการณ์นี้ก็คือ วัตถุที่ไหลออกมาจากถังตกตะกอนขั้นที่สองส่วนใหญ่เป็นก้อนตะกอนของน้ำเสียที่แยกตัวออกจากกัน สำหรับน้ำเสียแล้ว ก้อนตะกอนเหล่านี้มีประจุลบอย่างมาก แต่เมื่อน้ำเสียแยกตัวออกจากกันด้วยเหตุผลต่างๆ แล้ว การจะทำให้ก้อนตะกอนเหล่านี้กลับมารวมตัวกันอีกครั้งก็เป็นเรื่องยากมาก เพราะปราศจากสารยึดเกาะตามธรรมชาติที่มีอยู่ในจุลินทรีย์ของน้ำเสีย ก้อนตะกอนที่มีประจุลบทั้งหมดจึงไม่สามารถรวมตัวกันเป็นก้อนตะกอนขนาดใหญ่ได้ สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในกรณีของเม็ดตะกอนจุลินทรีย์ที่แยกตัวซึ่งไหลออกมาพร้อมกับน้ำทิ้งจากบ่อตกตะกอนขั้นที่สอง ดังนั้น หากมีการเติม PAC ในบริเวณที่เป็นพื้นที่ทางกายภาพและเคมีด้านหน้าของถังกักตะกอนสามชั้นในปริมาณที่ไม่เพียงพอ ก็จะทำให้ไม่สามารถสร้างปฏิกิริยาการรวมตัวของอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเมื่อพนักงานควบคุมกระบวนการเห็นสถานการณ์เช่นนี้ ส่วนใหญ่ก็จะคิดว่าเป็นเพราะปริมาณ PAM ที่ใช้ไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงเพิ่มปริมาณ PAM ที่ใช้เข้าไปเรื่อยๆ ผลก็คือมีโมเลกุล PAM ที่มีประจุลบจำนวนมาก ซึ่งไม่สามารถรวมตัวกับก้อนโคลนที่มีประจุลบได้เลย ดังนั้นจึงไม่มีก้อนโคลนที่เกิดจากการรวมตัวกันเกิดขึ้นเลย ในทางกลับกัน กลับทำให้เม็ดโคลนมีความเสถียรมากขึ้น และไม่มีผลในการรวมตัวกันของเม็ดโคลนเลย วิธีแก้ปัญหานี้คือการเพิ่มปริมาณ PAC ที่ใช้ลงไปให้มากขึ้น เพื่อให้ PAC ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างสำหรับรวมอนุภาคต่างๆ เข้าด้วยกัน เนื่องจากอนุภาคของโคลนที่ลอยมาจากถังตกตะกอนนั้นมีปริมาณไม่มากนัก ดังนั้นเมื่อมีอนุภาคในน้ำไม่มาก โอกาสที่อนุภาคเหล่านั้นจะมารวมตัวกันก็จะน้อยลงด้วย อนุภาคที่กระจัดกระจายอยู่ในส่วนนี้ สามารถรวมตัวกันได้ก็ต่อเมื่อเพิ่มปริมาณ PAC ที่ใช้เข้าไป โดยให้ PAC ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างในการรวมอนุภาคเหล่านี้เข้าด้วยกัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการรวมตัวของอนุภาคเหล่านี้ ประสบการณ์จริงก็แสดงให้เห็นว่า การทราบคุณสมบัติทางไฟฟ้าของโคลนที่อยู่ในถังตกตะกอนชั้นที่สองนั้น มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเลือกใช้สารช่วยตกตะกอนและการกำหนดปริมาณสารเหล่านั้นที่ควรใช้