ถังกรองชีวภาพ

ถังกรองชีวภาพ คือวัสดุกรองที่ถูกจัดวางไว้ เช่น วงแหวนพลาสติก เม็ดบีด ทราย หรือวัสดุกรองแบบเคลื่อนที่ ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของกลุ่มแบคทีเรียที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแอมโมเนียที่เป็นพิษให้เป็นไนไตรต์และไนเตรตตามลำดับ ถือเป็นขั้นตอนหลักในการบำบัดน้ำในระบบหมุนเวียนน้ำ (RAS) โดยมีแบคทีเรียสองกลุ่มหลักที่ทำงานนี้ ได้แก่ แบคทีเรียกลุ่มออกซิไดซ์แอมโมเนีย (เช่น Nitrosomonas) เปลี่ยน NH3 เป็น NO2- และแบคทีเรียกลุ่มออกซิไดซ์ไนไตรต์ (เช่น Nitrobacter/Nitrospira) เปลี่ยน NO2- เป็น NO3- ประสิทธิภาพจะวัดจากอัตราการกำจัดแอมโมเนียต่อลูกบาศก์เมตรของวัสดุกรองต่อวัน โดยตัวกรองที่สมบูรณ์มักกำจัด TAN ได้ 0.2–1.0 กก./ลบ.ม./วัน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ค่า pH และออกซิเจนละลายน้ำ ซึ่งต้องรักษาไว้ไม่ต่ำกว่า 4 mg/L เพื่อให้แบคทีเรียเจริญเติบโตได้ดี เนื่องจากแบคทีเรียกลุ่มนี้โตช้า ถังกรองชีวภาพจึงใช้เวลา 4–8 สัปดาห์ในการเข้าสู่สภาวะสมบูรณ์ และอาจล่มสลายได้ภายในไม่กี่ชั่วโมงหากได้รับยาปฏิชีวนะ ออกซิเจนต่ำ หรือมีสารอินทรีย์โหลดเข้ามามากเกินไป ในเชิงปฏิบัติ เกษตรกรต้องตรวจสอบค่า TAN และไนไตรต์ทุกวัน ควบคุมค่าความเป็นด่าง (alkalinity) เนื่องจากกระบวนการนี้ใช้คาร์บอเนต และทำความสะอาดตัวกรองขั้นต้นก่อนเข้าถังกรองชีวภาพเพื่อไม่ให้ของแข็งไปอุดตันแบคทีเรีย ถังกรองชีวภาพเชื่อมโยงแอมโมเนีย กระบวนการไนตริฟิเคชัน ค่าความเป็นด่าง และการออกแบบระบบ RAS เข้าเป็นระบบเดียวกัน