(1)

วิทยานิพนธนี้เปนสวนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญา วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาการจัดการสิ่งแวดลอม

มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of

Master of Science in Environmental Management Prince of Songkla University

2551 ลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร

การบําบัดน้ําเสียจากอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปองโดยใชกระบวนการหมักแบบ ไรอากาศสองขั้นตอนในถังสรางกรดแบบไรอากาศและถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบ ี

Canning Seafood Industrial Wastewater Treatment Using Two-Stage Anaerobic Fermentation in Anaerobic Acid Reactor and

Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)

วิภารัตน ชัยเพชร Wiparat Chaipetch

(2)

………………………………………… (รองศาสตราจารย ดร.เกริกชัย ทองหน)ู

คณบดีบัณฑิตวิทยาลัย

ช่ือวิทยานิพนธ การบําบัดน้ําเสียจากอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปองโดยใชกระบวนการหมักแบบไรอากาศสองขั้นตอนในถังสรางกรดแบบไรอากาศและถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบี

ผูเขียน นางสาววิภารัตน ชัยเพชร สาขาวิชา การจัดการสิ่งแวดลอม

บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร อนุมัติใหนับวิทยานิพนธฉบับนี้ เปนสวนหนึ่งของการศึกษา ตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาการจัดการสิ่งแวดลอม

อาจารยท่ีปรึกษาวิทยานิพนธหลัก ……………………………………………… (ดร.ปยะรัตน บุญแสวง) อาจารยท่ีปรึกษาวิทยานิพนธรวม ……………………………………………… (ผูชวยศาสตราจารย ดร.สุเมธ ไชยประพัทธ)

คณะกรรมการสอบ ………………………………ประธานกรรมการ (รองศาสตราจารย ดร.อุดมผล พืชนไพบูลย) …………………………..................... กรรมการ (ผูชวยศาสตราจารย ดร.นุกูล อินทระสังขา) …………………………………......... กรรมการ (ผูชวยศาสตราจารย ดร.พนาลี ชีวกิดาการ) …………………………………......... กรรมการ (ดร.ปยะรัตน บุญแสวง) …………………………………......... กรรมการ (ผูชวยศาสตราจารย ดร.สุเมธ ไชยประพัทธ)

(3)

ช่ือวิทยานิพนธ การบํา บัดน้ํ า เสี ยจากอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปองโดยใชกระบวนการหมักแบบไรอากาศสองขั้นตอนในถังสรางกรดแบบ ไรอากาศและถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบี

ผูเขียน นางสาววิภารัตน ชัยเพชร สาขาวิชา การจัดการสิ่งแวดลอม ปการศึกษา 2551

บทคัดยอ งานวิจัยนี้เปนการศึกษาวิธีการบําบัดน้ําเสียจากกระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง ซึ่งเปนน้ําเสียท่ีมีลักษณะของปริมาณน้ํามันและไขมันรวมท้ังปริมาณของแข็งแขวนลอยที่สูง ดังนั้นงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงคเพ่ือศึกษาประสิทธิภาพของระบบบําบัดแบบไรอากาศสองขั้นตอนโดยใชถังปฏิกรณสรางกรดแบบไรอากาศ (Anaerobic Acid Reactor) เปนถังสรางกรดปริมาตร 5 ลิตร และถังปฏิกรณยูเอเอสบี (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) เปนถังสรางมีเทน ปริมาตร 15 ลิตร จากการศึกษาวิธีการเตรียมหัวเชื้อเริ่มตนสําหรับถังปฏิกรณสรางกรด พบวาการเตรียมตะกอนสลัดจดวยวิธี heat shock pre-treatment มีผลในการเพ่ิมประสิทธิภาพในการผลิตกรดมากกวาตะกอนสลัดจท่ีไมมีการเตรียม ปริมาณกรดไขมันระเหยงายสูงสุดเทากับ 350-650 มิลลิกรัม/ลิตรของ อะเซเตท คาพีเอชมีคาเทากับ 4.5-5.6 และเม่ือนํากาซชีวภาพไปวิเคราะหหาองคประกอบพบวาไมมีกาซมีเทน สวนการเตรียมหัวเชื้อเริ่มตนสําหรับถังปฏิกรณสรางมีเทน พบวาการเตรียมตะกอนสลัดจโดยการหมักดวยโซเดียมอะเซเตท เปนการคัดเลือกจุลินทรียกลุมผลิตมีเทนในตะกอนสลัดจ จึงทําใหประสิทธิภาพในการผลิตกาซชีวภาพมีปริมาณสูงสุดเทากับ 3-6 ลิตร/วัน คาพีเอชเทากับ 7.0-8.5 และเม่ือนํากาซชีวภาพไปวิเคราะหหาองคประกอบกาซพบวาปริมาณกาซมีเทนสูงสุดถึงรอยละ 68 หลังจากนั้นนําตะกอนสลัดจท่ีผานการเตรียมมาใชเปนหัวเชื้อเริ่มตนสําหรับทําการเดินระบบถังปฏิกรณแบบไรอากาศ (ถังสรางกรด) และถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบี (ถังสรางมีเทน) ซึ่งเดินระบบท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ี 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดีตอลูกบาศกเมตรตอวัน และ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดีตอลูกบาศกเมตรตอวัน ตามลําดับ และมีระยะเวลากักเก็บน้ําเสีย 0.9 0.6 และ 0.5 วัน และ 3.6 2.8 และ 2.3 วัน ตามลําดับ ผลการทดลองพบวา เมื่ออัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพิ่มสูงขึ้น สงผลใหเพ่ิมการสรางกรดและกาซชีวภาพในถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณสรางมีเทน ตามลําดับ โดยถังปฏิกรณสรางกรดมีศักยภาพในการผลิตกรดเพิ่มสูงขึ้นเทากับ 620 มิลลิกรัมตอลิตรของอะเซเตท ท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 9.0 กิโลกรัมซีโอดีตอลูกบาศกเมตรตอวัน และถังปฏิกรณยูเอเอสบีสามารถสรางกาซชีวภาพไดเพ่ิมสูงขึ้นเทากับ 15.18

(4)

ลิตรตอวัน ซึ่งมีอัตราการผลิตมีเทนเทากับ 0.388 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป ที่อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 2.65 กิโลกรัมซีโอดีตอลูกบาศกเมตรตอวัน (อัตราการผลิตกาซมีเทนทางทฤษฎีเทากับ 0.35 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป) สําหรับประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีของถังสรางมีเทนพบวาสูงกวารอยละ 80 และถังปฏิกรณทั้งสองถังสามารถท่ีจะลดปริมาณน้ํามันและไขมันไดเฉลี่ยรอยละ 56 และ 59 ตามลําดับ และลดปริมาณของแข็งแขวนลอยไดเฉลี่ยรอยละ 57 และ 24 ตามลําดับ ท่ีสภาวะคงท่ี นอกจากนี้ไดศึกษาเปรียบเทียบการใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอน (ถังสรางกรด/ถังยูเอเอสบี) และแบบขั้นตอนเดียวของถังปฏิกรณยูเอเอสบี ผลการทดลองพบวาระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนสามารถใหประสิทธิภาพการสรางผลผลิตมีเทนได 0.823 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป ซึ่งสูงกวาการดําเนินงานท่ีใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวท่ีมีคาเทากับ 0.310 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป สุดทายไดทําการหาความสัมพันธของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียกับพารามิเตอรตางๆ พบวามีความสัมพันธเชิงสมการเสนตรงระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียและการบําบัดของแข็งแขวนลอย ปริมาณน้ํามันและไขมัน มากกวา 97% (R2>0.97) ในถังปฏิกรณสรางกรด และการบําบัดซีโอดี ปริมาณของแข็งท้ังหมด มากกวา 98% (R2>0.98) ในถังปฏิกรณสรางมีเทน

(5)

Thesis Title Canning Seafood Industrial Wastewater Treatment Using Two-Stage Anaerobic Fermentation in Anaerobic Acid Reactor and Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)

Author Miss Wiparat Chaipetch Major Program Environmental Management Academic Year 2008

ABSTRACT

This research studied wastewater treatment from canning tuna production, which had high oil and grease and suspended solid (SS). The objective of this study was to investigate the efficiency of two-stage anaerobic wastewater treatment; 5L-anaerobic acid reactor for acid production and 15L-upflow anaerobic sludge blanket (UASB) for methane production. It was found that sludge pretreatment for acid production reactor with heat shock pretreatment enhanced volatile fatty acid (VFA) production more than sludge without pretreatment. The highest VFA of 350-650 mg/L as CH3COOH and pH of 4.5-5.6 were obtained. After analysis of biogas composition, CH4 was not found. In case of sludge pretreatment for methane production reactor, it was found that sludge pretreatment with sodium acetate could select microorganisms for methane production resulting in promoting the biogas production. The maximum biogas production of 3-6 L/day and pH of 7.0-8.5 were obtained. After analysis of biogas composition, CH4 was found about 68%. Afterward, sludge pretreatment was then used as inocula for anaerobic reactor (acid production) and UASB reactor (methane production), which were operated at the organic loading rate (OLR) of 5.0, 7.0 and 9.0 kgCOD/m3-day and 1.65, 2.15 and 2.65 kgCOD/m3-day, respectively, with hydraulic retention time (HRT) of 0.9, 0.6 and 0.5 day and 3.6, 2.8 and 2.3 day, respectively. Results showed that the increasing OLR led to increase acid and biogas production in anaerobic acid reactor and UASB, respectively. The potential for acid production of 620 mg/L as CH3COOH was found at OLR 9.0 kgCOD/m3-day in acid production reactor, whereas biogas production of 15.18 L/day with methane yield of 0.388 Lmethane/gCODremoved was found at OLR 2.65 kgCOD/m3-day in methane production reactor (methane yield of theory with 0.35 Lmethane/gCODremoved). The efficiency of COD removal in methane production reactor was more

(6)

than 80%. In addition, the average oil and grease removal of 56 and 59% and the average suspended solid removal of 57 and 24% was found in acid production reactor and methane production reactor, respectively at steady state. Moreover, the comparison of two-stage anaerobic wastewater treatment (acid reactor/UASB) and one stage anaerobic wastewater treatment using UASB was investigated. The result found that methane yield in two-stage anaerobic wastewater treatment process (acid reactor/UASB) was about 0.823 Lmethane/gCODremoved. This was higher than methane yield obtained from one-stage anaerobic wastewater treatment (0.310 Lmethane/gCODremoved). Finally, the relationship of OLR with other parameters was studied. It was found that there was linear relationship between OLR and SS, oil and grease removal with R2>0.97 in acid production reactor and TS, COD removal with R2>0.98 in methane production reactor.

(7)

กิตติกรรมประกาศ

วิทยานิพนธฉบับนี้สําเร็จลุลวงไดดวยดีเนื่องดวยความกรุณาอยางสูงในการใหคําปรึกษา คําแนะนํา การแกไขตรวจสอบขอบกพรอง และขอคิดเห็นท่ีเปนประโยชน จากคณะ กรรมการท่ีปรึกษาวิทยานิพนธ คือ ดร.ปยะรัตน บุญแสวง และ ผูชวยศาสตราจารย ดร.สุเมธ ไชยประพัทธ รวมถึงคณะกรรมการสอบวิทยานิพนธ คือ รองศาสตราจารย ดร .อุดมผล พืชนไพบูลย ผูชวยศาสตราจารย ดร.นุกูล อินทระสังขา และ ผูชวยศาสตราจารย ดร.พนาลี ชีวกิดาการ ท่ีไดใหขอเสนอแนะเพิ่มเติมเพ่ือใหวิทยานิพนธมีความสมบูรณมากยิ่งขึ้น ผูวิจัยขอกราบขอบพระคุณเปนอยางสูง ขอขอบพระคุณโรงงานสงขลาแคนนิ่ง ตําบลพะวง อําเภอเมือง จังหวัดสงขลา ท่ีกรุณาอนุเคราะหขอมูลและอํานวยความสะดวกในการเก็บตัวอยางน้ําเสียเปนอยางดี ขอขอบพระคุณบัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร ท่ีใหทุนสนับสนุนในการทําวิทยานิพนธในคร้ังนี้

ขอขอบคุณ สํานักประสานงาน ชุดโครงการทุนวิจัยมหาบัณฑิตสกว. สาขาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ภายใตโครงการสรางกําลังคนเพื่อพัฒนาอุตสาหกรรมระดับปริญญาโท (สกว.-สสว.) ขอขอบคุณ คุณชีระวิทย รัตนพันธ (พ่ีเจ) คุณจารุวรรณี เ รืองคง (พ่ีเปล) คุณภาณุพงศ เกิดทิพย (ณุ) คุณศันสนีย วงศชนะ (ปอย) คุณธัญลักษณ หลักแหลม (เเอะ) และ พ่ีๆ เพ่ือนๆ นองๆ ทุกคนท่ีคอยชวยเหลือในการทําวิทยานิพนธ และไดใหกําลังใจมาตลอด สุดทายนี้ขอขอบพระคุณ คุณพอสุบิน ชัยเพชร คุณแมอุบล ชัยเพชร พ่ีๆ และนองๆ ท่ีคอยเปนแรงบันดาลใจและคอยใหกําลังใจในการตอสูกับปญหาและอุปสรรคตางๆ จนสามารถทําใหวิทยานิพนธฉบับนี้ สําเร็จลุลวงไดดวยดี วิภารัตน ชัยเพชร

(8)

สารบัญ

หนา สารบัญ (8) รายการตาราง (11) รายการตารางภาคผนวก (12) รายการภาพประกอบ (14) สัญลักษณคํายอและตัวยอ (18) บทท่ี 1 บทนํา 1 1.1 บทนําตนเร่ือง 1 1.2 การตรวจเอกสาร 2 1.2.1 กระบวนการผลิตปลาทูนาบรรจุกระปอง 2 1.2.2 การใชประโยชนจากของเสียท่ีเหลือจากอุตสาหกรรมผลิต

ปลาทูนากระปอง 5 1.2.3 ลักษณะของน้ําเสียจากอุตสาหกรรมปลาทูนากระปอง 7 1.2.4 การบําบัดน้ําเสียดวยวิธีทางชีวภาพแบบไรอากาศ 9 1.2.5 แบคทีเรียที่เกี่ยวของกับกระบวนการบําบัดแบบไมใชอากาศ 13 1.2.6 ถังปฏิกรณแบบไรอากาศ 15 1.2.7 กระบวนการของระบบไรอากาศแบบสองขั้นตอน 18 1.2.8 ถังปฏิกรณสําหรับระบบไรอากาศสองขั้นตอน 25 1.2.9 ปจจัยท่ีมีผลตอกระบวนการบําบัดแบบไรอากาศ 28 1.3 วัตถุประสงค 31 1.4 ประโยชนที่คาดวาจะไดรับ 31 1.5 ขอบเขตการวิจัย 32 2 วัสดุ อุปกรณ และวิธกีารวิจัย 33 2.1 วัสดุ อุปกรณ 33 2.2 วิธีการวิเคราะห 34 2.3 วิธีการทดลอง 35

(9)

สารบัญ (ตอ)

หนา 2.3.1 การศึกษาคุณสมบัติของน้ําเสียจากโรงงานสงขลาแคนนิ่ง

จํากัด (มหาชน) 35 2.3.2 การศึกษาการเตรียมตะกอนสลัดจ 35 2.3.3 การเริ่มตนระบบ (start-up) 39 2.3.4 การศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการสราง

กรดในถังปฏิกรณสรางกรด 39 2.3.5 การศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการสราง

มีเทนในถังปฏิกรณยูเอเอสบี 41 2.3.6 การศึกษาประสิทธิภาพการสรางผลผลิตมีเทนของระบบ

บําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวและสองขั้นตอนในการบําบัดน้ําเสียโรงงานอาหารทะเลกระปอง 41

2.3.7 การศึกษาลักษณะความสัมพันธของคาพารามิเตอรตางๆ ของการหมัก 42

3 ผลและวิจารณผลการวิจัย 43 3.1 ลักษณะน้ําเสียจากกระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง 43 3.2 การเตรียมหัวเชื้อตะกอนสลัดจ 45 3.3 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการผลิตกรดไขมันระเหยงาย

ของถังปฎิกรณสรางกรด 49 3.4 ลักษณะของน้ําเสียท่ีใชปอนเขาสูถังถังปฏิกรณสรางมีเทน (UASB) 62 3.5 ศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการผลิตกาซชีวภาพของ

ถังปฏิกรณสรางมีเทน (UASB) 63 3.6 การศึกษาประสิทธิภาพการสรางผลผลิตมีเทนของระบบบําบัดน้ําเสีย

แบบไรอากาศขั้นตอนเดียวและสองขั้นตอนในการบําบัดน้ําเสียโรงงานอาหารทะเลกระปอง 74

3.7 การศึกษาความสัมพันธของพารามิเตอรตางๆ ของการหมัก สําหรับ ถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณสรางมีเทน 77

(10)

สารบัญ (ตอ)

หนา 3.7.1 ถังปฏิกรณสรางกรด 77 3.7.2 ถังปฏิกรณสรางมีเทน 79 4 บทสรุปและขอเสนอแนะ 82 4.1 บทสรุป 82 4.2 ขอเสนอแนะในการทําวิจัยเพ่ิมเติม 83 บรรณานุกรม 84 ภาคผนวก 92 ประวัติผูเขียน 149

(11)

รายการตาราง

ตาราง หนา 1-1 ตัวอยางลักษณะน้ําท้ิงจากโรงงานปลากระปอง 7 1-2 ลักษณะของน้ําเสียจากน้ํานึ่งปลาทูนา (pre-cooked wastewater) 8 1-3 ลักษณะน้ําเสียจากน้ําท้ิงรวม (combined wastewater) 8 1-4 ประสิทธิภาพการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอน 20 1-5 เปรียบเทียบการทํางานของถังหมักไรอากาศแบบขั้นตอนเดียวและแบบสอง

ขั้นตอน ในการบําบัดน้ําเสียของอุตสาหกรรมผลิตเครื่องด่ืม 21 1-6 เปรียบเทียบการทํางานของถังหมัก UASB แบบขั้นตอนเดียวและ UFAF-UASB

แบบสองขั้นตอนในการบําบัดน้ําเสียกากสา 22 1-7 กระบวนการและขอมูลการทํางานของระบบบําบัดแบบไรอากาศสองขั้นตอน

ของของเสียอินทรียในถังปฏิกรณซีเอสทีอาร ขนาด 200 ลิตร และถังปฏิกรณยูเอฟเอเอฟ ขนาด 50 ลิตร 23

1-8 เปรียบเทียบการทํางานของระบบหมัก UASB ขนาดอุตสาหกรรมท่ีใชงานจริงกับระบบหมัก UASB ในการบําบัดน้ํากากสาในหองปฏิบัติการ 24

2-1 พารามิเตอรและวิธีวิเคราะหคุณลักษณะน้ําเสีย 40 3-1 ลักษณะของน้ําเสียจากโรงงานอาหารทะเลกระปอง 45 3-2 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอรตางๆ

ในถังปฏิกรณสรางกรดท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของระบบ 61 3-3 เปรียบเทียบลักษณะของน้ําเสียท่ีไดจากการเตรียมในระบบแบบกะและน้ําท้ิง

ออกจากถังสรางกรดเดินระบบแบบตอเนื่อง 62 3-4 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอรตางๆ

ในถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของระบบ 73

3-5 ผลของการทดลองท่ีใชในระบบบําบัดน้ําเสียแบบขั้นตอนเดียวและแบบสองขั้นตอนตอการเปลี่ยนแปลงของคาพารามิเตอรตางๆ ภายใตสภาวะคงท่ีของระบบ 75

(12)

รายการตารางภาคผนวก

ตารางผนวก หนา ก-1 ผลการวิเคราะหในการเตรียมตะกอนสลัดจสําหรับระบบ Acid Reactor และ

UASB โดยใชตะกอนสลัดจจากระบบบําบัดน้ําเสียแบบ Upflow Anaerobic Contact (UAC) 93

ก-2 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิงและปริมาณกาซ ในระบบบําบัดจําลอง Acid Reactor และ UASB แบบสองขั้นตอน ในชวงเร่ิมตนเดินระบบ 96

ก-3 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor และ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 3.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ 104

ก-4 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซที่เกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor และ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 5.0 และ 1.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ 106

ก-5 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor และ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 5.0 และ 2.15 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ 111

ก-6 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor และ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 7.0 และ 2.15 กิโลกรัมซีโอด/ีลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ 116

ก-7 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor และ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 9.0 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอด/ีลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ 125

(13)

รายการตารางภาคผนวก (ตอ)

ตารางผนวก หนา ก-8 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของ

การบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor ตอแบบอนุกรมกับ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 9.0 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ 132

ก-9 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ UASB แบบขั้นตอนเดียว ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 2.15 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน 138

(14)

รายการภาพประกอบ

ภาพประกอบ หนา 1-1 กระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง 6 1-2 ลักษณะขั้นตอนของปฏิกิริยาไรออกซิเจน 9 1-3 การเปลี่ยนแปลงของสารอินทรียไปเปนกาซมีเทนดวยปฏิกิริยาชีวเคมีแบบไรอากาศ 13 1-4 ลักษณะของถังปฏิกรณไรอากาศแบบยูเอเอสบี Upflow Anaerobic Sludge

Blanket Reactor (UASB) 16 2-1 แบบจําลองระบบบําบัดน้ําเสียโดยใชถังปฏิกรณแบบไรอากาศสองขั้นตอนคือ

Anaerobic Acid Reactor และ Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) ในหองปฏิบัติการ 37

2-2 ลักษณะของระบบบําบัดน้ําเสียโดยใชถังปฏิกรณแบบไรอากาศสองขั้นตอนคือ Anaerobic Acid Reactor และ UASB ที่ใชทดลองในหองปฏิบัติการ 38

3-1 ผลของการเตรียมหัวเชื้อของตะกอนสลัดจตอพีเอช 46 3-2 ผลของการเตรียมหัวเชื้อของตะกอนสลัดจตอ ปริมาณกรด (ก) ความเปนดาง (ข)

สําหรับถังสรางกรดและถังสรางมีเทน ท่ีมีการเปลี่ยนถายน้ําเสียในวันท่ี 3 47 3-3 ผลของการเตรียมหัวเชื้อของตะกอนสลัดจตอปริมาณก าซชีวภาพ (ก )

ประสิทธิภาพของการกําจัดซีโอดี (ข) สําหรับถังสรางกรดและถังสรางมีเทน ท่ีมีการเปลี่ยนถายน้ําเสียในวันท่ี 3 48

3-4 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอปริมาณกรดไขมันระเหยงายในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด 52

3-5 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอปริมาณกรดไขมันระเหยงายในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด 52

3-6 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอคาพีเอชในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด 53

3-7 ผลของการเปลี่ยนแปลงอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอการลดคาซีโอดีในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด 53

3-8 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอการลดคาซีโอดีของถังปฏิกรณสรางกรด ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง 54

(15)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

ภาพประกอบ หนา 3-9 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงท่ีตอการลดคาปริมาณ

ของแข็งแขวนลอยและของแข็งท้ังหมดของถังปฏิกรณสรางกรด ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง 54

3-10 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอปริมาณการผลิตกาซชีวภาพในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด 56

3-11 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอปริมาณการผลิตกาซชีวภาพในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด 56

3-12 องคประกอบของกาซชีวภาพจากถังปฏิกรณสรางกรดท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงท่ี 57

3-13 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงท่ีตอการลดคาปริมาณ น้ํามันและไขมันของถังปฏิกรณสรางกรด ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง 59

3-14 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอปริมาณการผลิตกาซชีวภาพในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) 65

3-15 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอปริมาณการผลิตกาซชีวภาพในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน(ถังยูเอเอสบี) 66

3-16 องคประกอบของกาซชีวภาพจากถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ที่อัตราภาระ-บรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ี 66

3-17 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอการลดคาซีโอดีของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง 67

3-18 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอการลดคาซีโอดีของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง 67

3-19 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอคาพีเอชในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) 68

3-20 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอการลดคาปริมาณของแข็งแขวนลอยและของแข็งท้ังหมดของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง 68

(16)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

ภาพประกอบ หนา 3-21 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอประสิทธิภาพการลด

คาปริมาณน้ํามันและไขมันของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง 70

3-22 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอปริมาณกรดไขมันระเหยงายในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) 71

3-23 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอประสิทธิภาพการลดคากรดไขมันระเหยงายของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง 72

3-24 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงที่กับปริมาณการเกิดกรดไขมันระเหยงายในถังปฏิกรณสรางกรด 78

3-25 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดปริมาณน้ํามันและไขมันในถังปฏิกรณสรางกรด 78

3-26 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดของแข็งแขวนลอยและของแข็งท้ังหมดในถังปฏิกรณสรางกรด 78

3-27 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับปริมาณการผลิตกาซชีวภาพในถังปฏิกรณสรางกรด 79

3-28 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีในถังปฏิกรณสรางกรด 79

3-29 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีในถังปฏิกรณสรางมีเทน 80

3-30 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดน้ํามันและไขมันในถังปฏิกรณสรางมีเทน 80

3-31 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดของแข็งแขวนลอยและของแข็งท้ังหมดในถังปฏิกรณสรางมีเทน 81

(17)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

ภาพประกอบ หนา 3-32 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับ

ปริมาณการผลิตกาซชีวภาพในถังปฏิกรณสรางมีเทน 81

(18)

สัญลักษณคํายอและตัวยอ

UASB = Upflow Anaerobic Sludge Blanket คือ ถังปฏิกรณท่ีมีทิศทางการไหลของน้ําเสีย จากดานลางขึ้นดานบนโดยไมใชตัวกลาง แบคทีเรียจะถูกเลี้ยงใหจับตัวกันเปนเม็ดขนาดใหญ และมีอุปกรณท่ีมีหนาท่ีแยกเม็ดตะกอนและกาซชีวภาพออกจากน้ําเรียกวา GSS (Gas Solids Separator)

OLR = Organic Loading Rate คือ ปริมาณสารอินทรียท่ีปอนเขาสูระบบในแตละวัน

HRT = Hydraulic Retention Time คือ ระยะเวลาที่น้ําถูกกักพักอยูในถังปฏิกิริยา

MLVSS = Mixed Liquor Volatile Suspended Solids คือ ปริมาณอินทรียสารที่เปนของแข็งท่ีระเหยไปหลังจากนําไปเผาท่ีอุณหภูมิ 500±50 องศาเซลเซียส และใชเปนตัวแทนมวลของจุลินทรีย

COD = Chemical Oxygen Demand คือ ปริมาณออกซิเจนท้ังหมดท่ีใชในการออกซิไดซสารอินทรียดวยวิธีทางเคมีท้ังในรูปของแข็งและรูปท่ีละลายอยูในน้ํา

SS = Suspended Solids คือ สวนของของแข็งท่ีไมละลายน้ําและแขวนลอยอยูในน้ําได

TKN = Total Kjeldahl Nitrogen คือ ปริมาณไนโตรเจนท่ีประกอบดวยอินทรียไนโตรเจนและแอมโมเนียไนโตรเจน

VFA = Volatile Fatty Acid คือ กรดอินทรียท่ีมี C อะตอมไมเกิน 6 สามารถละลายน้ําได น้ําหนักโมเลกุลต่ํา สามารถกลั่นไดท่ีความดันบรรยากาศ

Alk = Alkalinity คือ ความสามารถของน้ําในการรับอนุภาคโปรตอน สวนใหญเกิดจาก องคประกอบของสารละลายคารบอเนต และไบคารบอเนต

ลบ.ม. /วัน = ลูกบาศกเมตรตอวัน

มก. /ล. = มิลลิกรัมตอลิตร

(19)

สัญลักษณคํายอและตัวยอ (ตอ)

กก./ลบ.ม./วัน = กิโลกรัมตอลูกบาศกเมตรตอวัน

มล. /วัน = มิลลิลิตรตอวัน

1

บทที่ 1 บทนํา

1.1 บทนําตนเร่ือง

อุตสาหกรรมอาหารทะเลบรรจุกระปองเปนอุตสาหกรรมท่ีนําเอาทรัพยากรธรรมชาติสัตวน้ําทะเลประเภทตางๆ มาแปรรูป ซึ่งแตเดิมเปนเพียงอุตสาหกรรมขนาดเล็กท่ีผลิตควบคูไปกับการแปรรูปอาหารชนิดอื่นเชนผักดองและผลไมกระปองเ พ่ือสนองความตองการของตลาดภายในประเทศเทานั้นแตหลังจากรัฐบาลไทยไดมีประกาศใหสงเสริมอยางจริงจังต้ังแตป พ.ศ. 2515 เปนตนมา การผลิตอาหารทะเลกระปองไดขยายตัวอยางรวดเร็วกลายมาเปนอุตสาหกรรมสงออกท่ีสําคัญท่ีสุดประเภทหนึ่งซึ่งนอกจากจะกอใหเกิดผลดีและประโยชนแกเศรษฐกิจของประเทศชาติแลวยังชวยใหเกิดการจางงานนํารายไดเขาสูประเทศและเปนการกระจายอุตสาหกรรมไปสูภูมิภาคดวยที่สําคัญกอใหเกิดอุตสาหกรรมตอเนื่องอื่นๆ ตามมาอีกเชน โรงงานผลิตภาชนะ การแปรรูปอาหารจากสัตวน้ําทะเลเพ่ือนํามาบรรจุกระปอง ทําใหสามารถถนอมรักษาอาหารไวไดนานพอสมควร ท่ีต้ังโรงงานสวนใหญจะอยูใกลแหลงวัตถุดิบ โดยเฉพาะภาคใตและภาคตะวันออกบริเวณชายฝงทะเลดานอาวไทย โดยเปนโรงงานขนาดใหญไดมาตรฐาน 58 โรงงาน ซึ่งในจํานวนนี้เปนโรงงานผลิตปลาทูนากระปอง 34 โรงงานท่ีเหลือเปนโรงงานผลิตอาหารทะเลอื่นๆ (กรมควบคุมมลพิษ, 2548) อุตสาหกรรมปลาทูนาบรรจุกระปองของไทยเปนอุตสาหกรรมเพ่ือการสงออกท่ีสําคัญ ปริมาณการสงออกในแตละปไดขยายตัวอยางรวดเร็ว และพบวามีจํานวนโรงงานอุตสาหกรรมแปรรูปปลาทูนาเพ่ิมมากขึ้น กระบวนการแปรรูปปลาทูนากระปองกอใหเกิดของเสีย 2 สวน คือ ของเสยีที่เปนของแข็งปริมาณรอยละ 25-30 ของวัตถุดิบ ไดแก เครื่องในปลา ทูนา เศษเนื้อดํา เศษกระดูก หัว และหนังปลา อีกสวนหนึ่ง คือ ของเสียท่ีเปนของเหลว ปริมาณรอยละ 30-35 ของวัตถุดิบ ไดแก น้ําเลือดปลา ปริมาณรอยละ 7 น้ํานึ่งปลาทูนารอยละ 10-14 และของเหลวอื่นๆ ของเสียท่ีเปนของเหลวเหลานี ้มีเพียงน้ํานึ่งปลาทูนาที่มีการนําไปใชประโยชน แตของเหลวอื่นๆ ยังไมไดมีการนํามาใชประโยชนมากนัก นอกจากระบายลงสูระบบบําบัดน้ําเสีย น้ําเสียท่ีเกิดจากกระบวนการผลิตเหลานี้ ประกอบดวยสารประกอบอินทรีย เชน โปรตีนและไขมันในปริมาณสูง หากปลอยลงสูระบบบําบัดน้ําเสียจะกอใหเกิดปญหาการเกาะกันเปนชั้นหนาของไขมัน ลอยอยูท่ีผิวหนาของบอบําบัด ยากแกการบําบัด (กําชัย รุงเพชรรัตน, 2545) ปจจุบันโรงงานอาหารทะเลกระปองของประเทศไทยสวนใหญจะใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบใชอากาศ ซึ่งคาใชจายในการกอสรางและการบําบัดสูง จึงทําใหระบบหมักแบบไรอากาศเริ่มเปนท่ีสนใจ เนื่องจากประหยัดตนทุนในการกอสรางและการดําเนินการไดมากกวาระบบใชอากาศ

2

นอกจากนี้ในระบบบําบัดน้ําเสียสวนใหญมักจะมีบอพักเปนบอแรกกอนเขาสูระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศ น้ําเสียจากโรงงานปลาทูนากระปองประกอบดวยไขมันปริมาณสูง ทําใหเกิดการสะสมของไขมันในบอแรกท่ีผิวหนาและกนบอ ทําใหเกิดการยอยสลายแบบไรอากาศ สงกลิ่นเหม็นและทําใหบอตื้นเขิน ดังนั้นการแยกน้ําเสียท่ีมีปริมาณไขมันสูง เขาสูระบบบําบัดแบบไรอากาศจะทําใหลดปญหาการสงกลิ่นเหม็นลงได ในการเลือกระบบถังหมักชีวภาพแบบไรอากาศนั้นสามารถแบงไดเปน 2 แบบ คือ แบบขั้นตอนเดียว (single-stage) และแบบสองขั้นตอน (two-stage) โดยระบบถังหมักไรอากาศท้ังสองแบบสามารถใชถังปฏิกรณแบบตางๆ ในการบําบัดน้ําเสียตามความเหมาะสม มีงานวิจัยมากมายท่ีไดรายงานวา ระบบถังหมักไรอากาศแบบสองขั้นตอนมีประสิทธิภาพในการบําบัดน้ําเสียไดสูงกวาแบบขั้นตอนเดียว โดยระบบแบบสองขั้นตอนจะแบงเปนถังปฏิกรณใบแรกทําหนาท่ีควบคุมใหเกิดการยอยสลายสารประกอบคารโบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน และสรางกรด ขณะที่ถังปฏิกรณใบท่ีสองทําหนาท่ีควบคุมใหเกิดการสรางมีเทนโดยใชกรดท่ีสรางขึ้นในถังปฏิกรณใบแรก วิธีการแยกถังปฏิกรณออกจากกันนี้จะสามารถควบคุมสภาวะภายในระบบใหเหมาะสมกับการทํางานของ จุลินทรียท่ีผลิตกรดและผลิตกาซมีเทนในแตละถังและเปนการชวยปองกันถังสรางมีเทนจากสภาวะท่ีกอใหเกิดอันตรายตอแบคทีเรียสรางมีเทนเชน การรับน้ําเสียท่ีมีปริมาณสารอินทรียสูง อยางไรก็ตาม งานวิจัยที่มุงเนนการผลิตกรดในถังปฏิกรณใบแรก เพ่ือใหสอดคลองกับวัตถุประสงคของระบบถังหมักไรอากาศแบบสองขั้นตอนยังมีไมมาก ทําใหยังไมสามารถพัฒนาศักยภาพของกระบวนการแบบไรอากาศสองขั้นตอนไปสูเชิงพาณิชยได การศึกษานี้จึงมุงเนนเพ่ือศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการควบคุมการสรางกรดและการสรางกาซมีเทนของกระบวนการหมักแบบไรอากาศสองขั้นตอน และเพื่อสงเสริมการพัฒนาประสิทธิภาพการสรางกรดและสรางกาซมีเทนในกระบวนการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนตอไป 1.2 ตรวจเอกสาร

1.2.1 กระบวนการผลิตปลาทูนาบรรจุกระปอง กระบวนการผลิตปลาทูนาบรรจุกระปอง มีขั้นตอนการผลิตดังนี ้(1) การตรวจสอบคุณภาพวัตถุดิบ (raw material)

กอนการนําวัตถุดิบเขาสูกระบวนการผลิตตองมีการตรวจสอบคุณสมบัติทางกายภาพตางๆของปลา คือ เหงือก ตา ผิวหนัง และความยืดหยุนของเนื้อปลา ตองอยูในสภาพท่ีดี ไมมีลักษณะเสื่อมคุณภาพ

3

(2) การละลายนํ้าแข็ง (thawing) ภายหลังผานการตรวจสอบคุณภาพปลาทูนาท่ีอยูในสภาพแชแข็งท่ีอุณหภูมิ–20 องศาเซลเซียส จะถูกนํามาละลายนํ้าแข็งโดยใสปลาลงในบอพักแลวเติมนํ้าลงไปใชเวลาประมาณ 2-3 ชั่วโมง เพ่ือเพ่ิมอุณหภูมิในตัวปลาขึ้นเปน 5 องศาเซลเซียส หากสูงกวานี้จะทําใหเนื้อปลาเสื่อมสภาพจากการเขาทําลายของจุลินทรียและเอนไซมตาง ๆ

(3) การตัดปลา (butchering or cutting) ปลาท่ีผานกระบวนการละลายนํ้าแข็งจะถูกนํามาผาทอง ควักไสและอวัยวะภายในอื่นๆ ออกและลางดวยนํ้าเพ่ือลดปริมาณจุลินทรีย ซึ่งในขั้นตอนนี้จะสูญเสียนํ้าหนักปลาประมาณรอยละ 3–6

(4) การนึ่งปลา (pre-cooking) ปลาท่ีผานการควักไสและทําความสะอาดแลวจะถูกนํามานึ่งในหมอนึ่งไอนํ้า (retort) ท่ีอุณหภูมิประมาณ 95 องศาเซลเซียส ความดันประมาณ 1-2 บาร เปนเวลา 60-90 นาที ขึ้นอยูกับขนาดและชนิดของปลา การนึ่งปลาเพ่ือทําใหหนังและกระดูกปลาแยกออกจากเนื้อปลาอีกท้ังทําใหขูดเนื้อออกงาย ซึ่งเปนการเพิ่มความเหนียวและการตกตะกอนของโปรตีนอีกดวย ภาชนะหรือเครื่องท่ีใชนึ่งปลาบางสวนตองนําเขาจากตางประเทศ และนํามาดัดแปลง เพ่ือใหเหมาะสมกับการผลิตของโรงงานนั้น ๆ เชน หมอนึ่งความดัน และสายพานลําเลียง

(5) การลดอุณหภูมิ (cooling) ปลาท่ีผานการนึ่งดวยไอนํ้าเรียบรอยแลว จะถูกนําไปยังหองพักปลาและฉีดพนนํ้าลงไปบนตัวปลาเพ่ือลดอุณหภูมิตัวปลาใหตํ่าลงจนเทาอุณหภูมิหองเพ่ือปองกันการเกิดการovercooking ในขั้นตอนนี้นํ้าจะระเหยเปนไอทําใหนํ้าหนักของปลาลดลงไขมันและนํ้ามันในตัวปลาจะมารวมกันอยูท่ีบริเวณชั้นผิวหนังปลา

(6) การขูดปลา (cleaning) ปลาท่ีผานการนึ่งและลดอุณหภูมิลงแลวจะถูกนํามาขูดหนัง แยกหัวปลา กระดูกและกางออกเหลือเพียงเนื้อปลาท่ีสะอาดและพรอมจะบรรจุกระปองในขั้นตอนตอไป

(7) การบรรจุกระปอง (canning) เปนขั้นตอนการบรรจุเนื้อปลาลงในกระปองขนาดตางๆ โดยอาจใชเคร่ืองจักรหรือคนงาน จากนั้นอาจเติมนํ้ามันพืช นํ้าเกลือ ซอสมะเขือเทศหรือซอสปรุงรสอื่นๆ ลงไป เพ่ือถนอมคุณภาพเนื้อปลาและตรงกับความตองการของลูกคา

4

(8) การไลอากาศและปดผนึก (exhausting and seaming) กระปองที่ผานการบรรจุเรียบรอยแลวจะถูกวางบนสายพานเพ่ือผานไปบนราง ซึ่งมีการพนไอนํ้าบนชองวางเหนือกระปองเพ่ือไลอากาศออกกอนการปดผนึก เม่ือไอนํ้าเกิดการควบแนนจะเกิดเปนสุญญากาศขึ้นภายในกระปอง

(9) การนึ่งฆาเช้ือ (retorting) ภายหลังการปดผนึกปลากระปองจะผานการนึ่งเพ่ือทําลายจุลินทรียท่ีเปนพาหะนําโรคและเชื้ออื่นๆ ท่ีทําใหเกิดความเสียหาย การทําลายจุลินทรียนี้มิใชเปนการทําลายจุลินทรียท้ังหมดที่มีอยู (absolute sterilization) เพราะความรอนในระดับนั้นจะทําใหอาหารสูญเสียลักษณะทางกายภาพท่ีดี เชน กลิ่น รสชาติ ลักษณะเนื้อ และคุณคาทางอาหารไปมาก การฆาเชื้อจึงเปนแบบทางการคา (commercial sterilization) ซึ่งเปนการใชความรอนในการหยุดย้ังจุลินทรียพวกท่ีกอใหเกิดโรคท้ังหมด และพวกท่ีทําใหเกิดการเสื่อมคุณภาพของโปรตีน

(10) การลดอุณหภูมิของปลากระปองในข้ันสุดทาย (final cooling) หลังจากนึ่งฆาเชื้อแลวตองลดอุณหภูมิของปลากระปองโดยเร็ว เพ่ือปองกันความรอนท่ีสะสมทําใหเนื้อปลาเปอยยุย เกิดการเปลี่ยนแปลงดานสี รสชาติ และคุณคาทางอาหารลดลง ท้ังยังปองกันการเจริญเติบโตของจุลินทรียพวกท่ีเจริญในท่ีอุณหภูมิสูง (thermophilic microbes) ท่ีหลงเหลือจากการทําลายดวยความรอนในชวงการลดอุณหภูมิจะเกิดสภาวะสุญญากาศขึ้นภายในกระปอง และทําใหปลากระปองเสื่อมคุณภาพได นํ้าท่ีใชในการลดอุณหภูมิตองใชนํ้าสะอาดปราศจากแบคทีเรีย โดยท่ัวไปจะมีการเติมคลอรีนลงไป ใหนํ้ามีสวนผสมของคลอรีน 5 สวนในลานสวน (5 ppm) และทําการลดอุณหภูมิลงเหลือประมาณ 35-40 องศาเซลเซียส เพ่ือทําใหความรอนท่ีเหลืออยูทําใหกระปองแหงไดเองและปองกันการเกิดสนิมไดงาย หรืออาจใชพัดลมเปาท่ีดานนอกกระปอง เพ่ือใหกระปองแหงเร็วขึ้น

(11) การปดฉลากและบรรจุกลอง (labeling and packaging) หลังจากปลากระปองผานการลดอุณหภูมิจนเทากับอุณหภูมิหอง และแหงสนิทแลวจะถูกนํามาปดฉลากและบรรจุในกลองกระดาษเพ่ือทําการเก็บรักษาและขนสงตอไป จากขั้นตอนการผลิตขางตน สามารถจัดเปนแผนภาพไดตาม ภาพประกอบ 1-1 การผลิตของอุตสาหกรรมนี้กอใหเกิดน้ําเสียจํานวนมาก บางสวนถูกนําไปใชเพื่อเปนปุยชีวภาพ แตสวนใหญตองบําบัดกอนจะปลอยสูสภาพแวดลอม นอกจากนี้ยังมีเศษหัว กางปลาและเลือดท่ีเหลือจากการผลิต มักนําไปเปนวัตถุดิบเพ่ือผลิตเปนอาหารสัตวในรูปปลาปนและอาหารสําเร็จรูป ซึ่งหากมีการนําไปผลิตเปนผลิตภัณฑอาหารเสริมในรูปนํ้ ามันปลาจะทําให เกิดมูลคา เ พ่ิมสูงขึ้น (บวร กิติไพศาลนนท, 2545)

5

1.2.2 การใชประโยชนจากของเสียท่ีเหลือจากอุตสาหกรรมผลิตปลาทูนากระปอง จากแนวโนมการขยายตัวของอุตสาหกรรมการผลิตปลาทูนากระปองท่ีเพ่ิมขึ้น สงผลทําใหมีปริมาณของของเสียเพ่ิมมากขึ้นเปนลําดับ อันไดแก หัวปลาและเคร่ืองในรอยละ 10 (คิดจากน้ําหนักปลาทูนาท้ังตัว) น้ําเลือดปลาและน้ํานึ่งปลารอยละ 35 กระดูกปลาและหนังปลา รอยละ 5 เศษเนื้อขาวและเศษเนื้อดํารอยละ 20 จากการสํารวจโรงงานอุตสาหกรรมอาหารทะเลประเภทโรงงานแปรรูปปลาทูนาในเขตจังหวัดสงขลา 4 โรงงาน พบวา การแปรรูปปลาทูนามีปริมาณการใชวัตถุดิบสูงถึง 1.35 ตันตอวัน โดยไดผลผลิตเฉลี่ยรอยละ 35 ท่ีเหลือจัดเปนเศษเหลือซึ่งแบงออกเปน 2 สวน คือ 1. วัสดุเศษเหลือท่ีเปนของแข็ง พบวามีปริมาณรอยละ 25-30 ของวัตถุดิบ สําหรับโรงงานขนาด 35-40 ตันตอวัน จะมีของเหลือประมาณ 12 ตัน สวนมากมักขายใหกับโรงงานปลาปน เปนเศษกระดูกหัวปลาและหนังปลาประมาณ รอยละ 20-24 นอกจากนี้อาจพบเนื้อปลาทูนาท่ีมีขนาดเล็กที่ผานความรอนแลวและยังไมผานความรอน 2. วัสดุเศษเหลือท่ีเปนของเหลวมีปริมาณรอยละ 30-35 สวนใหญแปรรูปยังไมมีการนํามาใชประโยชนจึงปลอยลงสูระบบกําจัดน้ําเสีย วัสดุเศษเหลือเหลานี้ ไดแก น้ําเลือดปลาปริมาณรอยละ 7 และน้ํานึ่งปลาทูนาปริมาณรอยละ 10-14 ซึ่งพบวา ประกอบดวยสารประกอบอินทรียที่สําคัญอาจนํามาใชประโยชนไดหลายอยาง เชน โปรตีน ไขมัน เอนไซม และวิตามินหลายชนิด ผลิตภัณฑจากวัสดุเศษเหลือจากอุตสาหกรรมแปรรูปปลาทูนากระปอง ท่ีสามารถผลิตไดจนเปนระดับอุตสาหกรรม (กําชัย รุงเพชรรัตน, 2545) เชน - น้ําสกัดเขมขนจากปลา (fish extract)

- น้ํามันปลา (fish oil) - เจลาติน (gelatin) - อาหารสัตวเลี้ยงบรรจุกระปอง (canned pet food)

6

ปลาทูนาแชแข็ง ปลาทูนาสด

ละลายน้ําแข็ง

ทําความสะอาด เอาไสออก

นําปลาไปนึ่งหรือตม น้ําเสีย

ทําใหเย็น

อาหารสัตว

หัวปลาและกาง ปุยชีวภาพและผานการบําบัดแลวปลอย

สกดัเปนน้ํามัน

ทําความสะอาด

บรรจุและปด

ขูดหนังและแกะ

ลางกระปอง

บรรจุกลอง ปดฉลาก

อบความรอนฆาเชื้อ

เก็บเพ่ือรอจําหนาย

ทําใหเย็น

วัตถุดิบปลาทูนา

ภาพประกอบ 1-1 กระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง ท่ีมา: สมาคมผูผลิตอาหารสําเร็จรูป อางถึงใน บวร กิติไพศาลนนท (2545)

7

1.2.3 ลักษณะของน้ําเสียจากอุตสาหกรรมปลาทูนากระปอง ในอุตสาหกรรมปลาทูนากระปอง กระบวนการผลิตตาง ๆ มักจะกอใหเกิดของเสียจํานวนมากไดแก ซากหัวปลา เครื่องในปลา กางปลา เลือดปลา น้ํามัน รวมท้ังน้ําตาง ๆ ท่ีไดจากกระบวนการผลิต ซึ่งในสวนประกอบตาง ๆ เหลานี้มีปริมาณสารอาหารท่ีสามารถนํากลับไปใชได ในกระบวนการกําจัดมักจะกรองเอาของแข็งซึ่งมีอยูประมาณรอยละ 25-30 ของวัตถุดิบ ออกใหหมดกอน สวนท่ีเหลือ คือ ของเหลวประมาณรอยละ 30-35 ของวัตถุดิบ ของเหลวเหลานี้ ดังแสดงใน ตารางท่ี 1-1 ตารางท่ี 1-1 ตัวอยางลักษณะน้ําท้ิงจากโรงงานปลากระปอง

พารามิเตอร โรงงานทรอปคอลแคนนิ่ง โรงงานโชติวัฒนอุตสาหกรรม pH 4.89 ± 0.58 5.97±0.06 total solids (mg/L) 86,920±840 81,660±2,065 volatile solids (mg/L) 7120±1010 - settleable solids (mg/L) 9.35±1.2 6.54±0.06 suspended solids (mg/L) 6,792±1,249 6,340±598.6 dissolved solids (mg/L) 80,127±1,249 75,320±19,596 ไขมัน (mg/L) นอยมาก 108±0.06 โปรตีน (mg/L) 7,390±58 7,694.6±536.6 COD (mg/L) 139,125.33 63.23

ท่ีมา: บุญชัย วิจิตรเสถียร (2537) น้ําเสียของโรงงานอุตสาหกรรมปลาทูนากระปองสวนใหญจะแบงออกเปน น้ําเสียจากน้ํานึ่งปลาทูนา (pre-cooked wastewater) และน้ําเสียจากน้ําท้ิงรวม (combined wastewater) ในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรมสวนใหญจะมีการแยกน้ํานึ่งปลาออกจากน้ําเสียรวมเนื่องจากน้ํานึ่งปลามีคาความสกปรกสูง น้ําเสียจากน้ํานึ่งปลาทูนา มีลักษณะทางกายภาพคลายคลึงกันในแตละวัน คือมีสีน้ําตาลออนถึงสีน้ําตาลเขม มีกลิ่นคาวจัด มีความขนหนืด และมีชั้นไขมันลอยอยูบริเวณผิวหนาซึ่งผลการวิเคราะหองคประกอบของน้ํานึง่ปลาทูนาดังแสดงในตารางท่ี 1-2

8

ตารางท่ี 1-2 ลักษณะของน้ําเสียจากน้ํานึ่งปลาทูนา (pre-cooked wastewater)

Parameter ชวงคาที่วัดได pH 5.53-6.42 COD (mg/L) 45,000-95,000 BOD5 (mg/L) 34,000-65,000 TKN (mg/L) 5,300-9,400 suspended solids (mg/L) 3,200-22,000 oil and grease (mg/L) 11,000-48,000

ท่ีมา: บุญชัย วิจิตรเสถียร (2537) น้ําเสียจากน้ําทิ้งรวม มีลักษณะทางกายภาพคลายคลึงกันในแตละวัน คือมีสีน้ําตาลออน มีกลิ่นคาว มีความเขมขนต่ํากวาน้ํานึ่งปลาทูนา และมีชั้นของไขมันบางๆ ลอยอยูบริเวณผิวหนาซึ่งผลการวิเคราะหองคประกอบของน้ําเสียรวม ดังแสดงในตารางที่ 1-3 ตารางท่ี 1-3 ลักษณะน้ําเสียจากน้ําท้ิงรวม (combined wastewater)

Parameter ชวงคาท่ีวัดได pH 6.19-6.63 COD (mg/L) 6,700-14,000 BOD5 (mg/L) 4,400-12,000 TKN (mg/L) 500-1,800 suspended solids (mg/L) 1,400-4,800 oil and grease (mg/L) 2,300-8,500

ท่ีมา: บุญชัย วิจิตรเสถียร (2537)

9

1.2.4 การบําบัดน้ําเสียดวยวิธีทางชีวภาพแบบไรอากาศ การ บําบัดน้ํ า เสียทางชีวภาพแบบไรอากาศมีขั้นตอนต างๆ ดังแสดงใน

ภาพประกอบ 1-2 ซึ่งจะมีขั้นตอนหลักๆ ดังนี้

ภาพประกอบ 1-2 ลักษณะขั้นตอนของปฏิกิริยาไรออกซิเจน ท่ีมา: ม่ันสิน ตัณฑุลเวศม (2542) อางถึงในกรมโรงงานอุตสาหกรรมและสมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทย (2545)

ก) กระบวนการไฮโดรไลซิส (hydrolysis) กลุมของจุลินทรียท่ีไมตองการออกซิเจนจะยอยสลายสารประกอบอินทรียเชิงซอน (complex organic compounds) ซึ่งมีโมเลกุลขนาดใหญ แบคทีเรียไมสามารถยอยสลายไดทันทีเชน โพลีแซคคาไรด โปรตีน กรดนิวคลีอิก คารโบไฮเดรต และไขมัน ใหเปนสารประกอบ

สารอินทรียที่ไมละลายน้ํา และสารอินทรียที่ซับซอน

สารอินทรีย โมเลกุลขนาดเล็ก

กรดไขมัน กาซไฮโดรเจน

มีเทนและ คารบอนไดออกไซด

ไฮโดรไลซิส

เมทาโนเจเนซสิ

แบคทีเรียสรางมีเทน โดยใชกรดอะเซติก

แบคทีเรียสรางมีเทน โดยใชไฮโดรเจน

คารบอนไดออกไซดคารบอนไดออกไซด

ไฮโดรเจนเนซสิ

อะซิโดเจนเนซสิ แบคทีเรียสรางกรด

กรดฟอรมิก กรดอะเซติก

10

2CH3CH2OH + 2CO2 3CH3COOH (1) ethanol acetic acid CH3CH3COOH + 2H2O CH3COOH + CO2 + 3H2 (2) propionic acid acetic acid CH3CH2CH2COOH + 2H2O 2CH3COOH + 2H2O (3) butyric acid acetic acid

อินทรียที่มีโมเลกุลเล็กลง สามารถละลายน้ําไดโดยอาศัยเอนไซมที่ปลอยมาจากแบคทีเรียชวยเรงใหเกิดการแตกตัวโมเลกุลของอินทรียสารบางชนิดจะถูกดูดซึมเขาสูเซลลของแบคทีเรียไดโดยตรง ซึ่งรูปของสารประกอบอินทรียท่ีมีขนาดเล็กลงเชน กรดอะมิโน น้ําตาล กรดไขมันระเหยงาย โมโนแซคคาไรด โดยอาศัยกลุมแบคทีเรียพวกไมสรางมีเทนท่ีปนเปอนอยูในน้ําเสีย เรียกปฏิกิริยานี้วาไฮโดรไลซิส ขั้นตอนนี้เกิดขึ้นภายนอกเซลลโดยเอนไซมของแบคทีเรียท่ีปลอยมาในขั้นตอนนี้ยังไมมีการลดคาซีโอดี (Malina and Pohland, 1992 อางถึงใน ธนาวัฒน รักกมล, 2549)

ข) กระบวนการสรางกรด (acid formation) สารประกอบอยางงายที่ถูกสรางขึ้นในขั้นตอนของกระบวนการไฮโดรไลซิสจะ

ถูกใชเปนแหลงคารบอนและแหลงพลังงานของจุลินทรียพวก facultative และ obligate anaerobic โดยกระบวนการหมัก (fermentation) ซึ่งจุลินทรียท่ีทําหนาที่สรางกรด (acid formers หรือ non-methanogenic bacteria) จะเปลี่ยนน้ําตาล กรดอะมิโน และกรดไขมัน ใหเปนกรดอินทรีย ซึ่งสวนใหญเปนกรดระเหยงาย (volatile acids) ท่ีมีคารบอนอะตอมไมเกิน 5 ตัว ไดแก กรดอะเซติก (acetic acid) กรดโพรไพโอนิก (propionic acid) และกรดบิวทีริค (butyric acid) สวนผลปฏิกิริยาท่ีอยูใน รูปรีดิวสมีอยูหลายอยาง ทั้งนี้ขึ้นอยูกับชนิดของจุลินทรียและตัวรับอิเลคตรอน เชนจุลินทรียท่ีสรางกรดบางชนิดสามารถใชไฮโดรเจนอิออนเปนตัวรับอิเลคตรอน ทําใหเกิดไฮโดรเจนโมเลกุลขึ้นมา แตผลปฏิกิริยาท่ีอยูในตัวรีดิวสตัวอื่นๆ เชน แอลกอฮอลท่ีมีคารบอนอะตอมไมเกิน 5 ตัว เปนตน ไมเกิดขึ้นหรือเกิดขึ้นเพียงเล็กนอย ถาหากไมมีการสรางไฮโดรเจนโมเลกุล จุลินทรียท่ีสรางกรดเหลานี้ จะใชสารประกอบอินทรียเปนตัวรับอิเลคตรอน ทําใหเกิดปฏิกิริยาท่ีอยูในรูปรีดิวสตัวอื่นๆ เชน เมทานอล (methanol) เอทานอล (ethanol) โพรพานอล (propanal) บิวธานอล (buthanol) หรือกรดแลคติค (lactic acid) เปนตน

นอกจากนี้ จุลินทรียบางชนิดยังสามารถสรางกรดอะเซ ติก กรดฟอรมิกคารบอนไดออกไซดและไฮโดรเจน โมเลกุลท่ีไดจากกรดระเหยงายจะมีขนาดใหญกวากรดอะเซติก หรือผลปฏิกิริยาที่อยูในรูปรีดิวสตัวอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาแรกๆ ดังสมการท่ี 1 2 และ 3

11

เนื่องจากจุลินทรียท่ีสรางไฮโดรเจนสามารถสรางกรดได แตจุลินทรียท่ีสรางกรดไมสามารถจะสรางไฮโดรเจนได ทําใหยากที่จะแยกจุลินทรียท้ัง 2 ชนิดออกจากกันได ดังนั้นจึงจัดใหจุลินทรียท่ีสรางไฮโดรเจนเปนชนิดหนึ่งของจุลินทรียท่ีสรางกรดและเรียกจุลินทรียท้ังสองชนิดนี้รวมกันเปนจุลินทรียท่ีไมผลิตมีเทน (non-methanogenic bacteria) ซึ่งผลปฏิกิริยาสุดทายจากกระบวนการเมแทบอลิซึม (metabolism) ของจุลินทรียจําพวกนี้คือ ไฮโดรเจน คารบอนไดออกไซด กรดอะเซติก และกรดฟอรมิก ถาไมมีการสรางไฮโดรเจนเกิดขึ้น น้ําเสียท่ีผานขั้นตอนนี้ยังคงมีสารอาหาร (substrate) อยูเทาเดิม เหตุท่ีสารอาหารถูกบําบัดออกไปนอยมาก เพราะอิเลคตรอนท่ีอยูในสารอาหารจะถูกสงตอไปยังสารอินทรียที่อยูในน้ําเสีย และเกิดจากการสูญเสียประสิทธิภาพการทํางานของจุลินทรีย (microbial inefficiency) ในระหวางนี้มีการเปลี่ยนแปลงรูปของสารอินทรียเทานั้น อยางไรก็ดีเมื่อมีการสรางไฮโดรเจน อิเลคตรอนท่ีถูกสงผานไปใหกับไฮโดรเจนอิออนทําใหกลายเปนกาซไฮโดรเจนหลุดออกจากตัวกลางระบบ ดังสมการท่ี 4

ในขั้นตอนท่ีจุลินทรียไมผลิตมีเทนนั้น การลดปริมาณสารอินทรียท้ังหมด เกิดจากการผลิตกาซไฮโดรเจน และความไมมีประสิทธิภาพของจุลินทรียในการยอยสลายสารอินทรีย ซึ่งถากาซไฮโดรเจนหลุดออกมาจากตัวกลางระบบแลวพลังงานท่ีมีอยูในถังปฏิกิริยาจะลดลง เปนผลใหคาปริมาณสารอินทรียท้ังหมดของน้ําเสียลดลง ถาไมมีกาซไฮโดรเจนเกิดขึ้นแลวการบําบัดสารอินทรียทั้งหมดจะนอยมาก เนื่องจากในการออกซิเดชันสารประกอบอินทรียอิเลคตรอนท่ีถูกปลอยออกมาจะผานไปยังตัวรับอินทรียซึ่งยังคงอยูในตัวกลาง พลังงานของถังปฏิกิริยาจึงลดลงเล็กนอยเนื่องจากการทํางานของจุลินทรียไมมีประสิทธิภาพเพียงพอ

ค) กระบวนการสรางมีเทน (methane formation, methanogenesis) กรดอินทรียที่เกิดขึ้นจากกระบวนการสรางกรด จะเปนสารอาหารต้ังตนของกลุม

จุลินทรียท่ีตองอยูในสภาวะไรออกซิเจนอิสระ (obligate anaerobic bacteria) เรียกวากลุมจุลินทรียสรางมีเทน (methane former bacteria หรือ methanogenic bacteria) ซึ่งเจริญเติบโตอยางชาๆ ในน้ําเสีย จุลินทรียสรางมีเทนสามารถแบงไดเปน 2 ประเภท ดังนี้ 1) hydrogenotropic methanogenic หรือ hydrogen-utilizing chemolithotrophs มีหนาท่ีเปลี่ยนไฮโดรเจนและคารบอนไดออกไซด ใหเปนมีเทน ดังสมการท่ี 5 2) acetotrophic methanogens อาจเรียกวา acetoclastic bacteria หรือ acetate-splitting bacteria ทําหนาท่ีเปลี่ยนกรดอะเซติกใหเปนมีเทนและคารบอนไดออกไซด ดังสมการที่ 6

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O (5)

2e-+2H+ H2 (4)

12

จุลินทรียที่ทําใหเกิดกาซมีเทนนั้นจะเจริญไมพรอมกัน จุลินทรียกลุมท่ีทําการยอยสลายกรดฟอรมิคและแอลกอฮอลนั้น เจริญไดเร็วกวากลุมอื่น ๆ แตกลุมที่สําคญัคือ จุลินทรียท่ียอยสลายกรดอะเซติกและกรดโพรไพโอนิค กลุมนี้มีการเจริญอยางชา ๆ ระบบบําบัดจะยังไมสมบูรณ จนกวาทุกกลุมของจุลินทรียท่ีทําใหเกิดกาซมีเทน มีพรอมอยูในระบบบําบัดน้ําเสีย ซึ่งเปนผลใหเม่ือมีการเริ่มเลี้ยงจุลินทรีย (start-up) ตองใชเวลานานจากการอยูรวมกันของจุลินทรียสองชนิด คือ ชนิดที่ทําใหเกิดกรดและชนิดท่ีทําใหเกิดกาซมีเทน ในระบบบําบัดน้ําเสียจุลินทรียท้ังสองชนิดจึงตองมีหลายชนิดในปริมาณท่ีใกลเคียงกัน ท้ังนี้เพ่ือพ่ึงพาอาศัยซึ่งกันและกัน เม่ือจุลินทรียท่ีทําใหเกิดกรดทําการยอยสลายสารอินทรียเปนกรดอินทรียชนิดหนึ่งแลวจุลินทรียกลุมที่สรางมีเทนก็จะทําการยอยสลายตอไปเปนกาซมีเทนและกาซคารบอนไดออกไซด

สําหรับกาซมีเทนท่ีจุลินทรียผลิตไดประมาณ 2 ใน 3 สวน ไดมาจากกรดอะเซติกที่แปรเปลี่ยนรูปโดย acetotrophic methanogens สวนท่ีเหลือเปนผลมาจากกระบวนการรีดักชันกาซคารบอนไดออกไซดโดยไฮโดรเจน (Mackie and Bryant, 1981) ซึ่งสอดคลองกับท่ี McCarty (1964) ไดศึกษาและพบวากาซมีเทนท่ีเกิดขึ้นจากการยอยสลายสารอินทรียประมาณรอยละ 72 ไดมาจากกรดอะเซติกและอีกรอยละ 28 ไดมาจากกรดโพรไพโอนิก และกรดระเหยงายอื่นๆ ดังภาพประกอบท่ี 1-3

CH3COOH CH4 + CO2 (6)

13

ภาพประกอบ 1-3 การเปลี่ยนแปลงของสารอินทรียไปเปนกาซมีเทนดวยปฏิกิริยาชีวเคมีแบบไรอากาศ ท่ีมา : McCarty (1964)

1.2.5 แบคทีเรียที่เก่ียวของกับกระบวนการบําบัดแบบไมใชอากาศ แบคทีเรียกลุมท่ีไมสรางกาซมีเทน (non-methanogenic bacteria) แบคทีเรียพวกนี้สวนใหญเปนพวก facultative anaerobic bacteria ซึ่งสามารถ

ดํารงชีวิตอยูไดทั้งในสภาวะแวดลอมที่มีและไมมีอากาศโดยไดรับพลังงานท่ีใชในการเจริญเติบโตจากการยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนกรดไขมันระเหยงาย กรดอินทรีย แอลกอฮอล คารบอนไดออกไซด/ไฮโดรเจน แอมโมเนีย และ ซัลไฟด สามารถเจริญเติบโตไดดีในชวงพีเอช 4.0-6.5 และทนตอการเปลี่ยนแปลงสภาวะแวดลอมไดดี มีอัตราการเจริญเติบโตสูง แบคทีเรียกลุมที่ไมสรางกาซมีเทนแบงไดเปน 2 กลุม ดังนี้

1. แบคทีเรียสรางกรดไขมันระเหยงาย (acidogenic bacteria) ในขั้นตอนการสรางกรดไขมันระเหยงายของกระบวนการไมใชอากาศ กรดจะ

ผลิตขึ้นโดยแบคทีเรียชนิด obligate anaerobic มากกวาชนิด facultative anaerobic เพราะแบคทีเรียพวกนี้มีจํานวนมากกวา จึงมีบทบาทในการสรางกรดไขมันระเหยงายก็คือกลุม clostridium ซึ่งมี เมแทบอลิซึมหลายแบบจึงสามารถใชสารอาหารทั้งที่เปนพวกแปงหรือโปรตีนได ผลปฏิกิริยาท่ีได

Complex Waste

Proplonic Acid

TCOD 100% 15% 65%

15% 13%

35%

Other Intermediates

17%

72%

20%

Acetic Acid

15%

CH4

14

มีหลากหลายชนิดเชน กรดฟอรมิก กรดอะเซติก กรดโพรพิโอนิก กรดบิวไทริก กาซคารบอนไดออกไซด กาซไฮโดรเจน เอทานอล อะซิโตน เปนตน นอกจากนี้ยังมีแบคทีเรียกลุม propionibacterium ท่ีผลิตกรดโพรพิโอนิก และกรดอะเซติกจากกรดแลกติก (Fenchel and Finlay, 1995 และ Madigan et al., 1997) 2. แบคทีเรียสรางกรดอะเซติก (acetogenic bacteria)

แบคทีเรียกลุมนี้ เปนพวกยอยสลายสารอินทรียที่ไดจากการยอยสลายในกระบวนการ hydrolysis และ acidogenesis แลวใหกรดอะเซติกเปนผลผลิต สามารถแบงไดเปน 2 กลุมยอย คือ

ก) hydrogen producing acetogenic bacteria แบคทีเรียในกลุมนี้ทําหนาท่ียอยสลายสารอินทรียท่ีไดจากการยอยสลายสารอินทรียใน

ขั้นตอน hydrolysis ซึ่งไดแก แอลกอฮอล และกรดอินทรีย ท่ีมีคารบอนเปนสวนประกอบหลายตัวแลวไดกรดอะเซติกและไฮโดรเจนหรือกรดอะเซติกคารบอนไดออกไซดและไฮโดรเจนเปนผลิตภัณฑการยอยสลายเอทธานอล โพรพิโอนิก และบิวไทริกไดเปนกรดอะเซติกโดย acetogenic bacteria

ข) homoacetogenic bacteria แบคทีเรียในกลุมนี้ เปนพวก autotroph และ heterotroph ขึ้นอยูกับการใช

สารอาหารในกรณีพวก autotroph ไดแก แบคทีเรียท่ีใชสารประกอบท่ีมีคารบอน 1 อะตอม (คารบอนไดออกไซด/ไฮโดรเจน) ในการเจริญเติบโตไดผลิตภัณฑสุดทายเปนอะเซเตทสวนพวก heterotroph ไดแกแบคทีเรียท่ีใชสารประกอบท่ีมีคารบอนหลายอะตอมในการเจริญเติบโตผลิตภัณฑท่ีไดมีท้ังบิวไทเรทและอะเซเตทซึ่งเปนสารตัวกลางท่ีสําคัญในการผลิตกาซมีเทน

แบคทีเรียกลุมท่ีสรางมีเทน (methanogenesis bacteria) แบคทีเรียท่ีผลิตกาซมีเทนจะเปน obligate anaerobic bacteria (ท่ีไมอาจทนตอออกซิเจนไดแมในปริมาณเพียงเล็กนอย) จัดอยูในกลุมของแบคทีเรียชนิดคีโมเฮเทโรโทรพแบคทีเรียพวกนี้จะเจริญเติบโตชาและเลือกชนิดของอาหารมากแบคทีเรียกลุมนี้สามารถจําแนกออกไดเปน 3 ชนิด ตามชนิดของสารอาหารท่ีใชไดแก

1. เมทาโนเจนท่ีบริโภคเฉพาะอะเซเตท (obligate acetoclastic methanogen) เปนแบคทีเรียสรางมีเทนท่ีใชกรดอะเซติกเปนแหลงพลังงาน

2. เมทาโนเจนที่บริโภคเฉพาะไฮโดรเจน (obligate hydrogenotrophic methanogen หรือ hydrogen utilizer) เปนแบคทีเรียที่ใชกาซไฮโดรเจนในการผลิตกาซมีเทนโดยใชคารบอนไดออกไซดเปนแหลงคารบอน

15

นอกจากกาซไฮโดรเจนแลว แบคทีเรียชนิดนี้ยังสามารถใชกรดฟอรมิกเปนแหลงอาหารเพียงอยางเดียวได เพราะกรดฟอรมิกสามารถแตกตัวเปนไฮโดรเจนและคารบอนไดออกไซดได

3. เมทาโนเจนท่ีบริโภคไดท้ังไฮโดรเจนและอะเซเตท (hydrogenotrophic/acetoclastic methanogen) เปนแบคทีเรียท่ีสรางมีเทนไดทั้งจากกรดอะเซติก หรือ กาซไฮโดรเจน แตใชไฮโดรเจนไดดีกวา (กรมควบคุมมลพิษ, 2546) 1.2.6 ถังปฏิกรณแบบไรอากาศ - ถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบี (Upflow Anaerobic Sludge Blanket: UASB) ถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบี มีทิศทางการไหลของน้ําเสียจากดานลางขึ้นดานบนโดยไมใชตัวกลาง แตแบคทีเรียจะถูกเลี้ยงใหจับตัวกันเปนเม็ดขนาดใหญ จนกระท่ังมีน้ําหนักมากและสามารถตกตะกอนไดดี เม็ดสลัดจขนาดใหญจะจมตัวอยูขางลางสวนเม็ดขนาดเล็กจะอยูขางบน เม็ดเล็กที่สุดจะลอยตัวอยูเปนชั้นสลัดจ เม็ดบางสวนอาจหลุดขึ้นถึงตอนบนของถัง แตตอนบนของระบบยูเอเอสบีมีอุปกรณท่ีคลายถังตกตะกอนมีหนาท่ีแยกเม็ดตะกอนขนาดเล็กและกาซชีวภาพออกจากน้ําเรียกวา GSS (gas solids separator หรือ ระบบแยกกาซและของแข็งแขวนลอยออกจากน้ํา) กาซจะถูกเก็บรวบรวมไปใชและเม็ดตะกอนถูกสงกลับลงไปในถัง การเลี้ยงแบคทีเรียไมใชอากาศใหสามารถจับตัวกันเปนเม็ดใหญนั้นเปนเร่ืองยาก ผูใชระบบนี้จึงมีเทคนิคตางๆในการทําใหเกิดเม็ดตะกอนที่จับกันเปนชั้นสลัดจภายในถังปฏิกิริยาและถือเปนความรูเฉพาะดวย จุดออนของระบบนี้คือการสรางชั้นสลัดจเปนเรื่องยาก และอาจถือไดวาเปนเรื่องไมธรรมดาเนื่องจากธรรมชาติของแบคทีเรียไมใชอากาศไมมีนิสัยเกาะจับกันเปนกลุมฟล็อค (กรมควบคุมมลพิษ, 2546) การพัฒนากระบวนการผลิตมีเทนโดยอาศัยถังปฏิกรณยูเอเอสบี ซึ่งถังปฏิกรณนี้ถูกผลิตขึ้นครั้งแรกโดย Lettinga และทีมงานเปนผูพัฒนาสําหรับใชในการบําบัดน้ําเสียที่มีความสกปรกสูงจากอุตสาหกรรมผลิตอาหาร (Lettinga, 1995) ยูเอเอสบีเปนระบบท่ีใชในการยอยสลายสารอินทรียวัตถุ ภายใตสภาวะไรอากาศท่ีประกอบดวยถังเดียว โดยน้ําเสียจะถูกสงผานจากทางดานลางของถังปฏิกรณและไหลออกทางดานบนของถังปฏิกรณ (ภาพประกอบ 1-4) โดยจะเกิดการยอยสลายของสารอินทรียขึ้นภายในถังบําบัดและมีการผลิตกาซมีเทนเกิดขึ้นมา (Borja et al., 1996 และ Rajeshwari et al., 2000) ระบบยูเอเอสบีถูกนําไปใชอยางแพรหลายโดยประสบความสําเร็จในการบําบัดน้ําเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมอาหาร เนื่องจากเปนระบบที่ไมตองใชพลังงานสูงเพ่ือเติมอากาศใหกับน้ําเสียนอกจากนี้ยังเปนระบบที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตกาซมีเทนสําหรับการใชถังยูเอเอสบีแบบขัน้ตอนเดียว พบวาสามารถกําจัดซีโอดีไดอยางมีประสิทธิภาพและสามารถรองรับ

16

ภาระสารอินทรียในอัตราท่ีสูง นอกจากนี้ระบบยังทํางานไดท่ีอุณหภูมิตํ่า เปนระบบท่ีสามารถกําจัดสารอินทรียท่ีไมละลายน้ําซึ่งปนเปอนอยูในน้ําเสียไดโดยประสิทธิภาพในการบําบัดน้ําเสียของระบบยูเอเอสบี พบวาสามารถลดคาบีโอดีท่ีอยูในชวง 5,000-15,000 มิลลิกรัมตอลิตรไดรอยละ 75-85 โดยระบบใชเวลาเก็บกัก 4-12 ชั่วโมง ในขณะท่ีขอไดเปรียบของระบบนี้คือ สามารถทนตอการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดลอมในระบบ ไดแก อุณหภูม ิพีเอช และการเปลี่ยนแปลงความเขมขนของสารอินทรียในน้ําเสียท่ีเกิดขึ้นอยางกะทันหัน (shock load) ได (Gray, 1981)

ภาพประกอบ 1-4 ลักษณะของถังปฏิกรณไรอากาศแบบยูเอเอสบี Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB) - ถังปฏิกรณแบบยูเอฟเอเอฟ (Upflow Anaerobic Filter: UFAF) ลักษณะท่ัวไปของถังปฏิกรณแบบยูเอฟเอเอฟหรือถังกรองแบบไรอากาศ มีสวนประกอบท่ีสําคัญคือ ถังมีลักษณะคลายถังกรองแตบรรจุภายในดวยหินขนาด 1.5-2.0 นิ้ว หรืออาจใชตัวกลางเปนพลาสติกแทนก็ได น้ําเสียจะไหลจากขางลางขึ้นขางบน ลักษณะเชนนี้จะทําใหน้ําทวมตัวกลางอยูตลอดเวลา ทําใหแบคทีเรียสวนใหญถูกจับอยูภายในตัวกรองน้ําท่ีไหลออกมาจะ

17

มีความใสโดยไมตองใชถังตกตะกอนตางหาก โดยท่ัวไปถังกรองไมใชอากาศมีขนาดเล็กกวาถังยอยแบบธรรมดา เพราะมีอัตราการบําบัดสูงกวา (ใชเวลากักน้ําตํ่ากวา) อยางไรก็ตามถังกรองแบบไมใชอากาศมีจุดออนท่ีตองแกไขคือ ตองหาวิธีการกระจายน้ําเสียใหไหลเขาถังกรองไดอยางสมํ่าเสมอ เร่ืองการอุดตันก็เปนปญหาเหมือนกัน แตสามารถแกไขหรือบรรเทาลงไดโดยการกําจัดของแข็งแขวนลอยออกจากน้ําเสียกอนเขาถังกรองแบบไมใชอากาศเชน ใหมีการตกตะกอนน้ําเสียกอนจะสงเขาระบบ ถังไมใชอากาศแบบนี้มีจะดีมาก เนื่องจากมีความสามารถในการเก็บกักเซลลแบคทีเรียไดดีกวาทําใหมีความเปนไปไดในการบําบัดน้ําเสียท่ีมีบีโอดีต่ํา (กรมควบคุมมลพิษ, 2546) - ถังปฏิกรณแบบปด (digester) ระบบนี้เปนระบบที่ใชกันแพรหลายในการยอยสลายสลัดจจากระบบเอเอสระบบประกอบดวยถังปฏิกรณซึ่งสวนใหญเปนคอนกรีตมีฝาปดเพ่ือเก็บความรอน กลิ่น และกาซ บนฝามีทางระบายกาซท่ีเกิดขึ้น ระบบถังยอยมี 2 แบบคือ ถังยอยชนิดอัตรากําจัดตํ่า (low rate anaerobic digester) เปนถังยอยท่ีไมมีการกวนสลัดจและไมปรับอุณหภูมิ ปฏิกิริยาท่ีเกิดขึ้นในถังจึงชาและไมท่ัวถึง และถังยอยชนิดอัตรากําจัดสูง (high rate anaerobic digester) ซึ่งเปนถังแบบท่ีมีการกวนและมีการปรับอุณหภูมิปฏิกิริยาการยอยสารอินทรียจะเกิดขึ้นไดดีกวาแบบแรกเนื่องจากจุลนิทรียสัมผัสกับของเสียไดท่ัวถึงย่ิงขึ้น ระบบถังหมักทั้ง 2 ชนิดไมมีการนําจุลินทรียกลับมาใชอีก เนื่องจากการเจริญเติบโตของจุลินทรียชนิดไมใชออกซิเจนนั้นชามาก (กรมโรงงานและสมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทย, 2545)

- ถังปฏิกรณแบบซีเอสทีอาร (Continuous Stirred Tank Reactor: CSTR) ระบบถังกวนสมบูรณเเบบไมใชอากาศ (CSTR) เปนการเรียกตามลักษณะของ

สสารที่อยูภายในถังซึ่งมีความเขมขนของสารละลายเทากันทุกจุด (completely mixed) ถังปฏิกรณเเบบนี้ถือเปนถังปฏิกรณอุดมคติ (ideal reactor) เเบบหนึ่งเเละเปนระบบบําบัดน้ําเสียเเบบไมใชอากาศที่เกาเเกท่ีสุดประเภทหนึ่งดวย โดยถังกวนสมบูรณนี้ถูกพัฒนาขึ้นมาจากถังยอยสลัดจซึ่งเปน conventional anaerobic digester ท่ีมีประสิทธิภาพตํ่า เนื่องจากการกวนผสมไมดี ทําใหระยะเวลายอยสลายยาวนาน จึงไดมีการพัฒนาเพ่ือเพิ่มประสิทธิภาพการสัมผัสกันของสารอาหารในน้ําเสียเเละจากถังยอยสลัดจ (septic tank) โดยมีการติดตั้งใบกวน เชน เเบบ paddle แบบสกรู (screw) หรือ ใช gas diffuser ในการกวนผสม เพ่ือใหจุลินทรียและสารอาหารในถังปฏิกรณมีการสัมผัสกันมากขึ้น ซึ่งจะทําใหประสิทธิภาพในการยอยสลายสารอินทรียในน้ําเสียดีขึ้น (ศูนยประสานงานโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพ, 2551)

18

1.2.7 กระบวนการของระบบไรอากาศแบบสองข้ันตอน ขั้นตอนการยอยสลายสารอินทรียโดยกระบวนการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศมีอยู 2 ขั้นตอนคือ ขั้นตอนท่ียอยสลายแลวทําใหไดกรดและขั้นตอนการยอยสลายแลวทําใหไดกาซมีเทน อัตราการยอยสลายในขั้นท่ีทําใหเกิดกาซมีเทนจะชามาก เมื่อเปรียบเทียบกับขั้นตอนการยอยสลายท่ีทําใหเกิดกรด ดังนั้นในระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศโดยท่ัวไปซึ่งเปนแบบขั้นตอนเดียวหรือใชถังปฏิกิริยาเพียงถังเดียว ปฏิกิริยาชีวเคมีท้ัง 2 ขั้นตอนจะเกิดขึ้นในถังปฏิกิริยาพรอม ๆ กัน ปฏิกิริยาชีวเคมีของการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศ จึงถูกควบคุมดวยขั้นตอนยอยสลายท่ีทําใหเกิดกาซมีเทนโดยในทางปฏิบัติท่ีกระทํากันคือ การควบคุมสภาวะใหเหมาะสมกับการทํางานของ จุลินทรียท่ีสรางมีเทนโดยการควบคุมอัตราการปอนน้ําเสียไมใหสูงเกินไป เพ่ือใหจุลินทรียที่สรางมีเทนสามารถใชกรดอินทรียท่ีเกิดจากขั้นตอนการยอยสลายท่ีทําใหเกิดกรดไดทัน เพราะถาอัตราการปอนน้ําเสียสูงเกินไป จะทําใหกรดอินทรียซึ่งเปนผลผลิตจากขั้นตอนการยอยสลายท่ีทําใหเกิดกรดเกิดขึ้นมากเกินท่ีจะนําไปใชไดทัน การสะสมของกรดนี้ก็จะไประงับการเจริญเติบโตของ จุลินทรียในขั้นตอนการผลิตกาซมีเทนทําใหไมสามารถเกิดขั้นตอนการยอยสลายในขั้นตอนที่สองไดเรียกวา stuck digestion ทําใหการทํางานของระบบลมเหลวในที่สุด

ดังนั้นการใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอน เปนอีกทางเลือกหนึ่งที่สามารถแกไขปญหาการทํางานของจุลินทรียที่ผลิตกรดและผลิตกาซมีเทนได เพราะเปนการแยกการทํางานของจุลินทรียเปน 2 ถัง โดยถังแรกจะถูกควบคุมใหเกิดกระบวนการยอยสลายท่ีทําใหเกิดกรดซึ่งจะเรียกถังปฏิกรณนี้วา ถังปฏิกรณสรางกรด และถังที่สองจะควบคุมใหเกิดกระบวนการยอยสลายท่ีทําใหเกิดมีเทนซึ่งจะเรียกถังปฏิกรณนี้วา ถังปฏิกรณสรางมีเทน ซึ่งจะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทํางานของระบบใหสูงขึ้น ท้ังนี้เนื่องจากจุลินทรียสรางกรดและจุลินทรียสรางมีเทนในถังปฏิกรณจะถูกแยกออกจากกัน ทําใหสามารถควบคุมสภาวะแวดลอมท่ีเหมาะสมตอการทํางานของจุลินทรียแตละชนิดได ในการศึกษาท่ีผานมา พบวาไมสามารถท่ีจะแยกจุลินทรียทั้งสองชนิดออกจากกันไดอยางเด็ดขาด เพราะจุลินทรียท่ีสรางมีเทนจะใชกาซไฮโดรเจนซึ่งเปนผลผลิตจากปฏิกิริยาสรางกรดมาเปนสารต้ังตน

โดยในการบําบัดน้ําเสียแบบนี้ น้ําเสียจะถูกปอนเขาสูถังปฏิกรณสรางกรดกอน จากนั้นน้ําออกจากถังปฏิกรณสรางกรด จะปอนเขาสูถังปฏิกรณสรางมีเทน เพ่ือบําบัดสารอินทรียและผลิตกาซมีเทนตอไป โดยปกติถังปฏิกรณสรางมีเทนจะมีขนาดใหญกวาถังปฏิกรณสรางกรด เนื่องจากปฏิกิริยาชีวเคมีในขั้นตอนการยอยสลาย ท่ีทําใหเกิดกาซมีเทนจะชากวาปฏิกิริยาชีวเคมีในขั้นตอนยอยสลายท่ีทําใหเกิดกรด (ธนาวัฒน รักกมล, 2549)

19

Tanaka and Matsuo (1985) และ Ghosh et al. (1975) อางถึงใน ธนาวัฒน รักกมล (2549) ไดอธิบายขอดีของระบบไรอากาศแบบสองขั้นตอนไวดังนี้

1. ระบบสามารถปรับสภาพภายในถังหมักใหเหมาะสมกับจุลินทรียแตละกลุม ซึ่งสงผลดีตอการยอยสลายสารอินทรีย

2. สามารถยอยสลายสารอินทรียท่ีมีองคประกอบซับซอน ยอยสลายยากไดเร็ว เชน พวกไขมัน โปรตีน เปนตน

3. มีผลผลิตปริมาณกาซมีเทนมากขึ้น 4. ชวยลดความเปนพิษของสารยับย้ังในปฏิกิริยาการสรางกาซมีเทน อยางไรก็ตาม Ghosh et al. (1975) อางถึงใน ธนาวัฒน รักกมล (2549) ไดอธิบาย

ขอเสียของระบบไรอากาศแบบสองขั้นตอนไวคือ เปนระบบท่ีตองอาศัยความรูความชํานาญในการควบคุมดูแลระบบเปนอยางมาก และเปนระบบท่ีมีความสามารถในการบําบัดไดประสิทธิภาพท่ีสูง รายละเอียดดังแสดงในตารางที่ 1-4

- เปรียบเทียบการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวและสองข้ันตอน Ghosh and Henry (1981) อางถึงใน ธนาวัฒน รักกมล (2549) ทําการเปรียบเทียบ

ระบบถังหมักไรอากาศแบบขั้นตอนเดียวและแบบสองขั้นตอน พบวาระบบถังหมักไรอากาศแบบสองขั้นตอนมีประสิทธิภาพในการลดสารอินทรียไดสูงกวา ระยะเวลาเก็บกัก (Hydraulic Retention Time : HRT) ตํ่ากวาและน้ําเสียท่ีเติมเขาระบบมีความเขมขนสูงกวาเม่ือเปรียบเทียบกับระบบถังหมักไรอากาศแบบขั้นตอนเดียว รายละเอียดดังแสดงในตารางท่ี 1-5

สุเมธ ชวเดช (2540) ทําการศึกษาระบบหมักแบบสองขั้นตอน อะเคื้อ บุญญศิริ (2537) ทําการศึกษาระบบหมักแบบขั้นตอนเดียวในการบําบัดน้ําเสียกากสาดังตารางท่ี 1-6 ซึ่งเปรียบเทียบประสิทธิภาพการทํางานของระบบหมัก UFAF-UASB แบบสองขั้นตอนกับระบบหมัก UASB แบบขั้นตอนเดียวสามารถสรุปไดดังนี้

-ระบบหมักแบบสองขั้นตอนมีระยะเวลาเก็บกักสั้นคือ 3.6 วัน และเมื่อเปรียบเทียบกับระบบหมักแบบขั้นตอนเดียวซึ่งมีระยะเวลาเก็บกักนานกวา คือ 8.1 วัน

-ระบบหมักแบบสองขั้นตอนมีประสิทธิภาพการผลิตกาซชีวภาพ (ลูกบาศกเมตร/ลูกบาศกเมตร/วัน) สูงกวาระบบหมักแบบขั้นตอนเดียวประมาณ 4 เทา

-ระบบหมักแบบสองขัน้ตอนมีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสูงสุดใกลเคียงกัน -ประสิทธิภาพการบําบัดสารอินทรียของระบบถังหมักท้ัง 2 ถังมีคาใกลเคียงกัน

โดยถังหมักแบบสองขั้นตอนมีประสิทธิภาพการบําบัดสารอินทรียรอยละ 47.5 สวนระบบหมักแบบขั้นตอนเดียวมีประสิทธิภาพการบําบัดรอยละ 44

20

ตารางท่ี 1-4 ประสิทธิการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอน

วิธีการบําบัด น้ําเสียที่ใชบําบัด ประสิทธิภาพการบําบัด อางอิง ระบบ CSTR ทั้ง 2 ถัง น้ําเสียโรงงาน

สกัดน้ํามันปาลม บําบัด TCOD ไดรอยละ 85.0 ที่ระยะเวลาเก็บกัก 1.0 และ 30.0 วัน ของถังผลิตกรดและกาซ ตามลําดับ

Wong et al. (1985) อางถึงใน ธนาวัฒน รักกมล (2549)

ระบบ CSTR และ AF น้ําเสียโรงงานผลิตเครื่องด่ืม

บําบัด TCOD ไดรอยละ 96.0 ที่ระยะเวลาเก็บกัก 96 ชม.

Ghosh et al. (1985)

ระบบ CSTR และ UFAF น้ําเสียโรงงานผลิตภัณฑนม

บําบัด TCOD ไดรอยละ 92.0 ที่ระยะเวลาเก็บกัก 1.0 และ 3.4 วัน ของถังผลิตกรดและกาซ ตามลําดับ

Tanaka and Matsuo (1985)

ระบบ CSTR และ UFAF น้ําเสียโรงงานผลิตกาแฟผงสําเร็จรูป

บําบัด TCOD ไดรอยละ 78.0 ที่ระยะเวลาเก็บกักรวมทั้งระบบ เทากับ 24 ชม.

McDougall et al. (1993)

ระบบ CSTR และ UFAF น้ําเสยีโรงงานผลิตกระดาษ

บําบัด TCOD ไดรอยละ 90.0 ที่ระยะเวลาเก็บกัก 5.0 และ 16 ชม. ของถังผลิตกรดและกาซ ตามลําดับ

Vinas (1993)

ระบบ CSTR และ AFB น้ําเสียโรงงานผลิตน้ําตาล

บําบัด TCOD ไดรอยละ 96.0 ที่ระยะเวลาเก็บกัก 3.4 และ 6.8 ชม. ของถังผลิตกรดและกาซ ตามลําดับ

Romli et al. (1994)

ระบบ UASB ทั้ง 2 ถัง น้ําเสียโรงงาน สกัดน้ํามันปาลม

บําบัด TCOD ไดรอยละ 91.7 ที่ระยะเวลาเก็บกักรวม 0.9 วัน

Borja et al. (1996)

ระบบ CSTR และ UFAF น้ําเสียโรงงาน ผลิตนม

บําบัด TCOD ไดรอยละ 90.0 ที่ระยะเวลาเก็บกัก 0.5 และ 1.6 วัน ของถังผลิตกรดและกาซ ตามลําดับ

Ince (1998)

- การศึกษาประสิทธิภาพการทํางานของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสอง

ข้ันตอน การใชถังปฏิกรณชนิดซีเอสทีอาร (CSTR) ขนาด 200 ลิตร รวมกับถังปฏิกรณชนิด

ยูเอฟเอเอฟ (UFAF) ขนาด 50 ลิตรไดนําไปใชในการบําบัดน้ําเสียจากครัวเรือนท่ีมีสารอินทรียปนเปอนอยูโดยใชเวลาในการเดินระบบนาน 5 เดือน พบวาถังปฏิกรณชนิดซีเอสทีอารมีอัตราการปอนสารอินทรียเทากับ 9.8 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ในขณะท่ีระยะเวลาเก็บกักถูกรักษา

21

ไวท่ี 24 วัน พบวาสามารถลดปริมาณซีโอดีไดรอยละ68 และมีการผลิตกาซชีวภาพเกิดขึ้นเทากับ 4.0 ลูกบาศกเมตร/วัน ในขณะท่ีถังปฏิกรณชนิดยูเอฟเอเอฟใชระยะเวลาในการเก็บกักน้ําเสียเปนเวลา 6 วัน พบวาสามารถลดปริมาณซีโอดีไดเทากับรอยละ 38 และมีการผลิตกาซชีวภาพเกิดขึ้นเทากับ 1.8 ลูกบาศกเมตร/วัน สําหรับประสิทธิภาพของการใชระบบท้ังสองรวมกัน พบวามีประสิทธิภาพในการยอยสลายไดเทากันรอยละ 80 (Held et al., 2002) รายละเอียดดังแสดงในตารางท่ี 1-7 ตารางท่ี 1-5 เปรียบเทียบการทํางานของถังหมักไรอากาศแบบขั้นตอนเดียวและแบบสองขั้นตอนในการบําบัดน้ําเสียของอุตสาหกรรมผลิตเครื่องด่ืม

พารามิเตอร ถังหมักแบบขั้นตอนเดียว

ถังหมักแบบสองขั้นตอน

อัตราบรรทุกสารอินทรีย (kg VS/m3-d) 0.64 4.80 ระยะเวลาเก็บกัก (d) 15.0 7.4 ประสิทธิภาพการผลิตกาซ (m3/kg of VS degraded removed)

0.37 0.37

อัตราการผลิตกาซ (m3/m3-d) - CH4 61 63 - H2 0 3 ประสิทธิภาพการลด VS (%) 72 64 ประสิทธิภาพการลด TCOD (%) 84 96 สัดสวนของกาซมีเทน (%) 76 75

ท่ีมา : Ghosh and Henry (1981) อางถึงใน ธนาวัฒน รักกมล (2549)

22

ตารางท่ี 1-6 เปรียบเทียบการทํางานของถังหมัก UASB แบบขั้นตอนเดียวและ UFAF-UASB แบบสองขั้นตอนในการบําบัดน้ําเสียกากสา

ระบบแบบสองข้ันตอนที่ (55OC)

รายการ ถังหมักกรด ถังหมักมีเทน ทั้งระบบ

ระบบแบบข้ันตอนเดียวที่

(55OC) ถังหมัก ตัวกลางกรอง UASB - UASB ปริมาตรใชงาน (m3) 0.0068 0.0360 0.0418 0.0350 ความเขมขนของสารอินทรีย (mg/L) 60,000 33,100 60,000 113,280 อุณหภูมิ (OC) 55 55 55 55 อัตราบรรทุกสารอินทรีย (kgCOD/m3-d) 143.70 24.70 11.00 10.10 ระยะเวลาเก็บกัก (d) 13.6 h 3.0 3.6 8.1 อัตราสวนการรีไซเคิล - - 1:1 1:1 ปริมาณกรดอินทรียในน้ํากากสา ในน้ําออก (mg/L)

4250

2580

2580

490

ประสิทธิภาพการลดสารอินทรีย (%) 25.20 8.00 47.50 44.00 ประสิทธิภาพการผลิตกาซ (m3/kgCOD degraded removed)

0.230

3.470

3.700

0.225

อัตราการผลิตกาซ (m3/m3-d) 3.640 0.560 4.200 1.003 สัดสวนของกาซมีเทนและอ่ืนๆ (%) 9.40 65.00 33.40 61.00 หมายเหต ุ: อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสูงสุดของระบบหมักยังมีเสถียรภาพของระบบดีอยู ท่ีมา : สุเมธ ชวเดช (2540) และอะเคือ้ บุญญศิริ (2537)

23

ตารางท่ี 1-7 กระบวนการและขอมูลการทํางานของระบบบําบัดแบบไรอากาศสองขั้นตอนของของเสียอินทรียในถังปฏิกรณซีเอสทีอาร ขนาด 200 ลิตร และถังปฏิกรณยูเอฟเอเอฟ ขนาด 50 ลิตร

พารามิเตอร CSTR UFAF อัตราบรรทุกสารอินทรีย (kg COD/m3-day) 9.8 12.2 การลดลงของซีโอดี (%) 67.7 37.5 การสลายตัวของVS (%) 63.5 44.0 Biogas yield (L/kg VS degraded removed) 1105 504 Biogas production (m3/m3-day) 3.99 1.8 ระยะเวลาการเก็บกักน้ําเสีย (day) 24 6.2 ปริมาณกาซมีเทน (%) 47 61 VFA (mg/L) 180 3 TKN ในน้ําออก (kg/m3) 2.61 2.56 NH4-N ในน้ําออก (kg/m3) 1.81 2.05 Free NH3 (kg/m3) 0.03 0.02 pH 7.0 6.8 อุณหภูม ิ(องศาเซลเซียส) 40 40

ท่ีมา : Held et al. (2002)

-เปรียบเทียบประสิทธิภาพในการบําบัดน้ําเสียแบบข้ันตอนเดียวและแบบสองข้ันตอนในหองปฏิบัติการกับการบําบัดน้ําเสียท่ีใชงานจริง

สุเมธ ชวเดช (2540) ทําการศึกษาระบบหมักแบบสองขั้นตอนในหองปฏิบัติการ สวน Chavadej and Chattrakoon (1991) (อางถึงใน สุเมธ ชวเดช, 2540) ทําการศึกษาขอมูลของระบบหมัก UASB ขนาดอุตสาหกรรมท่ีใชงานจริงในโรงงานผลิตสุราจังหวัดฉะเชิงเทรา บุรีรัมย และอุตรดิตถ ซึ่งเปนน้ําเสียจากกากสาเชนกัน โดยหมักท่ีอุณหภูมิหอง ซึ่งอุณหภูมิน้ํากากสาเฉลี่ยในถังหมักเทากับ 30 องศาเซลเซียส ดังตารางท่ี 1-8

24

ตารางท่ี 1-8 เปรียบเทียบการทํางานของระบบหมัก UASB ขนาดอุตสาหกรรมท่ีใชงานจริงกับระบบหมัก UASB ในการบําบัดน้ํากากสาในหองปฏิบัติการ

รายการ ระบบหมักในหองปฏิบัติการ ระบบหมักท่ีใชงานจริง

ถังหมัก - ถังหมักกรด, ขนาดถัง (m3) - ถังหมักมีเทน, ขนาดถัง (m3)

UFAF, 0.0068 UASB, 0.035

ถังตกตะกอน, 450 UASB, 3,000

ความเขมขนของสารอินทรีย (mg/L) 58,000-66,000 51,000-61,000 อุณหภูม ิ(OC) 55 อุณหภูมิหอง อัตราบรรทุกสารอินทรีย (kgCOD/m3-d) 6.4-10.0 2.6-4.2 ระยะเวลาเก็บกัก (d) 3.6-9.1 14-22 ปริมาณกรดอินทรียในนํ้ากากสา ในน้ําทิ้ง (mg/L)

990-3,000

100-950

ประสิทธิภาพการลดสารอินทรีย (%) 47-56 50-65 ประสิทธิภาพการผลิตกาซ (m3/kgCOD degraded removed)

2.30-2.60

0.26-0.68

สัดสวนของกาซมีเทนและอ่ืนๆ (%) 65-70 61-70 หมายเหต ุ: ระบบหมักสองข้ันตอนทดลองใชในโรงงานผลิตสุราจังหวัดฉะเชิงเทรา บุรีรัมยและ อุตรดิตถ ท่ีมา : สุเมธ ชวเดช (2540)

-อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียของระบบหมักในหองปฏิบัติการอยูในชวง 6.4-10.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ซึ่งสูงกวาอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียของระบบหมักท่ีใชงานจริงในอุตสาหกรรมที่มีคาอยูในชวง 2.6-4.2 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน

-ประสิทธิภาพการบําบัดสารอินทรียของระบบหมักในหองปฏิบัติการคือ รอยละ 47-56 ซึ่งใกลเคียงกับประสิทธิภาพการบําบัดสารอินทรียของระบบหมักท่ีใชงานจริงในอุตสาหกรรม คือ รอยละ 50-65

-ระบบหมักท่ีใชงานจริงในอุตสาหกรรมมีระยะเวลาเก็บกักยาวนานถึง 14.0-22.0 วัน ในขณะที่ระบบหมักในหองปฏิบัติการมีระยะเวลาเก็บกักท่ีสั้นกวา คือเพียง 3.6-9.1 วัน

-ประสิทธิภาพการผลิตกาซชีวภาพของระบบหมักท่ีใชงานจริงในอุตสาหกรรมมีคาตํ่ากวาระบบหมักในหองปฏิบัติการแตองคประกอบของกาซมีเทนที่ผลิตไดจากถังหมักมีเทนมีคาใกลเคียงกัน คือ ประมาณรอยละ 65-70

25

1.2.8 ถังปฏิกรณสําหรับระบบไรอากาศสองข้ันตอน - ถังปฏิกรณสรางกรดแบบไรอากาศ

ถังปฏิกรณสรางกรดชวยปองกันถังปฏิกรณสรางมีเทนจากสภาวะท่ีจะกอใหเกิดอันตรายตอแบคทีเรียสรางมีเทนเชน การเพ่ิมภาระของระบบอยางกะทันหัน การมีสารพิษเขาสูระบบหรือจากสภาวะท่ีแปรปรวนตางๆ (Ghosh et al., 1975; Bull et al., 1984; Lettinga, 1991; Shin et al., 1992 และ Malasopina et al., 1996 อางถึงใน เนตรนภา ศรุตวราพงศ และ ม่ันสิน ตัณฑุลเวศม, 2540) ทําใหระบบสามารถรับภาระบรรทุกอินทรียสูงขึ้นไดซึ่งเปนผลมาจากโอกาสท่ีจะเกิดเหตุการณท่ีเปนอันตรายตอถังปฏิกรณสรางมีเทนนอยลงและน้ําเสียยังถูกยอยใหเปนสารอินทรียท่ียอยสลายงาย เชน พวกกรดไขมันระเหยงาย

นอกจากนี้ถังปฏิกรณสรางกรดยังชวยปองกันผลเสียอันเนื่องมาจากอนุภาคแขวนลอยเขาไปในระบบซึ่ง Lettinga et al. (1991) ไดกลาวไววา การมีอนุภาคแขวนลอยปริมาณสูงในน้ํ า เสี ย มีผลตอก ารทํางานของระบบโดยจะขัดขวางการรวมตัวของ เ ม็ดตะกอน จุลินทรียทําใหการเจริญเติบโตของเม็ดตะกอนจุลินทรียชาและการรวมตัวของเม็ดตะกอนไมแข็งแรง กรณีอนุภาคแขวนลอยยอยสลายยากและสะสมในชั้นตะกอนจุลินทรีย ทําใหการทํางานของแบคทีเรียสรางมีเทนโดยปริมาตรลดลง ถาอนุภาคแขวนลอยติดอยูในชั้นตะกอนจุลินทรียเปนเวลานาน อาจเกิดการหลุดออกของตะกอนจุลินทรียท้ังหมดไดในระบบบําบัดน้ําเสียท่ีมีการสรางกรด การยอยสลายอนุภาคแขวนลอยจะเกิดขึ้นในถังปฏิกรณสรางกรดกอน เพ่ือปองกันอนุภาคแขวนลอยสะสมในถังปฏิกรณสรางมีเทน (Ghosh et al., 1975; Lettinga et al., 1986 และ Sayed et al., 1993 อางถึงใน เนตรนภา ศรุตวราพงศ และ มั่นสิน ตัณฑุลเวศม, 2540) ในสวนของระยะเวลาการเก็บกักน้ําเสียภายในถังปฏิกรณเปนปจจัยสําคัญสําหรับการควบคุมระบบและจากงานวิจัยของ Rubia et al. (2006) กลาววาปริมาณกรดไขมันระเหยงายจะเพ่ิมขึ้นเมื่อเวลากักพักของแข็งลดลงและท่ีสภาวะพีเอชเปนกลางใหคาปริมาณกรดไขมันระเหยงายสูงกวาสภาวะพีเอชท่ีนอยกวาหรือมากกวา เนื่องจากในชวงคา พีเอชตํ่าจะมีตัวยับยั้งการผลิตกรดไขมันระเหยงาย สวนคาพีเอชท่ีมากกวาพบวาปริมาณสารอินทรียท่ีแตกตัวหรือสลายตัวเปนไปไดชาจึงทําใหปริมาณกรดไขมันระเหยงายเกิดขึ้นนอย (Wang and Wang, 1984 อางถึงใน Babel et al., 2004) การเตรียมหัวเชื้อจุลินทรียสําหรับการผลิตกรดนั้นเปนการเตรียมท่ีเกี่ยวของกับการผลิตกาซไฮโดรเจน ซึ่งกาซไฮโดรเจนนั้นมีความสัมพันธกับการเกิดกรด นั่นคือหากมีปริมาณกาซไฮโดรเจนในปริมาณมาก แสดงวาความสามารถในการเกิดกรดก็จะมากดวยเชนกัน การท่ีจะทําใหปริมาณกาซไฮโดรเจนมีปริมาณมากนั้นจะตองมีการเตรียมเชื้อจุลินทรียเริ่มตนเพื่อท่ีจะทําให

26

จุลินทรียท่ีผลิตกาซมีเทนตายหรือเหลือนอยท่ีสุด และวิธีการที่จะทําใหจุลินทรียท่ีผลิตกาซมีเทนลดลงมีหลายวิธีท่ีแตกตางกัน โดยจะตองมีการเตรียมเชื้อโดยมีวิธีตาง ๆ ดังนี้ heat shock, aeration, acid และ base treatment, 2-bromoethanesulfonic acid (BESA) inhibition และ iodopropane inhibition ซึ่งวิธี heat-shock และ acid treatment เปนวิธีที่ยับยั้งจุลินทรียท่ีผลิตมีเทนอยางสมบูรณ อยางไรก็ตามการเตรียมเชื้อจุลินทรียจาก base treatment มีการผลิตไฮโดรเจนสูงสุด (Heguang and Michel, 2006) วิธีการเตรียมเชื้อจุลินทรียจะมีผลตอการ start-up ระบบและประสิทธิภาพของการผลิตไฮโดรเจนในถังปฏิกรณได (Kenealy et al., 1981 อางถึงใน Heguang and Michel, 2006 ) สําหรับการเตรียมเชื้อในการผลิตไฮโดรเจนมีรายงานวาวิธี heat shock pre-treatment ใชกันอยางแพรหลาย (Cohen et al., 1985 อางถึงใน Heguang and Michel, 2006) หลังจาก heat shock ในตะกอนสลัดจจะพบจุลินทรียหลักๆ จําพวก Closidium acetobutylicum (Iyer et al., 2004) หรือในรูปสปอรของพวก clostridia เชน Clostridium aceticum และ Clostridium thermoautrophicum (Minton and Clarke., 1989) ซึ่งทําใหจุลินทรียสรางมีเทนไมเจริญเติบโตหรือมีสารยับย้ังการเจริญเติบโตเกิดขึ้น แตจุลินทรียท่ีผลิต H2 พวก Clostridia ยังคงมีชีวิตอยู endospores เหลานี้ถูกผลิตขึ้นเมื่อไดรับความรอน (Mu et al., 2006)

ชนวัฒน นิทัศนวิจิตร และ เสนีย กาญจนวงศ (2543) ไดศึกษาเปรียบเทียบถัง CSTR กับ UASB ในกระบวนการสรางกรดของน้ําเสียจากอุตสาหกรรมผลิตภัณฑนม จากงานวิจัยพบวา ถัง CSTR มีประสทิธิภาพในการสรางกรดในชวงรอยละ 5.4-20.8 ซึ่งสูงกวาถัง UASB (ชวงคารอยละ0-6.9) โดยพบวาประสิทธิภาพการสรางกรดในถัง CSTR จะดีขึ้นเมื่อเวลาเก็บกักน้ําลดลง สวนในถัง UASB พบวามีความสามารถในการสะเทินกรดสูง เนื่องจากมีตะกอนมากกวาทําใหคา พีเอชน้ําออกสูงกวาถัง CSTR เม่ือพิจารณาการสรางมีเทน พบวาในถัง UASB มีคารอยละ 1.5-5.4 และสูงกวาในถัง CSTR (รอยละ1.2-4.1) เล็กนอย และพบวาแบคทีเรียสรางมีเทนสามารถปรับตัวเองอยูไดในสภาวะที่มีพีเอชตํ่าได และท่ีพีเอชน้ําเขาเดียวกันถัง UASB จะมีคาพีเอชน้ําออกสูงกวาถัง CSTR เสมอ เนื่องจากตะกอนท่ีอยูในถัง UASB มีความเขมขนสูงและบางสวนอยูในรูป granular sludge มีความสามารถในการปรับสภาพไดดีกวาตะกอนแบบ flocculant sludge ในถัง CSTR ทําใหถัง UASB เกิดการสะเทินสภาพกรดมีพีเอชท่ีสูงขึ้นและสรางมีเทนไดมากกวาถัง CSTR เม่ือเปรียบเทียบการลดลงของซีโอดีการปรับพีเอชน้ําเขาท่ีต่ําทําใหประสิทธิภาพของระบบลดลงในถังปฏิกรณท้ังสองแบบ สําหรับการลดลงของของแข็งแขวนลอยมีคาคอนขางต่ําโดยถัง UASB จะมีประสิทธิภาพดีกวา เนื่องจากมีโครงสรางท่ีเรียกวา GSS (gas solids separator หรือระบบแยกกาซและของแข็งแขวนลอยออกจากน้ํา) ซึ่งชวยในการลดปริมาณของแข็งแขวนลอยไดระยะเวลาเกบ็กักน้ําเสียมีผลตอประสิทธิภาพการสรางกรดและการสรางมีเทน ซึ่งพบวาถัง CSTR สรางกรดไดสูง

27

กวาถัง UASB ในทุกการทดลองและมีแนวโนมสูงขึ้นเม่ือเทียบกับเวลาเก็บกักน้ําเสียที่สั้นลง เนื่องจากคาพีเอชของถัง CSTR อยูในชวง 5.90-6.23 เหมาะสมตอการทํางานของแบคทีเรียจึงสามารถทําการสรางกรดอยางมีประสิทธิภาพ สวนถัง UASB มีคาพีเอชอยูในชวง 6.32-6.92 ซึ่งเปนคาพีเอชท่ีเหมาะสมตอการสรางมีเทน (ชนวัฒน นิทัศนวิจิตร และเสนีย กาญจนวงศ, 2543)

-ถังปฏิกรณสรางกาซมีเทนแบบไรอากาศ ในสวนของผลของเวลาเก็บกักน้ําตอประสิทธิภาพการสรางกรดและการสราง

มีเทนซึ่งรอยละของการสรางกรดคือ อัตราสวนของคาซีโอดีจากกรดไขมันระเหยงายที่เกิดขึ้นท้ังหมดเทียบกับคาซีโอดีท่ีเปนสารอาหารของแบคทีเรียสรางกรดในน้ําเสียเขา โดยท่ีกรดไขมันระเหยงายท่ีเกิดขึ้นท้ังหมดคือ ผลตางของกรดไขมันระเหยงายในน้ําออกกับน้ําเสียเขารวมกับกรดไขมันระเหยงายท่ีถูกใชไปในการสรางมีเทนโดยคิดเทียบเปนคาซีโอดีการสรางกรดมีแนวโนมสูงขึ้นเมื่อเทียบกับระยะเวลาเก็บกักน้ําเสีย (HRT) ท่ีสั้นลง เนื่องจากคาพีเอชในชวง 5.90-6.23 เปนชวงท่ีเหมาะสมตอการทํางานของแบคทีเรียจึงสามารถสรางกรดอยางมีประสิทธิภาพในทางกลับกันชวงพีเอช 6.32-6.92 เปนชวงท่ีเหมาะสมตอการทํางานของแบคทีเรียสรางมีเทน เห็นไดวา เปอรเซ็นตการสรางมีเทนลดลงที่เวลาเก็บกักน้ําสั้นลงและพบมีเทนในกาซชีวภาพในอัตราท่ีสูงแสดงวา แบคทีเรียสรางมีเทนสามารถปรับตัวอยูรวมกับจุลินทรียสรางกรดไดดีในถังปฏิกรณที่มี พีเอชตํ่า (ชนวัฒน นิทัศนวิจิตร และคณะ, 2543)

การเตรียมหัวเชื้อสําหรับการผลิตมีเทน ซึ่งในการเตรียมหัวเชื้อจะตองอาศัยกรดเปนอาหารในการเลี้ยงเชื้อ เพื่อผลิตมีเทนใหเจริญเติบโตไดดี แตตองใหกรดในปริมาณที่เหมาะสมไมมากเกินไป เพราะกรดจะสามารถทําลายจุลินทรียที่สรางมีเทนได ในการเตรียมหัวเชื้อก็เพ่ือที่จะใหไดปริมาณจุลินทรียผลิตมีเทนในสภาพท่ีแข็งแรงและเจริญเติบโตในปริมาณมากพอเพ่ือเพ่ิมความสามารถในการบําบัดน้ําเสียและชวยทําใหคาซีโอดีลดลง ซึ่งวิธีการเตรียมเชื้อจุลินทรียจะมีผลตอการ start-up ระบบและประสิทธิภาพของการผลิตกาซมีเทนในถังปฏิกรณได การเลี้ยงเชื้อโดยตรงของจุลินทรียผลิตมีเทนเกิดขึ้นเม่ือไดรับอะเซเตท เปนสารตั้งตนของจุลินทรีย และมี H2 จะทําใหจุลินทรียพวก Methanosarcina barkeri และ Methanobacterium thermoautotrophicum เปลี่ยนอะเซเตทไปเปนมีเทนอยางรวดเร็ว ซึ่งปฏิกิริยานี้แสดงใหเห็นวาการผลิตมีเทนขึ้นอยูกับความเขมขนของ H2 และ อะเซเตท ถาการหมักแบบไรอากาศไมมี H2 และ อะเซเตท เชื้อจุลินทรียกลุมสรางมีเทนจะไมมีการเจริญเติบโต (Zeikus et al., 1975)

28

1.2.9 ปจจัยท่ีมีผลตอกระบวนการบําบัดแบบไรอากาศ ก. อุณหภูมิ (Temperature) เนื่องจากการทํางานของถังปฏิกรณตองอาศัยจุลินทรียหลายกลุมท่ีสามารถ

เจริญเติบโตและเกิดเมตาบอลิซึมไดดีท่ีชวงอุณหภูมิท่ีแตกตางกัน อุณหภูมิเปนปจจัยท่ีสําคัญในการกําหนดชนิดของแบคทีเรียท่ีเดน (dominant) ในถังปฏิกรณซึ่งปฏิกิริยาชีวเคมีจะเกิดขึ้นไดดีในชวงของอุณหภูมิ 2 ชวงคือ ชวง mesophillic มีอุณหภูมิระหวาง 30-38 องศาเซลเซียสและชวงthermophillic มีอุณหภูมิระหวาง 48-57 องศาเซลเซียส (Chung and Choi, 1993 อางถึงใน กัลยาณี- มีเพียร, 2546) และท่ีอุณหภูมิสูงจุลินทรียมีเมแทบอลิซึมสูงกวาและมีอัตราการเจริญสูงกวาแตคาใชจายสูงเนื่องจากตองเพ่ิมอุณหภูมิใหกับระบบและจุลินทรียที่เจริญท่ีอุณหภูมิสูงไมทนตอการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิไดดีเทากับท่ีอุณหภูมิปานกลาง

ข. พีเอช (pH) แบคทีเรียในระบบจะมีความตองการชวงพีเอชท่ีเหมาะสมตอการเจริญตางกันคือ

แบคทีเรียกลุมที่สรางกรดจะยอยสลายสารอินทรียและผลิตกรดอะเซติกทําใหพีเอชของน้ําเสียลดตํ่าลงจาก 7.0-7.5 ซึ่งเปนชวงพีเอชท่ีเหมาะสมตอการผลิตมีเทนโดยมีทาโนจินิกแบคทีเรีย สําหรับการควบคุมระบบบําบัดแบบไรอากาศโดยท่ัวไปจะควบคุมพีเอชของน้ําเสียในระบบใหอยูในชวง 6.5-7.5 (Bryant, 1979) ท้ังนี้เพ่ือใหแบคทีเรียแตละกลุมสามารถเจริญและเพ่ิมจํานวนเซลลไดอยางอิสระโดยใชแอมโมเนียมไบคารบอรเนต (NH4HCO3) เปนบัฟเฟอรหลักในการควบคุมคาพีเอชของน้ําเสียในระบบ เพราะหากใหพีเอชของน้ําเสียสูงหรือตํ่าเกินไปจะเปนอันตรายตอแบคทีเรียท่ีสรางมีเทนและหากพีเอชลดตํ่าลงถึงชวง 4.5-5.0 จะมีผลใหแบคทีเรียสรางมีเทนหยุดการเจริญได พบวาการใชแคลเซียมไฮดรอกไซด (Ca(OH)2) หรือปูนขาวสามารถใชในการปรับพีเอชน้ําเสียของระบบไดซึ่งจะปรับพีเอชใหอยูในชวง 6.4-6.5 หากปรับพีเอชใหสูงกวานี้อาจมีผลทําใหเกิดการสรางตะกอนผลึกขึ้นในระบบได (Gray, 1981) นอกจากนี้ถาพีเอชมีคาตํ่ากวา 6.6 จะทําใหเกิดกาซ CO2 มากกวาปกติและจะเกิดกลิ่นเหม็นพรอมกับมีฝาตะกอนลอยขึ้นมามากมายและถาไมมีการควบคุม พีเอชจะมีผลตอการสะสมกรดไขมันระเหยงายในถังปฏิกิริยาซึ่งจะทําใหพีเอชในถังปฏิกิริยาลดตํ่าเกินไป แตถาหากพีเอชมีคาสูงกวา 7.5-8.0 ก็จะทําใหจุลินทรียประเภทที่ชวยผลิตกาซมีเทนมีนอยลงและเชื่องชา และถาพีเอชมีคาสูงถึง 9.0 ระบบการยอยสลายสารอินทรียจะไมทํางาน (เกรียงศักดิ์ อุดมสินโรจน, 2543) ดังนั้นการควบคุมพีเอชในถังหมักไรอากาศทําไดโดยการควบคุมความเขมขนของสภาพดาง (alkalinity) และกรดไขมันระเหยงาย (volatile fatty acid )

29

ค. อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย (Organic Loading Rates; OLR) ในระบบบําบัดน้ําเสียโดยทั่วไปมักจะออกแบบใหสามารถรับอัตราภาระบรรทุก

สารอินทรียไดสูงสุดเทาท่ีประสิทธิภาพของระบบจะทําได แตในระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศหากใหระบบมีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสูงสุดแลวจะทําใหระบบมีอัตราการผลิตกาซมีเทนลดลง ทั้งนี้เนื่องจากกรดไขมันระเหยงาย จะถูกสรางและสะสมไวในระบบมากเกินไป ซึ่งกรดไขมันระเหยงายนี้จะเกิดในขั้นตอนการยอยสลายสารอินทรียและการสรางกรดไขมันระเหยงายของแบคทีเรียชนิดท่ีไมสรางมีเทนทําใหพีเอชของน้ําเสียในถังหมักลดตํ่าลง ซึ่งมีผลตอการยับย้ังการเจริญของแบคทีเรียกลุมท่ีสรางมีเทนประกอบกับแบคทีเรียที่สรางมีเทนจะมีอัตราการเจริญชากวาแบคทีเรียท่ีสรางกรดถึง 4 เทาทําใหไมสามารถเจริญและใชกรดไขมันระเหยงายเพ่ือผลิตมีเทนไดทันสงผลใหเกิดการสะสมของกรดไขมันระเหยงายขึ้น (Gray, 1981)

ดังนั้นการเติมสารอินทรียในชวงเริ่มตนระบบจึงมีความสําคัญตอสมดุลของ จุลินทรียท้ังสองกลุม การเติมสารอาหารในระยะแรกถามีการเติมอยางชาๆ ทําใหรักษาสมดุลของเชื้อไดและทําใหระบบสามารถรับภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสูงๆ ในระยะเวลาตอมาไดดี (กัลยาณี มีเพียร , 2546) แตถาเ พ่ิมการเติมอยางรวดเร็วทําใหปริมาณของ non-methanogen มากกวาmethanogen ระบบลมเหลวไดงาย (มรกต ตันติเจริญ, 2539)

ง. ระยะเวลาเก็บกัก (HRT) ระยะเวลาเก็บกัก (Hydraulic Retention Time : HRT) คือ ระยะเวลากักพักน้ําของ

ระบบเปนระยะเวลาท่ีแบคทีเรียสัมผัสกับน้ําเสีย การลดระยะเวลาการกักพักน้ําจะทําใหขนาดของถังปฏิกรณลดลงแตหากระยะเวลากักพักน้ําตํ่าเกินไป ตะกอนแบคทีเรียจะหลุดออกจากระบบไดมาก (wash out) ซึ่งมีผลใหคาอายุสลัดจลดลงและทําใหประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีลดลง อายุสลัดจท่ีเหมาะสมในการทํางานของระบบไรอากาศควรมีคาไมตํ่ากวา 100 วัน ทั้งนี้เนื่องจากแบคทีเรียท่ีสรางมีเทนมีอัตราการเจริญเติบโตชา อายุสลัดจที่มีคามากจะทําใหประสิทธิภาพในการกําจัดซีโอดีสูงและหากคาระยะเวลากักพักน้ําสั้น ๆ ก็จะเพ่ิมความสามารถในการผลิตกรดไดดวย

จ. สภาพความเปนดาง เปนคาท่ีแสดงความสามารถของน้ําในการรับอนุภาคโปรตอน (proton) (เสริมพล

รัตสุข และไชยยุทธ กลิ่นสุคนธ, 2518) มีหนวยเปนมิลลิกรัม/ลิตรของแคลเซียมคารบอเนต คาสภาพดางนี้เปนตัวบงชี้เสถียรภาพของระบบ ถาระบบมีคานี้สูง แสดงวาระบบมีความสามารถในการเปนบัฟเฟอรสูงสามารถรักษาพีเอชของระบบใหคงตัวอยูไดนานไมเกิดการแปรปรวนของพีเอชไดงายเม่ือมีการเพ่ิมปริมาณกรดในระบบ สภาพดางมีผลทางออมตอการเพ่ิมปริมาณสารอินทรียท่ีเขาสูระบบไดเร็ว เพราะถาเพ่ิมปริมาณสารอินทรีย เชน กลูโคส จุลินทรียท่ีใชกลูโคสซึ่งมีอัตราการ

30

เจริญท่ีเร็วกวาจุลินทรียท่ีผลิตมีเทน จะใชกลูโคสอยางรวดเร็วเกิดเปนกรดอินทรียจํานวนมาก ถาระบบมีสภาพดางตํ่าจะทําใหพีเอชของระบบลดลง จุลินทรียที่ผลิตมีเทนไมสามารถทํางานได (พรพรรณ พาณิช-นําสิน, 2540) ซึ่งถาพีเอชมีคาต่ํา กรดระเหยงายจะเปนตัวกําหนดความสามารถในการเปนบัฟเฟอร (Capri and Marais, 1975)

สภาพดางท่ีเหมาะสมสําหรับระบบไรอากาศควรอยูระหวาง 1,000-5,000 มิลลิกรัม/ลิตรของของแคลเซียมคารบอเนต (MetCalf & Eddy, Inc., 1982) ซึ่งคาอนุโลมใหมีสภาพดางตํ่าสุดคือ 100 มิลลิกรัม/ลิตรของของแคลเซียมคารบอเนต (Halbert, 1981) ปจจัยท่ีสําคัญกวาระดับสภาพดางก็คือ อัตราสวนของกรดไขมันระเหยงาย (มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท) ตอระดับของสภาพดาง (มิลลิกรัม/ลิตรของของแคลเซียมคารบอเนต) ตราบใดท่ีอัตราสวนนี้นอยกวา 0.4 จัดวาระบบมีกําลังบัฟเฟอรสูง แตถาอัตราสวนนี้สูงกวา 0.8 แสดงวาระบบกําลังอยูในระดับท่ีพีเอชจะลดลงอยางรวดเร็ว ถามีการเพ่ิมขึ้นของกรดไขมันระเหยงายเพียงเล็กนอย (เพ็ชรพร เชาวกิจเจริญ, 2538)

ฉ. ความเปนพิษ สารท่ีกอใหเกิดความเปนพิษ เชน กรดไขมันระเหยงาย แอมโมเนีย ซัลไฟด และ

โลหะหนัก เปนตน จุลินทรียจะสะสมไวภายในเซลลจนกอใหเกิดความเปนพิษและตายในท่ีสุด McCarty (1964) รายงานวา สารพิษบางชนิดหากมีปริมาณความเขมขนท่ีพอเหมาะ

จะชวยกระตุนจุลินทรียทํางานอยางมีประสิทธิภาพ สารพิษเหลานี้ไดแก กรดไขมันระเหยงาย เกลือ- อนินทรีย โลหะหนัก แอมโมเนียมซัลไฟด เปนตน ระดับความเปนพิษของสารท่ีกลาวแลวขางตนจะมากหรือนอยจะแตกตางกันออกไปสารพิษบางชนิด ไดแก อิออนของไซยาไนด และสารประกอบพวกคลอรีน ไดแก CCl4 CHCl3 และ CH2Cl2 สารพิษเหลานี้จะทําใหจุลินทรียตายไดถึงแมจะมีปริมาณความเขมขนเพียงเล็กนอยก็ตาม

การสะสมของกรดไขมันระเหยงายจะทําใหพีเอชลดลง ดังนั้นจึงตองมีการควบคุมการยอยสลายสารอินทรียเปนกรดไขมันระเหยงายกับการเปลี่ยนกรดไขมันระเหยงายเปนกาซมีเทนใหสมดุลกัน โดยท่ัวไประบบไรอากาศควรจะมีปริมาณกรดไขมันระเหยงายประมาณ 50-500มิลลิกรัมตอลิตร (วัดในรูปกรดอะเซติก)

ช) กรดไขมันระเหยงาย (volatile fatty acid: VFA) กรดไขมันระเหยงายหรือ VFA นี้ ไดแก พวกกรดอะเซติก กรดบิวไทริก กรด

โพรพิโอนิก กรดฟอรมิก เปนตน การท่ีพบกรดพวกนี้ในปริมาณมากมักเปนสัญญาณเตือนถึงความลมเหลวของระบบ เนื่องจากกรดเหลานี้เปนผลิตภัณฑสารตัวกลางท่ีเกิดขึ้นในกระบวนการยอยสลายสารอินทรียในสภาวะไรอากาศ ระบบท่ีมีการสะสมของกรดไขมันระเหยงายในปริมาณท่ีมาก ชวงแรกกรดระเหยงายจะมีผลทําใหสภาพดางของระบบลดลง ตอมาถายังไมมีการใชหรือบําบัด

31

กรดไขมันระเหยงายใหมีปริมาณนอยลงอีก พีเอชของระบบก็จะลดตํ่าลงและถาพีเอชมีคาลดตํ่าลงกวา 6.5 จะเปนอันตรายตอจุลินทรียท่ีสรางมีเทน ซึ่งปริมาณกรดโพรพิโอนิกที่ใชเปนตัวทํานายการลมเหลวของระบบนั้น ถามากกวา 3 มิลลิกรัม/ลิตร บงชี้ถึงสภาพระบบท่ีตองดูแลอยางใกลชิด (Marzano et al., 1981) สวนกรด iso-valeric และ กรด iso-butyric ถามีในปริมาณนอยกวา 5 มิลลิกรัม/ลิตร แสดงวาระบบอยูในสภาวะปกติ แตถามีประมาณ 5-15 มิลลิกรัม/ลิตรแสดงวาระบบเริ่มมีปญหาและถามากกวา 15 มิลลิกรัม/ลิตร แสดงวาระบบลมเหลว (Hill and Bolte, 1989) โดยปกติระดับกรดไขมันระเหยงายท่ีอยูในชวงท่ีเหมาะสมคือ 50-500 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท ซึ่งคาสูงสุดท่ียอมใหมีในระบบเทากับ 2,000 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท (เกรียงศักด์ิ อุดมสินโรจน, 2543; Halbert, 1981)

1.3 วัตถุประสงคของการวิจัย 1. เพ่ือศึกษาวิธีการเตรียมหัวเชื้อเร่ิมตนสําหรับถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณสรางมีเทน

2. เพ่ือศึกษาอัตราการปอนน้ําเสียที่เหมาะสมสําหรับการสรางกรดในถังปฏิกรณสรางกรดและสําหรับการสรางมีเทนในถังปฏิกรณยูเอเอสบี

3. เพ่ือศึกษาความเหมาะสมในการนํากระบวนการหมักแบบไรอากาศสองขั้นตอนในถังหมักสรางกรดและถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบี มาประยุกตใชในอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปองได

4. การศึกษาลักษณะความสัมพันธของคาพารามิเตอรตางๆ ในการสรางกรดและการสรางมีเทนของถังปฏิกรณแบบไรอากาศ

1.4 ประโยชนท่ีคาดวาจะไดรับ 1. ทราบสภาวะการทํางานของกระบวนการหมักแบบไรอากาศสองขั้นตอนในถังสรางกรดแบบไรอากาศและถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบี ในกระบวนการบําบัดน้ําเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปอง 2. เพ่ือใชเปนขอมูลพ้ืนฐานในการนําไปประยุกตใชกับน้ําเสียโรงงานอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปองท่ีมีลักษณะใกลเคียงกันและนําไปสูการพัฒนาถังปฏิกรณขนาดใหญตอไป

32

1.5 ขอบเขตการวิจัย การศึกษาวิจัยในคร้ังนี้จะทําในระดับหองปฏิบัติการ (Laboratory scale) โดยได

ทําการศึกษาการบําบัดน้ําเสียจากอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปอง โดยใชกระบวนการหมักแบบไรอากาศสองขั้นตอนในถังสรางกรดแบบไรอากาศและถังปฏิกรณแบบยูเอเอสบี โดยศึกษาดังนี้

1. ศึกษาขอมูลและคุณสมบัติของน้ําเสียจากโรงงานสงขลาแคนนิ่ง จํากัด (มหาชน) 2. ศึกษาการสรางถังปฏิกรณ Anaerobic Acid Reactor และ UASB สําหรับการทดลอง 3. ศึกษาการเตรียมหัวเชื้อเริ่มตนสําหรับถังปฏิกรณสรางกรด 4. ศึกษาการเตรียมหัวเชื้อเริ่มตนสําหรับถังปฏิกรณสรางมีเทน 5. ศึกษาการเริ่มตนระบบ (start-up) 6. ศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการสรางกรดในถังปฏิกรณสรางกรด 7. ศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการสรางมีเทนในถังปฏิกรณยูเอเอสบี 8. ศึกษาประสิทธิภาพของระบบสองขั้นตอน โดยใชถังสรางกรดและถังปฏิกรณยูเอเอสบี 9. ศึกษาลักษณะความสัมพันธของคาพารามิเตอรตางๆ ของการหมัก สําหรับถังปฏิกรณสราง

กรดและถังปฏิกรณยูเอเอสบี

33

บทที่ 2 วัสดุ อุปกรณ และวิธีการวิจัย

2.1 วัสด ุอุปกรณ

- น้ําเสีย (wastewater) จากสวนน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลาในกระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง ของโรงงานสงขลาแคนนิ่ง จํากัด (มหาชน) ทําการเก็บตัวอยางน้ําเสียแบบจวง (grab sampling) โดยใชปมไดโวเปนเครื่องมือชวยในการเก็บตัวอยางน้ําเสีย

- หัวเชื้อจุลินทรีย (seed sludge) จาก Upflow Anaerobic Contact Reactor (UAC) โรงงานสงขลาแคนนิ่ง จํากัด (มหาชน)

- สารเคมีที่ใชในการวิเคราะหซีโอดี ปริมาณกรดไขมันระเหยงาย ไนโตรเจน ไขมันและน้ํามัน

- อุปกรณ 1. แกสโครมาโตกราฟฟ (gas chromatograph-flame ionization detector; GC-FID) 2. เครื่องวิเคราะหกาซ (multigas analyzer) 3. เครื่องวัดพีเอช (pH meter) 4. อุปกรณท่ีใชในการวิเคราะหอื่น ๆ 5. ถังปฏิกรณสําหรับการทดลอง

ถังปฏิกรณท่ีใชในการทดลองประกอบดวยถังปฏิกรณสองชนิดท่ีแตกตางกันคือ Anaerobic Acid Reactor และ Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) โดยมีวัตถุประสงคเพ่ือใชเปนถังปฏิกรณบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนดังแสดงในภาพประกอบ 2-1 Anaerobic Acid Reactor มีปริมาตรการใชงาน เทากับ 5 ลิตร วัตถุประสงคของถังปฏิกรณนี้เพ่ือใชเปนถังผลิตกรดไขมันระเหยงาย (Acidogenic Reactor) ซึ่งเปนสารตัวกลางท่ีสําคัญในการผลิตมีเทนโดย methanogenic bacteria ถังปฏิกรณในการสรางกรดนี้จะทําจากทอพีวีซีซึ่งมีความสูง 60 เซนติเมตร และขนาดเสนผานศูนยกลาง 14 เซนติเมตร มีจุดเก็บตัวอยาง 4 จุดซึ่งหางจุดละ 15 เซนติเมตรและมีจุดน้ําเขาวัดจากดานลาง 5 เซนติเมตรและจุดน้ําออกวัดจากดานลาง 37 เซนติเมตร

ถังปฏิกรณยู เอเอสบีมีปริมาตรใชงานเทากับ 15 ลิตร โดยถังปฏิกรณนี้มีวัตถุประสงคเพื่อใชเปนถังผลิตมีเทน ถังปฏิกรณนี้สรางจากทอพีวีซี มีเสนผาศูนยกลางระหวาง 14 เซนติเมตร ทอสวนบนมีความสูง 150 เซนติเมตร และมีจุดเก็บตัวอยาง 7 จุด หางจุดละ 25 เซนติเมตร ถูกออกแบบใหกรวยสําหรับใชดักแยกกาซออกจากน้ําเสีย (gas separator) ในขณะท่ีดานบนสุดของถังปฏิกรณจะมีการเชื่อมตอกับถังเก็บกาซโดยกาซชีวภาพท่ีถูกผลิตขึ้นในถังหมักจะเขา

34

ไปแทนท่ีน้ําท่ีอยูภายในถังเก็บกาซนี้ (Borja and Bank, 1995 อางถึงใน รณชัย ไชยศรี, 2550) (ภาพประกอบ 2-2)

2.2 วิธีการวิเคราะห

2.2.1 คุณลักษณะน้ําเสียในหองปฏิบัติการ โดยใชวิธีการใน Standard Methods for the Examination of Water and

Wastewater 20th Edition ของ APHA, AWWA and WEF (2005) และสมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทยและWorld Environment Center (2535) ซึ่งทําการวิเคราะหพารามิเตอรตาง ๆ ดังแสดงในตารางท่ี 2-1

2.2.2 กาซชีวภาพ ปริมาณของกาซชีวภาพท้ังหมดที่ถูกผลิตขึ้นในแตละวัน สามารถวัดไดจาก

ปริมาณของน้ําท่ีถูกแทนท่ีดวยกาซในถังเก็บกาซ (ปริมาตร 5 ลิตร) ทําการวัดน้ําท่ีไหลออกจากถังเก็บกาซโดยใชกระบอกตวงท่ีมีขีดบอกปริมาตรท่ีแนนอน ในขณะท่ีการวัดองคประกอบของกาซชีวภาพที่ผลิตขึ้นโดยเก็บตัวอยางกาซจากจุดเก็บตัวอยางท่ีอยูดานบนของถังปฏิกรณมาทําการวิเคราะหองคประกอบของกาซท่ีถูกผลิตขึ้นโดยใชเครื่อง (gas chromatograph; GC) วิเคราะห ทุก ๆ ครั้งท่ีระบบเขาสูสภาวะคงท่ี

2.2.3 กรดไขมันระเหยงาย (Volatile Fatty Acids; VFA) ปริมาณของกรดไขมันระเหยงายท่ีมีอยูในน้ําท้ิงท่ีไหลออกจากถังปฏิกรณ

สามารถหาไดโดยการวิเคราะหดวยวิธี direct titration method (สมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทยและ World Environment Center, 2535) ซึ่งจะเก็บตัวอยางน้ํามาวิเคราะหคาท่ีลดลง ทุก ๆ 3 วัน

2.2.4 ซีโอดี (Chemical Oxygen Demand; COD) น้ําทิ้งจากถังปฏิกรณนํามาวิเคราะหคาซีโอดีท่ีลดลงทุก ๆ 3 วัน โดยใชวิธีการ

วิเคราะหแบบ close reflux, titrimetric method (APHA, AWWA and WEF, 2005) ตัวอยางของเหลวจะถูกทําการยอยเปนเวลา 2 ชั่วโมง ท่ีอุณหภูมิ 148 องศาเซลเซียส

2.2.5 น้ํามันและไขมัน (Oil and Grease) ปริมาณน้ํามันและไขมันท่ีมีอยูในน้ําท้ิงสามารถวิเคราะหโดยผานวิธีการ soxhlet extraction method (APHA, AWWA and WEF, 2005) ซึ่งจะนําน้ําท้ิงท่ีไหลออกจากถังปฏิกรณมาวิเคราะหทุก ๆ คร้ังท่ีระบบเขาสูสภาวะคงที่

35

2.2.6 ของแข็งแขวนลอย (Suspended Solid; SS) ปริมาณของแข็งแขวนลอยท่ีมีอยูในน้ําท้ิงสามารถวิเคราะหโดยผานวิธีการ gravimetric method (APHA, AWWA and WEF, 2005) ซึ่งจะนําน้ําท้ิงท่ีไหลออกจากถังปฏิกรณมาวิเคราะหทุก ๆ คร้ังท่ีระบบเขาสูสภาวะคงที่

2.2.7 เอ็มแอลวีเอสเอส (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid; MLVSS) การหา MLVSS เปนการหาปริมาณตะกอนสลัดจท่ีเพ่ิมขึ้นหรือลดลงในถังปฏิกรณ สามารถวิเคราะหโดยผานวิธีการ gravimetric method (APHA, AWWA and WEF, 2005) ซึ่งจะนําตะกอนสลัดจจากถังปฏิกรณมาวิเคราะหทุก ๆ คร้ังท่ีระบบเขาสูสภาวะคงที่

2.2.8 ไนโตรเจน (TKN) ปริมาณไนโตรเจนท่ีมีอยูในน้ําท้ิงสามารถวิเคราะหไดโดยใช macro-kjeldahl method (APHA, AWWA and WEF, 2005) ในการวิเคราะหหาไนโตรเจนนั้นจะตองนําน้ําท้ิงไปผานการ centrifuge กอนการวิเคราะหและจะนําน้ําท้ิงท่ีไหลออกจากถังปฏิกรณมาวิเคราะหทุก ๆ ครั้งท่ีระบบเขาสูสภาวะคงที ่ 2.3 วิธีการทดลอง

2.3.1 การศึกษาคุณสมบัติของน้ําเสียจากโรงงานสงขลาแคนนิ่ง จํากัด (มหาชน) นําตัวอยางน้ําเสียจากสวนลางเลือดและน้ําละลายปลาในกระบวนการผลิตปลาทู

นากระปองมาวิเคราะหหาคา ซีโอดี บีโอดี ปริมาณของแข็งท้ังหมด (total solids; TS) ของแข็งแขวนลอย (suspended solids; SS) ของแข็งแขวนลอยระเหยได (volatile suspended solids; VSS) กรดไขมันระเหยงาย พีเอช น้ํามันและไขมัน ไนโตรเจน และ alkalinity ทําการวิเคราะหตามวิธีมาตรฐาน (APHA, AWWA and WEF, 2005) 2.3.2 การศึกษาการเตรียมตะกอนสลัดจ ทําการทดลองในการเตรียมตะกอนสลัดจสําหรับถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณผลิตมีเทนโดยใชตะกอนสลัดจจากระบบบําบัดน้ําเสียแบบ Upflow Anaerobic Contact (UAC) บริษัทสงขลาแคนนิ่งจํากัด (มหาชน) เปนหัวเชื้อจุลินทรีย (seed sludge) โดยแบงชุดการทดลองเปน 4 ชุดการทดลอง ดังนี้ - ชุดการทดลอง A ทําการเตรียมตะกอนสลัดจสําหรับถังปฏิกรณสรางกรด ดวยการนําตะกอนสลัดจมา heat shock pretreatment โดยการใหความรอนท่ีอุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส เปนเวลา 20 นาที เพ่ือเปนการคัดเลือกจุลินทรียกลุมท่ีผลิตกรด (Heguang and Michel,

36

2006) จากนั้นนําตะกอนสลัดจท่ีไดจํานวน 30 % มาหมักดวยซูโครสท่ีความเขมขน 10 กรัม/ลิตร (Borja et al., 2005) ซึ่งมีปริมาตรการใชงาน 5 ลิตร หมักกับซูโครสเปนเวลา 3 วัน - ชุดการทดลอง C ทําการเตรียมตะกอนสลัดจสําหรับถังปฏิกรณผลิตมีเทนโดยการนําตะกอนสลัดจจํานวน 30 % มาเตรียมดวยการหมักแบบไรอากาศกับโซเดียมอะเซเตทท่ีความเขมขน 10 กรัม/ลิตร (Borja et al., 2005) ซึ่งมีปริมาตรการใชงาน 15 ลิตร หมักกับโซเดียมอะเซเตทเปนเวลา 3 วัน - ชุดการทดลอง B และ D ไมมีการเตรียมตะกอนสลัดจสําหรับถังผลิตกรดและถังผลิตมีเทน ปริมาตรการใชงานแตกตางกันคือ 5 และ15 ลิตร ตามลําดับ โดยนําตะกอนสลัดจท่ีเก็บมาจากโรงงานจํานวน 30% มาหมักกับน้ําเสียจากสวนน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลาในกระบวนการผลิตปลาทูนากระปองเปนเวลา 3 วัน หลังจากนั้น ทุกชุดการทดลองเปลี่ยนถายน้ําท่ีอยูในถังออก 50% แลวหมักโดยการเติมน้ําเสียจากสวนน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลาในกระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง เพ่ือศึกษาประสิทธิภาพการผลิตกรดและการผลิตมีเทน ทําการทดลองเปนเวลา 5 วัน รวมการทดลองท้ังหมดเปนระยะเวลา 8 วัน ซึ่งในระหวางการหมักทําการเก็บตัวอยางกาซท่ีเกิดขึ้นทุกวันเพ่ือหาปริมาณกาซชีวภาพ เม่ือสิ้นสุดการทดลองนําตัวอยางกาซชีวภาพไปวิเคราะหองคประกอบของกาซชีวภาพและเก็บตัวอยางน้ําเสียทุกวันเพ่ือวิเคราะหคา pH COD VFA และ alkalinity เลือกชุดการทดลองท่ีใหปริมาณ VFA และ กาซมีเทนมากท่ีสุด สําหรับถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณผลิตมีเทนตามลําดับ ไปใชในการทดลองตอไป

37

Sampling ports

ภาพประกอบ 2-1 แบบจําลองระบบบําบัดน้ําเสียโดยใชถังปฏิกรณแบบไรอากาศสองขั้นตอนคือ Anaerobic Acid Reactor และ Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) ในหองปฏิบัติการ

Effluent Anaerobic Acid Reactor Upflow Anaerobic Sludge Blanket

(UASB)

Biogas

Sampling port

Sludge bed

Effluent

P P Oil & Grease

Sampling ports

Sampling port

Biogas

37

38

ภาพประกอบ 2-2 ลักษณะของระบบบําบัดน้ําเสียโดยใชถังปฏิกรณแบบไรอากาศสองขั้นตอน

คือ Anaerobic Acid Reactor และ UASB ท่ีใชทดลองในหองปฏิบัติการ

หมายเหตุ 1 =ถังน้ําเสียเขาระบบ 7 =ถังน้ําเสียเขาระบบ 2 =ปม (peristaltic pump) 8 =ปม (peristaltic pump) 3 =Anaerobic Acid Reactor 9 =Upflow Anaerobic Sludge Blanket 4 =ถังรองรับน้ําออกจากระบบ 10 =ถังรองรับน้ําออกจากระบบ 5 =ทอนํากาซ 11 =ทอนํากาซ 6 =ถังเก็บกาซ 12 =ถังเก็บกาซ

1

12 6

4

7

9

3

11

5 2

8

10

39

2.3.3 การเร่ิมตนระบบ (start-up) ปอนน้ําเสียจากสวนลางเลือดและน้ําละลายปลาในกระบวนการผลิตปลาทูนากระปองเขาสูถังปฏิกรณสรางกรด (Anaerobic Acid Reactor) สําหรับน้ําเสียท่ีปอนเขาสูถังหมักนี้มีคาซีโอดีอยูในชวงระหวาง 3,000-4,500 มิลลิกรัม/ลิตร และคาพีเอชอยูในชวง 6.20-6.50 ซึ่งไมมีการปรับคาพีเอชกอนปอนเขาสูถัง กอนเติมหัวเชื้อเริ่มตนท่ีเตรียมไดจากชุดการทดลอง A เทากับ 30 กรัมวีเอสเอสตอลิตร อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเขาสูระบบเทากับ 3.5 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน (Blonskaja et al., 2003 อางถึงใน Borja et al., 2005) คิดเปนการเดินระบบท่ีระยะเวลากักเก็บเทากับ 1.3 วัน

สําหรับถังปฏิกรณสรางมีเทนโดยใชถังยูเอเอสบี น้ําเสียท่ีปอนเขาสูถังหมักนี้คือ น้ําเสียท่ีผานการหมักแบบไรอากาศท่ีใชเชื้อท่ีผานการเตรียมจากชุดการทดลอง A ในถังขนาด 20 ลิตร เปนระยะเวลา 2 วัน สําหรับน้ําเสียท่ีปอนเขาสูถังหมักนี้มีคาซีโอดีอยูในชวงระหวาง 3,000-8,000 มิลลิกรัม/ลิตร ปริมาณกรดไขมันระเหยงาย 600-1,000 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท และคา พีเอชอยูในชวง 4.00-5.50 ซึ่งไมมีการปรับคาพีเอชกอนปอนเขาสูถัง กอนเติมหัวเชื้อเริ่มตนท่ีเตรียมไดจากชุดการทดลอง C เทากับ 30 กรัมวีเอสเอสตอลิตร อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเขาสูระบบเทากับ 1.2 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน (Blonskaja et al., 2003 อางถึงใน Borja et al., 2005) คิดเปนการเดินระบบท่ีระยะเวลากักเก็บเทากับ 5 วัน

ตัวอยางน้ําเสียท่ีออกจากถังปฏิกรณท้ังสองจะถูกนําไปทําการวิเคราะหหาคาซีโอดีและปริมาณของกรดไขมันระเหยงายทุกๆ 3 วัน สําหรับผลผลิตของกาซชีวภาพท่ีถูกสรางขึ้นในถังปฏิกรณทั้งสองจะทําการตรวจสอบทุกวันทําการเดินระบบจนกระท่ังเขาสูสภาวะคงท่ี (steady state)

2.3.4 การศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการสรางกรดในถังปฏิกรณสรางกรด

การศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเหมาะสมตอการผลิตกรดไขมันระเหยงายในถังผลิตกรด (Anaerobic Acid Reactor) สําหรับน้ําเสียท่ีผานการทดลองนี้เปนน้ําเสียท่ีมาจากน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลาในกระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง โดยไมผานการเจือจาง ซึ่งจากการทดลองคาซีโอดีอยูในชวงระหวาง 3,000-4,500 มิลลิกรัม/ลิตร และไมทําการปรับ พีเอชเนื่องจากน้ําเสียมีพีเอชอยูในชวงท่ีเหมาะสมคือ 6.20-6.50 อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเขาสูระบบจะทําการเพิ่มขึ้นแบบเปนขั้นตอนจาก 3.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ทําการทดลองจนระบบเขาสูสภาวะคงท่ี (steady state) แลวทําการเปลี่ยนแปลงอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียใหมสําหรับการปอนสารอินทรียเขาสูระบบทําการทดลองเพ่ิมขึ้นแบบเปนขั้นตอน คือ 5.0 7.0 และ 9.0

40

กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ คิดเปนการเดินระบบท่ีระยะเวลากักเก็บเทากับ 1.5 0.9 0.6 และ 0.5 วัน ตามลําดับ ดําเนินงานภายใตอุณหภูมิหอง (28±2องศาเซลเซียส) สําหรับตัวอยางน้ําเสียจะเก็บและวัดคาพีเอชทุกวัน วิเคราะหหาคาซีโอดีและปริมาณกรดไขมันระเหยงายทุกๆ 3 วัน สําหรับการวัดปริมาณกาซท่ีผลิตขึ้นในแตละวัน สามารถดูไดจากปริมาณน้ําท่ีถูกแทนที่ดวยกาซในถังเก็บกาซทําการทดลองจนกระท่ังระบบเขาสูสภาวะคงที่ กอนทําการเปลี่ยนแปลงอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียใหม เม่ือเขาสูสภาวะคงที่ นําน้ําเสียท่ีออกจากถังปฏิกรณสรางกรดวิเคราะห COD SS TS VFA Oil and Grease และ TKN สวนตะกอนสลัดจจะทําการทดลองปริมาณตะกอนสลัดจโดยวิเคราะหหาคา MLVSS ในขณะท่ีปริมาณของกาซมีเทน ท่ีมีอยูในกาซชีวภาพจะถูกทําการวิเคราะหโดยอาศัยเครื่อง GC (ดังวิธีที่แสดงในตารางท่ี 2-1) เลือกชุดการทดลองท่ีเหมาะสมซึ่งใหปริมาณกรดไดดีท่ีสุด ตารางท่ี 2-1 พารามิเตอรและวิธีวิเคราะหคุณลักษณะน้ําเสีย

Parameters Method Frequency of monitoring Volatile Fatty Acid (VFA) Direct Titration Method* ทุก 3 วัน Alkalinity Direct Titration Method* ทุก 3 วัน COD Close Reflux, Titrimetric Method ทุก 3 วัน SS Gravimetric Method เขาสูสภาวะคงที ่MLVSS Gravimetric Method เขาสูสภาวะคงที ่TS Gravimetric Method เขาสูสภาวะคงที ่Biogas – ปริมาณ - องคประกอบ

-การแทนที่น้ํา - GC

ทุกวัน เขาสูสภาวะคงที ่

pH pH Meter ทุกวัน Oil and Grease Soxhlet Extraction Method เขาสูสภาวะคงที ่Nitrogen-TKN -Macro-Kjeldahl Method เขาสูสภาวะคงที ่

ท่ีมา : APHA, AWWA and WEF (2005) *สมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทยและ World Environment Center (2535)

41

2.3.5 การศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการสรางมีเทนในถังปฏิกรณ ยูเอเอสบี สําหรับอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียซึ่งมีคาเร่ิมตนเทากับ 0.9 กิโลกรัมซีโอด ี/ลูกบาศกเมตร/วัน โดยใชน้ําเสียท่ีผานการเตรียมในระบบแบบกะในถังหมักขนาด 20 ลิตรโดยใชเชื้อท่ีผานการเตรียมจากชุดการทดลอง A มาหมักน้ําเสียเปนระยะเวลา 2 วัน หลังจากนั้นนํามาใชเปนน้ําเสียท่ีปอนเขาถังปฏิกรณยูเอเอสบี โดยไมผานการเจือจางซึ่งจากการทดลองคาซีโอดีอยูในชวงระหวาง 3,000-8,000 มิลลิกรัม/ลิตร และไมทําการปรับพีเอชเนื่องจากน้ําเสียมีพีเอชอยูในชวง 4.00-5.50 และลักษณะของน้ําเสียมีคาปริมาณกรดไขมันระเหยงายคือเทากับ 600-1,000 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท ซึ่งเปนคาท่ีจุลินทรียสรางมีเทนเจริญเติบโตไดดี ทําการทดลองจนระบบเขาสูสภาวะคงท่ี (steady state) จากนั้นคอยๆ ปรับอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียขึ้นแบบเปนขั้นตอนคือ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ คิดเปนการเดินระบบท่ีระยะเวลากักเก็บเทากับ 6.7 3.6 2.8 และ 2.3 วัน ตามลําดับ ดําเนินงานภายใตอุณหภูมิหอง (28±2องศาเซลเซียส) สําหรับตัวอยางน้ําเสียท่ีออกจากถังปฏิกรณจะถูกเก็บรวบรวมกอนนําไปวัดคาพีเอชทุกวัน วิเคราะหหาคาซีโอดีและปริมาณของกรดไขมันระเหยงายทุกๆ 3 วัน วัดปริมาณกาซท่ีผลิตขึ้นทุกวันจากปริมาณน้ําที่ถูกแทนท่ีดวยกาซในถังเก็บกาซทําการทดลองจนกระท่ังระบบเขาสูสภาวะคงที ่กอนทําการเปลี่ยนแปลงอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียใหม เมื่อเขาสูสภาวะคงท่ีนําน้ําเสียท่ีออกจากถังปฏิกรณสรางกรดวิเคราะห COD SS TS VFA Oil and Grease และ TKN สวนตะกอนสลัดจจะทําการทดลองปริมาณตะกอนสลัดจโดยวิเคราะหหาคา MLVSS ในขณะท่ีปริมาณของกาซมีเทน ท่ีมีอยูในกาซชีวภาพจะถูกทําการวิเคราะหโดยอาศัยเคร่ือง GC (ดังวิธีท่ีแสดงในตารางท่ี 2-1) เลือกชุดการทดลองที่เหมาะสมซึ่งใหปริมาณกาซมีเทนที่ดีท่ีสุด

2.3.6 การศึกษาประสิทธิภาพการสรางผลผลิตมีเทนของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศข้ันตอนเดียวและสองข้ันตอนในการบําบัดน้ําเสียโรงงานอาหารทะเลกระปอง

การศึกษาประสิทธิภาพการสรางผลผลิตมีเทนของระบบบําบัดน้ําเสียแบบ ไรอากาศขั้นตอนเดียวโดยใชถังปฏิกรณยูเอเอสบี ในขณะท่ีระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอน ใชถังปฏิกรณสรางกรดตอกันแบบอนุกรมกับถังปฏิกรณยูเอเอสบี (ถังปฏิกรณสรางกรด/UASB) ในการบําบัดน้ําเสียอาหารทะเลกระปอง สําหรับในการดําเนินงานของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวของถังปฏิกรณยูเอเอสบี ใชน้ําเสียจากสวนของน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลาในกระบวนการผลิตปลาทูนากระปองมีคาซีโอดีประมาณ 3,000-4,500 มิลลิกรัม/ลิตร และไมมีการปรับคาพีเอชของน้ําเสียกอนนําไปใชงานซึ่งในการดําเนินงาน โดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียและเดินระบบดวยระยะเวลากักเก็บจากผลการทดลองขอ 2.3.5 ซึ่งให

42

ประสิทธิภาพการผลิตกาซมีเทนสูงสุด ทําการทดลองจนระบบเขาสภาวะคงท่ี นําน้ําเสียท่ีออกจากถังปฏิกรณวิเคราะห COD SS TS VFA Oil and Grease และ TKN สวนตะกอนสลัดจจะทําการทดลองปริมาณตะกอนสลัดจโดยวิเคราะหหาคา MLVSS ในขณะท่ีปริมาณของกาซมีเทน ท่ีมีอยูในกาซชีวภาพจะถูกทําการวิเคราะหโดยอาศัยเครื่อง GC (ดังวิธีท่ีแสดงในตารางท่ี 2-1) ในขณะท่ีการดําเนินงานโดยอาศัยระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนโดยใชถังปฏิกรณสรางกรดตอกันแบบอนุกรมกับถังปฏิกรณยูเอเอสบีในการบําบัดน้ําเสียโรงงานอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปอง การทดลองใชถังปฏิกรณสรางกรดสําหรับเปนถังผลิตกรดไขมันระเหยงายในขั้นตอนแรกและใชถังปฏิกรณยูเอเอสบีสําหรับเปนถังผลิตมีเทนในขั้นตอนที่สอง ในการดําเนินงานของถังปฏิกรณสรางกรด น้ําเสียที่จะปอนเขาสูถังปฏิกรณสรางกรดจะไมทําการปรับคาพีเอชของน้ําเสียกอนนําไปใชงาน โดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเหมาะสมตอการดําเนินงานของถังปฏิกรณสรางกรดซึ่งไดจากการทดลองตามขอ 2.3.4 และในการดําเนินงานของถังปฏิกรณยูเอเอสบีใชน้ําเสียท่ีไดรับมาจากถังปฏิกรณสรางกรด โดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเหมาะสมตอการดําเนินงานของถังปฏิกรณยูเอเอสบี ซึ่งไดจากการทดลองตามขอ 2.3.5 ตามลําดับ โดยระหวางถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณยูเอเอสบีเชื่อมตอดวยถังพักเพ่ือปรับอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียกอนเขาสูถังปฏิกรณยูเอเอสบ ี(ภาพประกอบ 2-1) จากนั้นนําผลท่ีไดจากการดําเนินงานของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนมาทําการตรวจวัดประสิทธิภาพการสรางกรดและการสรางมีเทนและการเปลี่ยนแปลงของคา COD TS SS VFA Oil and Grease และ TKN สวนตะกอนสลัดจจะทําการทดลองปริมาณตะกอนสลัดจโดยวิเคราะหหาคา MLVSS (ดังวิธีท่ีแสดงในตารางท่ี 2-1) จากนั้นจึงนําผลท่ีไดรับจากการทดลองท่ีดําเนินงานของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวและระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนมาเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการสรางผลผลิตมีเทนและการเปลี่ยนแปลงของคาพารามิเตอรตางๆ

2.3.7 การศึกษาลักษณะความสัมพันธของคาพารามิเตอรตางๆ ของการหมัก การศึกษาความสัมพันธของคาพารามิเตอรตางๆ ของการหมักในถังปฏิกรณสราง

กรดและถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) โดยทําการวิเคราะหคาความสัมพันธของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียกับพารามิเตอรตางๆ ของถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณสรางมีเทนในสภาวะคงท่ีของการทดลอง เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอรตางๆ ตอการเปลี่ยนแปลงของภาระบรรทุกสารอินทรีย โดยใชสมการเสนตรงและสมการเสนโคงในการแสดงความสัมพันธดังกลาว

43

บทที ่3 ผลและวิจารณผลการวิจัย

3.1 ลักษณะน้ําเสียจากกระบวนการผลิตปลาทนูากระปอง

การศึกษาวิจัยในครั้งนี้ ใชน้ําเสียจากสวนน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลาในกระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง บริษัทสงขลาแคนนิ่ง จํากัด (มหาชน) จากการวิเคราะหลักษณะของน้ําเสีย พบวามีคุณสมบัติดังแสดงในตารางท่ี 3-1 น้ําเสียมีลักษณะเปนของเหลวสีน้ําตาลออนถึงสีน้ําตาลเขม มีกลิ่นคาวจัด มีชั้นไขมันลอยอยูบริเวณผิวหนาและตะกอนปลาทูนาปะปนอยูในน้ําเสีย ลักษณะน้ําเสียประกอบดวยซีโอดี (Chemical Oxygen Demand; COD) อยูในชวงระหวาง 3,000-4,500 มิลลิกรัม/ลิตร บีโอดี (Biological Oxygen Demand; BOD) อยูในชวงระหวาง 2,000-3,000 มิลลิกรัม/ลิตร ของแข็งท้ังหมด (Total Solids; TS) อยูในชวงคาระหวาง 2,000-5,500 มิลลิกรัม/ลิตร ของแข็งแขวนลอยอยูในชวงระหวาง 500-1,500 มิลลิกรัม/ลิตร ไขมันและน้ํามัน (Oil & Grease) อยูในชวงระหวาง 500-700 มิลลิกรัม/ลิตร ไนโตรเจนท้ังหมด (Total Kjeldahl Nitrogen; TKN) อยูในชวงระหวาง 50-500 มิลลิกรัม/ลิตร กรดไขมันระเหยงาย (Volatile Fatty Acid; VFA) อยูในชวงระหวาง 150-300 มิลลิกรัม/ลิตร ความเปนดาง (Alkalinity) อยูในชวงระหวาง 500-1,000 มิลลิกรัม/ลิตร และคาพีเอช (pH) อยูในชวงระหวาง 6.20-6.50 สําหรับในการดําเนินงานของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศโดยท่ัวไปซึ่งจะตองมีปริมาณของสารอาหารในอัตราสวนท่ีเหมาะสมคือ ซีโอดี : ไนโตรเจน : ฟอสฟอรัส เทากับ 300 : 5 : 1 (เกรียงศักดิ์ อุดมสินโรจน, 2543; ภาวิณี ชัยประเสริฐ, 2548) และจากการตรวจสอบคุณสมบัติน้ําเสียของน้ําเสียสวนน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลาของกระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง ท่ีนํามาใชทดลองนี้ พบวามีอัตราสวนของคาซีโอดี : ไนโตรเจน เทากับ 300 : 33 ซึ่งมีคาใกลเคียงกับลักษณะน้ําเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปองรายงานโดย บุญชัย วิจิตรเสถียร (2537) เทากับ 300 : 35 แสดงใหเห็นวาน้ําเสียจากอุตสาหกรรมประเภทนี้มีปริมาณไนโตรเจนที่มากเกินพอสําหรับการดําเนินงานของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศ สําหรับอัตราสวนคาบีโอดีตอซีโอดีเทากับ 0.46 แสดงใหเห็นวาน้ําเสียท่ีนํามาใชในการทดลองนี้มีองคประกอบของสารอินทรียท่ียอยสลายงาย ที่จะนําไปบําบัดดวยวิธีการทางชีวภาพโดยใชระบบบําบัดแบบไรอากาศได

ผลท่ีไดรับจากการตรวจสอบคุณสมบัติน้ําเสียในสวนน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลาของกระบวนการผลิตปลาทูนากระปอง พบวาน้ําเสียท่ีนํามาใชในการทดลองนี้ประกอบดวยสารอินทรียท่ีอยูในรูปของแข็งแขวนลอย และมีชั้นไขมันลอยอยูบริเวณผิวหนาซึ่งเปนองคประกอบสําคัญของน้ําเสีย สําหรับปญหาสําคัญที่มักเกิดขึ้นกับระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศท่ีมีไขมันและน้ํามัน

44

ปนเปอน คือ การดูดซับอนุภาคของไขมันท่ีอยูรอบๆ โดยชั้นไขมันของจุลินทรียซึ่งมีผลทําให จุลินทรียเกิดการลองลอยและหลุดออกไปจากระบบ จากผลการทดลองของ Lalman and Davil (2001) กลาววา ไขมันและน้ํามันท่ีปนเปอนอยูในน้ําเสียเปนสาเหตุสําคัญโดยมีผลทําใหเกิดการยับยั้งกิจกรรมของจุลินทรียในระบบ เนื่องจากการยอยสลายของไขมันและน้ํามันภายใตสภาวะไรอากาศโดยทําใหเกิดกรดไขมันสายยาวขึ้นซึ่งเปนผลผลิตท่ีสําคัญกอนท่ีจะถูกยอยสลายตอไปอยางชาๆ ภายใตสภาวะไรอากาศจึงมีผลทําใหระบบเกิดการสะสมของผลผลิตกรดไขมันสายยาวขึ้น ทําใหคาพีเอชของน้ําเสียลดลงเปนสาเหตุใหระบบเกิดความลมเหลวได นอกจากนี้น้ํามันท่ีปนเปอนอยูในน้ําเสียซึ่งสามารถเคลือบบริเวณผิวของเซลลจุลินทรียทําใหไมสามารถสัมผัสกับอาหารจนทําใหจุลินทรียเกิดภาวะขาดแคลนสารอาหารขึ้นซึ่งมีผลทําใหกิจกรรมของจุลินทรียมีคาลดลง ปญหานี้จะไมเกิดกับระบบบําบัดน้ําเสียท่ีดําเนินงานภายใตอุณหภูมิสูง เพราะภายใตสภาวะอุณหภูมิสูงทําใหปริมาณไขมันเกิดการสลายตัวไมยึดติดกันเปนกอน แตภายใตอุณหภูมิต่ํามักพบปญหานี้ขึ้น ซึ่งเปนผลเนื่องมาจากการสะสมของปริมาณไขมันที่ไมละลายน้ํา ภายในแกลนูลหรือชั้นตะกอนของ จุลินทรีย (sludge blanket) จนนําไปสูการเกิดความไมเสถียรภาพ (destabilization) หรือเกิดการยับยั้งการสรางแกลนูล (Hulshoff Pol and Lettinga, 1986; Borja et al., 1996) และทําใหจุลินทรียขาดแคลนอาหาร เนื่องจากน้ําเสียปลาทูนามีปริมาณน้ํามันและไขมันสูง ในการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวอาจจะทําใหจุลินทรียสรางกรดและจุลินทรียสรางมีเทนเจริญไดไมดี หากมีการแยกถังปฏิกรณออกเปนสองถังใหจุลินทรียแตละชนิดทํางานไดเต็มท่ีก็จะทําใหประสิทธิภาพการบําบัดน้ําเสียดีย่ิงขึ้น ดังนั้นจากเหตุผลท่ีกลาวมาขางตนจึงจําเปนท่ีจะตองนํากระบวนการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนมาใชในการบําบัดน้ําเสียท่ีมีปริมาณตะกอนแขวนลอยและไขมันสูงอยางน้ําเสียจากกระบวนการผลิตปลาทูนา เพื่อใหประสิทธิภาพในการทํางานของจุลินทรียแตละชนิดเจริญเติบโตไดดี

45

ตารางท่ี 3-1 ลักษณะของน้ําเสียจากโรงงานอาหารทะเลกระปอง

พารามิเตอร คาท่ีไดจากการวิเคราะห พีเอช 6.20-6.80 ซีโอดี (mg/L) 3,000-4,500 บีโอดี (mg/L) 2,000-3,000 ของแข็งท้ังหมด (mg/L) 2,000-5,500 ของแข็งแขวนลอย (mg/L) 500-1,500 น้ํามันและไขมัน (mg/L) 500-700 กรดไขมันระเหยงาย (mg/L as CH3COOH) 150-300 คาความเปนดาง (mg/L as CaCO3) 500-1,000 ไนโตรเจนวัดในรูป TKN (mg/L) 20-600

3.2 การเตรียมหัวเช้ือตะกอนสลัดจ - ตะกอนสลัดจของถังผลิตกรด จากผลการทดลองของถังผลิตกรด พบวา การหมักน้ําเสียดวยตะกอนสลัดจที่ผานการเตรียมดวยวิธี heat shock pretreatment (ชุดการทดลอง A) มีผลทําใหคาพีเอชลดลงอยูในชวง 4.5-5.6 (ภาพประกอบ 3-1) ซึ่งคาพีเอชดังกลาวเปนชวงท่ีเหมาะสมสําหรับการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรียสรางกรด (Gray, 1981) จึงทําใหคาของกรดไขมันระเหยงายในน้ําเสียท่ีผานการเตรียมมีคาสูงขึ้น (ภาพประกอบ 3-2 ก.) และคาความเปนดางลดลง (ภาพประกอบ 3-2 ข.) แตเม่ือเปรียบเทียบกับคาพีเอชของน้ําเสียท่ีหมักดวยตะกอนสลัดจที่ไมผานการเตรียม (ชุดการทดลอง B) พบวาพีเอชของน้ําเสียมีคาสูงอยูในชวง 7.0–8.5 (ภาพประกอบ 3-1) ซึ่งคาพีเอชดังกลาวเปนชวงท่ี จุลินทรียกลุมผลิตมีเทนเจริญเติบโตไดดี จึงทําใหปริมาณกรดไขมันระเหยงายท่ีจุลินทรียกลุมสรางกรดผลิตขึ้นถูกนําไปใชในการผลิตมีเทน ทําใหปริมาณกรดไขมันระเหยงายท่ีเหลืออยูมีนอย (ภาพประกอบ 3-2 ก.) หลังจาก heat-shock ในตะกอนสลัดจจะพบจุลินทรียหลักๆ จําพวก Closidium acetobutylicum (Iyer et al., 2004) หรือในรูปสปอรของพวก clostridia เชน Clostridium aceticum และ Clostridium thermoautrophicum (Minton and Clarke., 1989) ซึ่งทําใหจุลินทรียสรางมีเทนไมเจริญเติบโตหรือมีสารยับย้ังการเจริญเติบโตเกิดขึ้น แตจุลินทรียที่ผลิต H2 พวก Clostridia ยังคงมีชีวิตอยู endospores เหลานี้ถูกผลิตขึ้นเม่ือไดรับความรอน (Mu et al., 2006) เม่ือพิจารณาถึงการลดปริมาณซีโอดีของน้ําเสียในระหวางการหมัก พบวาชุดการทดลองท่ีผานการเตรียมสลัดจในถังสรางกรดมีการลดลงของคาซีโอดีนอยมากและมีคาติดลบใน

46

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

0 2 4 6 8 10Time (day)

pH

ABCD

วันท่ี 7 และ 8 (ภาพประกอบ 3-3 ข.) ท้ังนี้เนื่องจากมีการผลิตกรดซึ่งเปนสารอินทรียชนิดหนึ่ง ทําใหมีปริมาณซีโอดีเพิ่มสูงขึ้น นอกจากนี้แมวาปริมาณกาซชีวภาพที่เกิดขึ้นจากถังผลิตกรดท้ังสองถังมีคาใกลเคียงกัน (ภาพประกอบ 3-3 ก.) แตเม่ือนํากาซชีวภาพท่ีเกิดขึ้นจากการหมักดวยตะกอนสลัดจท่ีผานการเตรียมไปวิเคราะหหาองคประกอบดวย GC พบวาไมมีกาซมีเทนเกิดขึ้น จึงเปนไปไดวากาซชีวภาพท่ีเกิดขึ้นจากการหมักเปนกาซไฮโดรเจนและคารบอนไดออกไซด ซึ่งเปนกาซท่ีเกิดขึ้นจากการผลิตกรดไขมันระเหยงาย ซึ่งแตกตางกับการหมักดวยตะกอนสลัดจท่ีไมผานการเตรียม เมื่อนํากาซชีวภาพท่ีไดไปวิเคราะหหาองคประกอบดวย GC พบวามีปริมาณกาซมีเทน 43% และกาซคารบอนไดออกไซด 14% แสดงวาจุลินทรียผลิตมีเทนมีการเจริญเติบโตไดดีกวาจุลินทรียผลิตกรด ดังนั้นจากผลการทดลองดังกลาวจึงชี้ใหเห็นถึงการเตรียมตะกอนสลัดจดวยวิธี heat-shock pretreatment มีผลในการเพ่ิมประสิทธิภาพในการผลิตกรดมากกวาตะกอนสลัดจท่ีไมมีการเตรียม เนื่องจากเปนการคัดเลือกจุลินทรียกลุมผลิตกรดในตะกอนสลัดจ จึงทําใหปริมาณกรดไขมันระเหยงายสูง จึงเลือกวิธีการเตรียมตะกอนสลัดจนําไปใชในการทดลองถัดไป

ภาพประกอบ 3-1 ผลของการเตรียมหัวเชื้อของตะกอนสลัดจตอพีเอช A คือ ถังตะกอนสลัดจสรางกรดที่ผานการเตรียม C คือ ถังตะกอนสลัดจสรางมีเทนที่ผานการเตรียม B คือ ถังตะกอนสลัดจสรางกรดที่ไมผานการเตรียม D คือ ถังตะกอนสลัดจสรางมีเทนที่ไมผานการเตรียม

47

0100200300400500600700

0 2 4 6 8 10Time (day)

VFA (

mgCH

3COOH

/L)

ABCD

0

500

1000

1500

2000

2500

0 2 4 6 8 10Time (day)

Alkalin

ity (m

gCaC

O 3/L)

ABCD

ภาพประกอบ 3-2 ผลของการเตรียมหัวเชื้อของตะกอนสลัดจตอ ปริมาณกรด (ก) ความเปนดาง (ข) สําหรับถังสรางกรดและถังสรางมีเทน ท่ีมีการเปลี่ยนถายน้ําเสียในวันท่ี 3

A คือ ถังตะกอนสลัดจสรางกรดที่ผานการเตรียม C คือ ถังตะกอนสลัดจสรางมีเทนที่ผานการเตรียม B คือ ถังตะกอนสลัดจสรางกรดที่ไมผานการเตรียม D คือ ถังตะกอนสลัดจสรางมีเทนที่ไมผานการเตรียม

ก.

ข.

48

01000200030004000500060007000

0 2 4 6 8 10Time (day)

Biogas

Produ

ction (

ml/day

)

ABCD

-100

102030405060708090

100

4 5 6 7 8 9 10Time (day)

COD r

emova

l (%)

ABCD

ภาพประกอบ 3-3 ผลของการเตรียมหัวเชื้อของตะกอนสลัดจตอปริมาณกาซชีวภาพ (ก )ประสิทธิภาพของการกําจัดซีโอดี (ข) สําหรับถังสรางกรดและถังสรางมีเทน ท่ีมีการเปลี่ยนถายน้ําเสียในวันที่ 3 A คือ ถังตะกอนสลัดจสรางกรดที่ผานการเตรียม C คือ ถังตะกอนสลัดจสรางมีเทนที่ผานการเตรียม B คือ ถังตะกอนสลัดจสรางกรดที่ไมผานการเตรียม D คือ ถังตะกอนสลัดจสรางมีเทนที่ไมผานการเตรียม

ข.

ก.

49

- ตะกอนสลัดจของถังผลิตมีเทน จากการทดลองในถังผลิตมีเทน พบวาการหมักน้ําเสียดวยตะกอนสลัดจที่ผานการเตรียมมีคาพีเอชอยูในชวง 7.0-8.5 (ภาพประกอบ 3-1) ซึ่งเปนคาพีเอชท่ีเหมาะสมในการเจริญเติบโตของจุลินทรียที่สรางมีเทน (Gray, 1981) จึงทําใหค าความเปนดางสู ง (ภาพประกอบ 3-2 ข.) และปริมาณกรดไขมันระเหยงายมีคานอย (ภาพประกอบ 3-2 ก.) ซึ่งเปนสัดสวนท่ีแปรผกผันกัน ท้ังนี้ ยังสงผลใหปริมาณกาซชีวภาพจากตะกอนสลัดจ ท่ีผานการเตรียมมีคามากขึ้นโดยองคประกอบสวนใหญของกาซชีวภาพเปนกาซมีเทน 68% จึงมีผลทําใหปริมาณซีโอดีในถังท่ีมีการเตรียมลดนอยลงไปดวย ประสิทธิภาพในการกําจัดซีโอดีจึงสูงถึงประมาณ 90% ในวันที่ 7 (ภาพประกอบ 3-3 ข.) สําหรับชุดการทดลองท่ีไมผานการเตรียมตะกอนสลัดจจะมีการสรางกาซชีวภาพไดนอยกวาชุดการทดลองท่ีผานการเตรียมตะกอนสลัดจพบกาซชีวภาพท่ีเปนกาซมีเทน 57% ซึ่งสอดคลองกับปริมาณกรดไขมันระเหยงายท่ีชุดการทดลองท่ีไมผานการเตรียมตะกอนสลัดจจะมีการกรดไขมันระเหยงายมากกวาชุดการทดลองท่ีผานการเตรียมตะกอนสลัดจ ซึ่งสงผลตอการยับยั้งการเจริญของจุลินทรียกลุมผลิตมีเทน จากการทดลองชี้ใหเห็นวาการเตรียมตะกอนสลัดจโดยการหมักดวยโซเดียมอะเซเตท เปนการคัดเลือกจุลินทรียกลุมผลิตมีเทนในตะกอนสลัดจ จึงทําใหประสิทธิภาพในการผลิตกาซชีวภาพมีปริมาณสูงขึ้น จึงเลือกวิธีการเตรียมตะกอนสลัดจนําไปใชในการทดลองถัดไป จากภาพประกอบ 3-2 และ 3-3 จะเห็นวาปริมาณกรดไขมันระเหยงาย คาความเปนดาง และการผลิตกาซชีวภาพ มีปริมาณลดลงหลังจากวันท่ี 3 และเพิ่มขึ้นอีกคร้ังในวันท่ี 4 เนื่องจากท้ัง 4 ชุดการทดลองมีการเปลี่ยนถายน้ําเสียออก 50% และปอนน้ําเสียจากสวนลางเลือดและละลายปลาเขาไปแทนท่ีในวันท่ี 3 เพ่ือเปนการปรับสภาพหัวเชื้อจุลินทรียเริ่มตนกับน้ําเสียกอนจะปอนเขาสูระบบ เม่ือจุลินทรียไดรับสารอาหารใหม จึงมีการเจริญเติบโตไดดี 3.3 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการผลิตกรดไขมันระเหยงายของถังปฏิกรณสรางกรด จากการดําเนินงานในชวงระหวางการเร่ิมตนระบบของถังผลิตกรดท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 3.5 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน พบวาในชวง 2 สัปดาหแรกของการเร่ิมตนเดินระบบ ซึ่งเปนชวงของการปรับสภาพตะกอนหัวเชื้อจุลินทรียเกิดการหลุดออก (wash out) ของตะกอนจํานวนมาก ซึ่งตะกอนท่ีมีน้ําหนักเบาและตกตะกอนยากจะถูกชะลางออกไปจากระบบ สวนตะกอนที่มีน้ําหนักและมีคุณสมบัติในการตกตะกอนท่ีดีจะถูกเก็บกักไวในระบบและสามารถยอยสลายสารอินทรียในน้ําเสียได (Lettinga et al., 1984) ในชวงระยะนี้ยังคงมีการหลุดลอยของตะกอนสลัดจออก จึงไดปรับเปลี่ยนอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเปน 3.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน เพ่ือไมใหเกิดการหลุดลอยของตะกอนสลัดจ จากการทดลองผลท่ีไดหลังเดินระบบเปน

50

เวลา 9 วัน พบวาอัตราการผลิตกรดไขมันระเหยงายมีปริมาณนอยประมาณ 100-300 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท และพบวาไมเกิดการหลุดลอยของตะกอนสลัดจออกจากระบบ จึงไดทําการปรับเปลี่ยนอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียใหมเปน 5.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ซึ่งสามารถผลิตกรดไขมันระเหยงายมากขึ้นเปน 300-400 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท จึงทําการเดินระบบอยางตอเนื่อง และเม่ือเขาสูสภาวะคงท่ี (มีการเปลี่ยนแปลงของคากรดไขมันระเหยงาย ±10%) ไดทําการเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเปน 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ สังเกตไดวาปริมาณกรดไขมันระเหยงายมีแนวโนมเพ่ิมสูงขึ้นตามอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีนําเขาสูระบบ (ภาพประกอบ 3-4) โดยปริมาณกรดไขมันระเหยงายท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของระบบมีคาเทากับ 463 591 และ 604 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท (ภาพประกอบ 3-5) ซึ่งไดรับเม่ือระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ สําหรับผลของการผลิตกรดไขมันระเหยงายท่ีเพิ่มสูงขึ้นทําใหคาพีเอชของน้ําเสียที่อยูภายในถังปฏิกรณเกิดการเปลี่ยนแปลงไปซึ่งมีแนวโนมท่ีลดลงเทากับ 6.94 6.72 และ 6.75 (ภาพประกอบ3-6) ท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ไมมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญทางสถิติ (p>0.05) และทําใหประสิทธิภาพในการกําจัดซีโอดีของถังปฏิกรณสรางกรดลดตํ่าลง(ภาพประกอบ 3-7) ซึ่งไดรับเมื่อระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ จากการทดลองแสดงใหเห็นวาจุลินทรียสามารถมีกิจกรรมในการยอยสลายสารอินทรียเพ่ือสรางเปนกรดไขมันระเหยงายไดอยางมีประสิทธิภาพ ดังเห็นไดจากปริมาณกรดไขมันระเหยงายท่ีเพ่ิมสูงขึ้น ซึ่งทําใหปริมาณซีโอดีในน้ําออกจากระบบมีคาเพ่ิมขึ้นเทากับ 1,715 2,365 และ 2,173 มิลลิกรัม/ลิตร และประสิทธิภาพในการลดคาซีโอดีของน้ําเสียที่ไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของระบบลดลงมีคาเทากับรอยละ 57.19 40.39 และ 29.55 (ภาพประกอบ 3-8) มีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญทางสถิติ (p<0.05) ซึ่งไดรับเม่ือระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วันตามลําดับ อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพ่ิมสูงขึ้นทําใหเกิดการลดลงของระยะเวลาเก็บกักของน้ําเสีย (HRT) จาก 0.9 0.6 และ 0.5วัน ตามลําดับ ทําใหจุลินทรียมีเวลาสัมผัสกับน้ําเสียไดสั้นลงตะกอนจุลินทรียทําใหจุลินทรียกลุมสรางมีเทนซึ่งเจริญเติบโตชาไมสามารถเจริญไดดี สงผลใหเกิดการสะสมของกรดซึ่งเปนสารตัวกลางจากการยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญในระบบไรอากาศและกรดเปนสารอินทรียท่ีละลายอยูในน้ําในรูปของ VFA ปะปนมากับน้ําท้ิงมากขึ้น ทําใหประสิทธิภาพของการกําจัดซีโอดีของน้ําเสียมีคาลดตํ่าลง และจากผลท่ีเกิดขึ้นการยอยสลายสารอินทรียท่ีมีอยูในน้ําเสียลดลงแตเกิดการสรางกรดไขมันระเหยงายขึ้นในระบบแทน

51

ดังนั้นการยอยสลายสารอินทรียเพื่อผลิตกรดไขมันระเหยงายโดยอะซิโตจินิคแบคทีเรียจึงไมไดเปนการชวยลดคาซีโอดีของน้ําเสียแตจะเปนการเพ่ิมภาระบรรทุกสารอินทรียใหกับระบบไดหากมีการสะสมของผลผลิตกรดท่ีเกิดขึ้นจากการยอยสลาย สัมพันธกับงานวิจัยของ Wang and Bank (2003) ซึ่งไดทําการศึกษาการบําบัดน้ําเสียไรอากาศแบบสองขั้นตอน พบวาเม่ือเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย เพ่ิมทําใหปริมาณกรดไขมันระเหยงายสูงขึ้น เ ม่ือ VFA เ พ่ิมขึ้นสงผลใหเกิดกระบวนการไฮโดรไลซิสและกระบวนการอะซิโตจินิคไดแตทําใหประสิทธิภาพในการกําจัดซีโอดีลดลงเนื่องจากการสะสมของ VFA ทําใหเปนตัวยับยั้งกระบวนการเมทาโนจินิค แตคาพีเอชที่ลดลงจะไมเปนปจจัยที่สําคัญท่ีจะสงผลตอกระบวนการอะซิโตจินิคและกระบวนการเมทาโนจินิค

นอกจากนี้ยังพบวา การเพ่ิมขึ้นของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียทําใหปริมาณของแข็งแขวนลอย (suspended solids: SS) และปริมาณของแข็งทั้งหมด (total solids: TS) มีปริมาณลดลง จึงทําใหประสิทธิภาพการกําจัด TS และ SS เพ่ิมขึ้นแตไมสูงนักคือรอยละ 7.07 7.83 และ 21.06 ซึ่งมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญทางสถิติ (p<0.05) และรอยละ 47.80 58.33 และ 64.77 ซึ่งมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญทางสถิติ (p<0.05) ตามลําดับ (ภาพประกอบ 3-9) โดยปริมาณท่ีพบในน้ําเทากับ 2,760 7,420 และ 2,005 มิลลิกรัม/ลิตร และ 475 450 และ 155 มิลลิกรัม/ลิตร ตามลําดับ ท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเทากับ 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ การเพ่ิมปริมาณสารอินทรียเขาสูระบบเปนการเพ่ิมสารอาหารใหกับจุลินทรีย โดยเฉพาะจุลินทรียกลุมอะซิโตจินิคท่ีสามารถยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนโมเลกุลเล็กลง ทําใหจุลินทรียสามารถเจริญเติบโตและเพ่ิมจํานวนมากขึ้นสงผลใหปริมาณตะกอนสลัดจในถังเพ่ิมขึ้นดวย จึงมีผลตอปริมาณของตะกอนสลัดจ (MLVSS) ในถังปฏิกรณคือ ปริมาณตะกอนสลัดจในถังมีปริมาณเพ่ิมสูงขึ้นเทากับ 7,200 10,867 และ 31,683 มิลลิกรัม/ลิตร

52

463

591 604

0100200300400500600700

5 7 9Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

VFA (

mgCH

3C00H

/L)

ภาพประกอบ 3-4 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอปริมาณกรดไขมันระเหยงายและคาความเปนดางในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด

ภาพประกอบ 3-5 ผลของอตัราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอปริมาณ กรดไขมันระเหยงายในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด

0

100

200

300

400

500

600

700

0 20 40 60 80 100 120 140

Time (day)

VFA (

mgCH

3C00H

/L)

0

500

1000

1500

2000

Alkalin

ty (m

gCaC

O 3/L)

VFA Alk

3 9 7 5

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

53

6.946.756.72

6.0

6.5

7.0

7.5

5 7 9Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

pH

ภาพประกอบ 3-6 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ี ตอคาพีเอชในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด

ภาพประกอบ 3-7 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอการลดคาซีโอดี ในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด

0

2000

4000

6000

8000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140Time (day)

COD (

mg/l)

0

30

60

90

COD r

emova

l (%)

COD Inf COD Eff %removal

3 9 7 5

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

54

64.77%58.33%47.80%

21.06%7.83%7.07%

0

20

40

60

80

100

5 7 9Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

% Re

moval

%SS removal %TS removal

29.55%40.39%

57.19%

0

20

40

60

80

100

5 7 9Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

COD R

emova

l (%)

ภาพประกอบ 3-8 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอการลด คาซีโอดีของถังปฏิกรณสรางกรด ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง

ภาพประกอบ 3-9 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตางๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอการลดคาปริมาณของแข็งแขวนลอยและของแข็งท้ังหมดของถังปฏิกรณสรางกรด ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง

55

ในขณะท่ีปริมาณกาซชีวภาพท้ังหมด (total biogas production) ท่ีถูกผลิตขึ้นในชวงเริ่มตนระบบของถังผลิตกรดพบวาในระยะแรกของการเร่ิมตนเดินระบบไมสามารถวัดปริมาณกาซท่ีเกิดขึ้นไดเนื่องจากเกิดความบกพรองบริเวณทางน้ําออก ทําใหปริมาณกาซท่ีเกิดขึ้นไหลออกไปกับน้ําออกจากระบบ จึงไดแกไขปญหาโดยการปรับเปลี่ยนทางน้ําออกไปเชื่อมตอกับสายน้ําเกลือเปนตัวปรับจังหวะหยดของน้ําออกแทน ผลท่ีไดปรากฏวามีอัตราการเกิดกาซชีวภาพที่เปนปกติท่ีสามารถวัดไดในแตละวัน ปริมาณของกาซชีวภาพท่ีถูกผลิตขึ้นมีแนวโนมท่ีสูงขึ้นตามอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเขาสูระบบ (ภาพประกอบ 3-10) และเมื่อวิเคราะหคาปริมาณกาซชีวภาพในสภาวะคงท่ีมีคาเทากับ 3,845 7,005 และ 7,685 มิลลิลิตร/วัน (ภาพประกอบ 3-11) ซึ่งไดรับเม่ือระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ ระบบสามารถผลิตกาซขึ้นมาสูงสุดไดเทากับ 9,320 มิลลิลิตร/วัน ซึ่งไดรับเม่ือระบบใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 0.9 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน กลาวไดวาปริมาณของผลผลิตกาซชีวภาพทั้งหมดท่ีถูกผลิตขึ้นมีความสัมพันธกับปริมาณของสารอาหารหรือสารอินทรียท่ีถูกปอนเขาสูระบบ (Parawira et al., 2005 และ Ann et al., 2004) เม่ือนํากาซชีวภาพซึ่งไดจากถังปฏิกรณสรางกรดผลิตขึ้น ไปวิเคราะหหาองคประกอบของกาซชีวภาพภายใตสภาวะคงท่ีของระบบพบวามีกาซมีเทนเปนองคประกอบในกาซชีวภาพเทากับรอยละ 38 32 และ 35 ท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ (ภาพประกอบ 3-12) สอดคลองกับปริมาณกรดไขมันระเหยงายท่ีเกิดขึ้นเมื่ออัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพ่ิมขึ้น(ภาพประกอบ 3-5) การท่ีจุลินทรียผลิตมีเทนไดนอย เนื่องจากวิธีการเตรียมหัวเชื้อเริ่มตนของถังสรางกรดโดยใช heat shock pretreatment พบวาหลังจาก heat-shock ในตะกอนสลัดจจะพบจุลินทรียหลักๆ จําพวก Closidium acetobutylicum (Iyer et al., 2004) หรือในรูปสปอรของพวก clostridia เชน Clostridium aceticum และ Clostridium thermoautrophicum (Minton and Clarke., 1989) ซึ่งทําใหจุลินทรียสรางมีเทนไมเจริญเติบโตหรือมีสารยับยั้งการเจริญเติบโตเกิดขึ้น แตจุลินทรียท่ีผลิต H2 พวก Clostridia ยังคงมีชีวิตอยู endospores เหลานี้ถูกผลิตขึ้นเม่ือไดรับความรอน (Mu et al., 2006) ดังนั้นจึงทําใหจุลินทรียผลิตมีเทนไดนอย และจากการทดลองสอดคลองกับการศึกษาของ Dinsdale et al. (1997) ที่บําบัดน้ําเสียจากอุตสาหกรรมผลิตกาแฟ โดยระบบยูเอเอสบี ซึ่งกลาววา เม่ือเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียขึ้นทําใหปริมาณ VFA ท้ังหมดเพ่ิมขึ้นดวยและทําใหประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีลดตํ่าลง

56

3845

76857005

0

2000

4000

6000

8000

10000

5 7 9Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Biogas

Produ

ction (

ml/da

y)

ภาพประกอบ 3-10 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอปริมาณการผลิต กาซชีวภาพในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด

ภาพประกอบ 3-11 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงทีต่อปริมาณการผลติ

กาซชีวภาพในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางกรด

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 20 40 60 80 100 120 140Time (day)

Biogas

Prod

uction

(ml/d

ay)3 9 7 5

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

57

38% 32% 35%

62% 68% 65%

0

20

40

60

80

100

5 7 9Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Biogas

Comp

ositio

n (%)

CH4 CO2 H2CH4 CO2 H2

0%

0%

0%

ภาพประกอบ 3-12 องคประกอบของกาซชีวภาพจากถังปฏิกรณสรางกรด ท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงท่ี

การทดลองนี้ไดทําการศึกษาประสิทธิภาพของระบบในการกําจัดเจดาหลไนโตรเจนหรือทีเคเอ็น ( total kjeldahl nitrogen; TKN) จุลินทรียจะใชสารอินทรียไนโตรเจนเปนอาหาร (macronutrient) สําหรับสรางเซลลจุลินทรียสารอินทรียไนโตรเจนจะถูกยอยสลายกลายเปนแอมโมเนียไนโตรเจนไดงายโดยอาศัยเอนไซมของจุลินทรีย นอกจากนี้อัตราสวนซีโอดีท้ังหมดตอทีเคเอ็นในระบบบําบัดไรอากาศควรมีอยางนอยเทากับ 100 : 1.1 (McCarty, 1964) และจากผลการทดลองปริมาณทีเคเอ็นในน้ําเสียเขาระบบมีคา 20-600 มิลลิกรัม/ลิตร ดังนั้นอัตราสวนซีโอดีท้ังหมดตอทีเคเอ็นในระบบเทากับ 100 : 13.3 ซึ่งจะเห็นวามีคาของไนโตรเจนท่ีมากเกินพอสําหรับระบบไรอากาศ จากการทดลองจนระบบเขาสูสภาวะคงท่ีพบวา เม่ืออัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพ่ิมขึ้นจาก 5.0 ถึง 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ทําใหระบบมีความเขมขนของทีเคเอ็นเพ่ิมมากขึ้นเนื่องจากอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเ พ่ิมขึ้นทําใหระยะเวลาที่น้ําเสียอยูในระบบสั้นลง จุลินทรียทํางานไดสั้นลงทําใหทีเคเอ็นในน้ําท้ิงเพ่ิมมากขึ้นคือ 20 87 และ 14 มิลลิกรัม/ลิตร สงผลใหประสิทธิภาพการกําจัดลดลงคือรอยละ 85.54 83.87 และ 47.06 ซึ่งมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญ (p<0.05) จากผลการทดลองพบวา รอยละของกาซไนโตรเจนและประสิทธิภาพการกําจัดทีเคเอ็นในน้ําท้ิงมีคาแตกตางกับทฤษฎี อาจเนื่องมาจากเกิดความผิดพลาดในการเก็บตัวอยางและ

58

การวิเคราะห ซึ่งในทางทฤษฏีแลวการบําบัดไนโตรเจนไมสามารถกระทําไดโดยอาศัยกระบวนการชีววิทยาแบบไรอากาศเพียงอยางเดียว แตตองใชควบคูกับกระบวนการใชอากาศหรืออื่นๆ ดวย (ธนาวัฒน รักกมล, 2549) ความสามารถของถังปฏิกรณสรางกรดในการลดปริมาณน้ํามันและไขมันพบวาจากผลการทดลองความเขมขนของปริมาณซีโอดีในน้ําเสียเขาระบบมีการเปลี่ยนแปลงอยูในชวง 3,000-4,500 มิลลิกรัม/ลิตร และมีปริมาณน้ํามันและไขมัน 500-700 มิลลิกรัม/ลิตร และเมื่อมีการเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียใหสูงขึ้นเร่ือยๆ (3.0-9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน) เปนผลใหปริมาณ น้ํามันและไขมันในน้ําเสียเขาระบบสูงตาม โดยปริมาณน้ํามันและไขมันในน้ําท้ิงท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสถานะคงท่ีของระบบมีคาเทากับ 244 252 และ 287 มิลลิกรัม/ลิตร ซึ่งไดรับเม่ือระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ และพบวาประสิทธิภาพการกําจัดปริมาณน้ํามันและไขมันของถังปฏิกรณสรางกรดมีแนวโนมลดลงเร่ือยๆ คือรอยละ 59.87 57.14 และ 52.49 (ภาพประกอบ3-13) ซึ่งมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญ (p<0.05) เนื่องมาจากการท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพ่ิมสูงขึ้นทําใหระยะเวลาในการเก็บกักน้ําเสียในระบบลดนอยลงจึงทําใหระบบไมสามารถท่ีจะกําจัด น้ํามันและไขมันไดหมด และเม่ือพิจารณาคาเฉลี่ยปริมาณน้ํามันและไขมันในน้ําท้ิงของถังปฏิกรณสรางกรดตลอดการทดลอง จะเห็นวามีคาสูงเ ม่ือเปรียบเทียบกับเกณฑมาตรฐานของกระทรวงอุตสาหกรรม พ.ศ. 2539 (น้ํามันและไขมันไมมากกวา 15 มก./ล.) เพราะโดยท่ัวไปกระบวนการยอยสลายทางชีวภาพของน้ํามันและไขมันจะเกิดขึ้นชาและมีการยอยสลายไดนอย แตถึงอยางไรน้ําทิ้งที่ออกจากถังสรางกรดจะนําไปปอนสูถังปฏิกรณยูเอเอสบี ดังนั้นปริมาณน้ํามันและไขมันที่มีคาสูงกวาเกณฑอาจจะมีผลตอการยอยสลายของจุลินทรียไรอากาศในถังยูเอเอสบีไดเนื่องจากปริมาณ น้ํามันและไขมัน อาจจะไปเกาะจับตะกอนสลัดจหรือเกาะผนังถังปฏิกรณทําใหปริมาตรการทํางานของถังลดลงได

59

52.49%57.14%59.87%

0

20

40

60

80

100

5 7 9Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Oil &

Greas

e rem

oval (%

)

ภาพประกอบ 3-13 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆที่สภาวะคงท่ีตอการลดคาปริมาณ น้ํามันและไขมันของถังปฏิกรณสรางกรด ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง

สรุปผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเทากับ 5.0 7.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ ตอการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอรตางๆ ดังแสดงในตารางท่ี 3-2 ซึ่งพบวาที่อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเทากับ 9.0.กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน เปนคาดีท่ีสุดในการดําเนินการทดลองระบบบําบัดน้ําเสียในถังสรางกรด เนื่องจากใหปริมาณกรดไขมันระเหยงายมากท่ีสุดเมื่อเปรียบเทียบกับคาของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียอื่นๆ และหากเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสูงขึ้นจะทําใหเกิดการหลุดลอยของตะกอนสลัดจและอาจทําใหเกิดการ wash out ไดและเม่ือคํานวณหาผลการผลิตกาซมีเทนของระบบ ซึ่งเปรียบเทียบอัตราการผลิตกาซมีเทนตอการกําจัดซีโอดีท้ังหมดของระบบบําบัดกับคาแนะนําในทางทฤษฏีเทากับ 0.35 ลิตรมีเทน/กรัม ซีโอดีท่ีถูกกําจัด (McCarty, 1964) ตลอดการทดลอง แสดงดังตารางท่ี 3-2 ซึ่งสามารถคํานวณอัตราการผลิตมีเทนของระบบไดจากสูตรทางทฤษฏี ดังนี้

total biogas production (L/d) × %methane [TCODinf (g/L) – TCODeff (g/L)] ×Q (L/d)

Lmethane gCODremoved

อัตราการผลิตกาซมีเทน =

60

จากตารางที่ 3-2 จะเห็นวาท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 5.0 ถึง 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน มีอัตราการผลิตกาซมีเทนเทากับ 0.105 0.179 และ 0.276 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป ตามลําดับ ซึ่งมีคานอยกวาทางทฤษฏี จากงานวิจัยของ กัญญารัตน สฤษฎพงศทีรฆ (2550) ไดกลาวไววา กรณีท่ีอัตราการผลิตกาซมีเทนนอยกวาทางทฤษฏีอาจเปนเพราะลักษณะน้ําเสียเขาระบบมีตะกอนของแข็งแขวนลอยปะปนอยู เม่ือปอนเขาระบบเกิดการเก็บสะสมอยูในระบบ กลาวคือ ของแข็งแขวนลอยบางสวนถูกยอยสลายอยางชาๆ และอีกสวนหนึ่งจะตกตะกอนและลอยอยูบนผิวหนาน้ําเสียในระบบ ทําใหปริมาณสารอินทรียที่หายไปไมไดถูกเปลี่ยนไปเปนกาซชีวภาพท้ังหมด สอดคลองกับประสิทธิภาพในการกําจัดซีโอดีจะลดต่ําลงเปนผลใหอัตราการผลิตกาซมีเทนมีคานอยกวาทางทฤษฏี นอกจากนี้เมื่ออัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพ่ิมสูงขึ้น ระยะเวลากักเก็บน้ําเสียในระบบลดลง ทําใหจุลินทรียผลิตมีเทนเจริญเติบโตชากวาจุลินทรียผลิตกรด ดังนั้นระบบจึงเกิดกรดไขมันระเหยงายมากขึ้น ปริมาณการผลิตมีเทนมีนอย และทําใหประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีลดต่ําลง สอดคลองกับงานวิจัยของ รณชัย ไชยศรี (2550) ท่ีกลาววาอัตราการปอนสารอินทรียท่ีเพ่ิมสูงขึ้นมีผลทําใหประสิทธิภาพในการลดคาซีโอดีของน้ําเสียลดลง เนื่องจากอัตราการปอนสารอินทรียท่ีเพ่ิมสูงขึ้น ทําใหระยะเวลาท่ีน้ําเสียถูกเก็บกักไวในระบบลดลงจนจุลินทรียไมสามารถใชสารอินทรียที่ปอนเขาสูระบบไดทัน จึงสงผลใหสารอินทรียท่ีเหลือไหลลนออกจากระบบไป นอกจากนี้ผลผลิตท่ีเกิดขึ้นจากกระบวนการยอยสลายของสารอินทรียภายใตสภาวะไรอากาศทําใหเกิดการสรางกรดไขมันระเหยงายขึ้นซึ่งเปนตัวกลางสําคัญท่ีทําใหประสิทธิภาพการผลิตกาซมีเทนลดนอยลง เนื่องจากกิจกรรมของกระบวนการเกิดมีเทนมีคาลดลงแตกระบวนการสรางอะเซเตทเพิ่มขึ้นแทน นอกจากนี้จะเห็นวายังมีอัตราการผลิตกาซมีเทนในถังสรางกรดอยูสูง ถึงแมวาจะใชหัวเชื้อท่ีผานการเตรียมหัวเชื้อเริ่มตนดวยวิธี heat shock pretreatment แลวก็ตาม แตในถังสรางกรดอาจจะมีการตกตะกอน จุลินทรียสรางมีเทนท่ีมีการเจริญเติบโตชาเกิดการสะสมอยูภายในระบบ จึงกอใหเกิดการผลิตมีเทนเพ่ิมขึ้น ดังนั้นในการดําเนินการทดลองควรจะใชระบบท่ีมีการตีกวนระหวางน้ําเสียกับตะกอนจุลินทรียภายในระบบ เชน ระบบ CSTR เปนตน

61

ตารางท่ี 3-2 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอรตาง ๆ ในถังปฏิกรณสรางกรดท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของระบบ

อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย (กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน) พารามิเตอร

5.0 7.0 9.0 ระยะเวลากักเก็บน้ําเสีย (วัน) 0.9 0.6 0.5 พีเอช 6.94 6.72 6.75 กรดไขมันระเหยงายท้ังหมด (มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท) 463 591 604

ประสิทธิภาพในการลดคาซีโอดี (รอยละ) 57.19 40.39 29.55 ประสิทธิภาพในการลดของแข็งท้ังหมด (รอยละ) 7.07 7.83 21.06 ประสิทธิภาพในการลดของแข็งแขวนลอย (รอยละ) 47.80 58.33 64.77 อัตราการผลิตกาซชีวภาพ (มิลลิลิตร/วัน)

3,845 7,005 7,685

อัตราการผลิตมีเทน (ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป)

0.105 0.179 0.276

ประสิทธิภาพในการลดลงของน้ํามันและไขมัน (รอยละ) 59.87 57.14 52.49 ปริมาณตะกอนสลัดจในถังปฏิกรณสรางกรด (มิลลิกรัม/ลิตร) 7,200 10,867 31,683

62

3.4 ลักษณะของน้ําเสียท่ีใชปอนเขาสูถังปฏิกรณสรางมีเทน (UASB) เปรียบเทียบลักษณะของน้ําเสียท่ีปอนเขาสูถังปฏิกรณยูเอเอสบีซึ่งไดมาจากการเตรียมในถังขนาด 20 ลิตร ในระบบแบบกะเปนเวลา 2 วัน การนําน้ําเสียท่ีผานการเตรียมในระบบไรอากาศแบบกะและน้ําท้ิงออกจากถังสรางกรดท่ีเดินระบบแบบตอเนื่องมาวิเคราะหคาพารามิเตอรตางๆ ดังแสดงในตารางท่ี 3-3 พบวาน้ําเสียแบบกะมีคาพารามิเตอรหลายคาที่สูงกวา เพราะการหมักน้ําเสียอยูในระบบโดยไมมีการไหลผานของน้ําเสียอยางตอเนื่องทําใหปริมาณสารอาหารท่ีอยูในระบบไมเกิดการสูญเสีย แตคาพีเอชอยูในชวง 4.00-5.50 ซึ่งตํ่ากวาและมีปริมาณกรดไขมันระเหยงายสูงเทากับ 600-1,600 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท ซึ่งสูงกวาน้ําทิ้งท่ีออกจากถังสรางกรด เพราะสารอาหารท่ีไมเกิดการสูญเสียทําใหกระบวนการอะซิโดจินิซิสเจริญไดดีจึงทําใหมีปริมาณกรดไขมันระเหยงายมากกวา ดวยเหตุผลดังกลาวทําใหน้ําเสียที่ผานการเตรียมในถังหมักแบบกะเปนระยะเวลา 2 วัน มีสารอาหารที่มากพอตอการเจริญเติบโตของจุลินทรียในการสรางมีเทน แสดงวาในน้ําเสียแบบกะมีจุลินทรียสรางกรดเจริญเติบโตไดดี เมื่อจุลินทรียท่ีทําใหเกิดกรดทําการยอยสลายสารอินทรียเปนกรดอินทรียชนิดหนึ่งแลวจุลินทรียกลุมท่ีสรางมีเทนก็จะทําการยอยสลายตอไปเปนกาซมีเทนและกาซคารบอนไดออกไซดไดดี นอกจากนี้ยังมีปญหาในชวงเริ่มตนเดินระบบของถังสรางกรดซึ่งมีการหลุดลอยของตะกอนทําใหสูญเสียจุลินทรียออกนอกระบบจึงทําใหความเขมขนของกรดตํ่ากวาและยังมีปริมาณน้ําท้ิงที่ออกจากถังสรางกรดไมเพียงพอท่ีจะใชปอนในถังสรางมีเทน ดังนั้นจึงเลือกน้ําเสียท่ีผานการหมักแบบกะมาใชในการปอนเขาสูถังปฏิกรณยูเอเอสบีตอไป

ตารางท่ี 3-3 เปรียบเทียบลักษณะของน้ําเสียที่ไดจากการเตรียมในระบบแบบกะและน้ําท้ิงออกจากถังสรางกรดเดินระบบแบบตอเนื่อง

พารามิเตอร น้ําเสียท่ีผานการเตรียม ในถังหมักแบบกะ

น้ําท้ิงออกจากถังสรางกรด ท่ีเดินระบบแบบตอเนื่อง

พีเอช 4.00-5.50 7.40-8.30 ซีโอดี (mg/L) 2,300-10,200 800-3,750 ของแข็งท้ังหมด (mg/L) 1,000-6,000 2,000-7,000 ของแข็งแขวนลอย (mg/L) 100-1,200 150-800 น้ํามันและไขมัน (mg/L) 400-600 200-300 VFA (mg/L as CH3COOH) 600-1,600 150-660 alkalinity (mg/L as CaCO3) 800-1,500 800-1,600 ไนโตรเจนวัดในรูปTKN (mg/L) 20-450 15-90

63

3.5 ศึกษาผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการผลิตกาซชีวภาพของถังปฏิกรณสรางมีเทน (UASB) จากการดําเนินงานในชวงระหวางการเร่ิมตนระบบของถังผลิตมีเทนโดยใชน้ําเสียที่ผานการเตรียมในถังหมักแบบกะมาใชในการเดินระบบท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 1.2 กิโลกรัม ซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน พบวาในชวง 2 สัปดาหแรกของการเริ่มตนเดินระบบ ซึ่งเปนชวงของการปรับสภาพตะกอนหัวเชื้อจุลินทรียเกิดการหลุดออก (wash out) ของตะกอนจํานวนมาก ซึ่งตะกอนท่ีมีน้ําหนักเบาและตกตะกอนยากจะถูกชะลางออกไปจากระบบ สวนตะกอนท่ีมีน้ําหนักและมีคุณสมบัติในการตกตะกอนท่ีดีจะถูกเก็บกักไวในระบบและสามารถยอยสลายสารอินทรียในน้ําเสียได (Lettinga et al., 1984) ในชวงระยะนี้ยังคงมีการหลุดลอยของตะกอนสลัดจออก จึงไดปรับเปลี่ยนอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเปน 0.9 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน เพื่อไมใหเกิดการหลุดลอยของตะกอนสลัดจ และปริมาณกาซชีวภาพท้ังหมด (total biogas production) ท่ีถูกผลิตขึ้นในชวงเริ่มตนระบบของถังผลิตมีเทนพบวาในระยะแรกของการเริ่มตนเดินระบบไมสามารถวัดปริมาณกาซท่ีเกิดขึ้นไดเนื่องจากเกิดความบกพรองบริเวณทางน้ําออก ทําใหปริมาณกาซที่เกิดขึ้นไหลออกไปกับน้ําออกจากระบบ จึงไดแกไขปญหาโดยการปรับเปลี่ยนทางน้ําออกไปเชื่อมตอกับสายน้ําเกลือเปนตัวปรับจังหวะหยดของน้ําออกแทนเชนเดียวกับถังผลิตกรด ผลท่ีไดปรากฏวามีอัตราการเกิดกาซชีวภาพท่ีเปนปกติท่ีสามารถวัดไดในแตละวัน จากการทดลองผลท่ีไดหลังเดินระบบเปนเวลา 9 วัน พบวาอัตราการผลิตกาซชีวภาพมีปริมาณนอยเทากับ 300-2,500 มิลลิลิตร/วัน และพบวาไมเกิดการหลุดลอยของตะกอนสลัดจออกจากระบบ จึงไดทําการปรับเปลี่ยนอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียใหมเปน 1.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ซึ่งสามารถผลิตกาซชีวภาพมากขึ้นเปน 500-8,000 มิลลิลิตร/วัน จึงทําการเดินระบบอยางตอเนื่อง และเม่ือเขาสูสภาวะคงท่ี (มีการเปลี่ยนแปลงของประสิทธิภาพการกําจัดคาซีโอดี ±10%) ไดทําการเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเปน 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ สังเกตไดวาอัตราการผลิตกาซชีวภาพมีแนวโนมเพิ่มสูงขึ้นตามอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย ท่ีนําเขาสูระบบ (ภาพประกอบ 3-14) และเม่ือวิเคราะหคาปริมาณกาซชีวภาพในสภาวะคงที่มีคาเทากับ 5,168 8,333 และ 15,176 มิลลิลิตร/วัน (ภาพประกอบ 3-15) ซึ่งไดรับเม่ือระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ ระบบสามารถผลิตกาซขึ้นมาสูงสุดไดเทากับ 18,280 มิลลิลิตร/วัน ซึ่งไดรับเมื่อระบบใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน กลาวไดวาปริมาณของผลผลิตกาซชีวภาพท้ังหมดท่ีถูกผลิตขึ้นมีความสัมพันธกับปริมาณของสารอาหารหรือสารอินทรียท่ีถูกปอนเขาสูระบบ (Parawira et al., 2005 และ Ann et al., 2004)

64

เม่ือนํากาซชีวภาพซึ่งไดจากถังปฏิกรณสรางมีเทนผลิตขึ้นไปวิเคราะหหาองคประกอบของกาซชีวภาพภายใตสภาวะคงท่ีของระบบ พบวามีกาซมีเทนเปนองคประกอบในกาซชีวภาพเทากับรอยละ 73 75 และ 74 ท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัม ซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ (ภาพประกอบ 3-16) สวนคาซีโอดีในน้ําออกจากถังผลิตมีเทนท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงที่ของระบบ พบวาเพ่ิมสูงขึ้นมีคาเทากับ 660 1,045 และ 1,079 มิลลิกรัม/ลิตร (ภาพประกอบ 3-17) และมีผลทําใหประสิทธิภาพการกําจัดคาซีโอดีมีแนวโนมลดตํ่าลง เม่ือเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีนําเขาสูระบบสูงขึ้น (ภาพประกอบ 3-18) ประสิทธิภาพการกําจัดคาซีโอดีท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะตางๆ ของระบบลดลง มีคาเทากับรอยละ 85 83 และ 80 ไมมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญ (p>0.05) ซึ่งไดรับเม่ือระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ สําหรับประสิทธิภาพในการลดคาซีโอดีของน้ําเสียท่ีไดรับจากการดําเนินงานของถังปฏิกรณสรางมีเทน พบวามีคาสูงกวาผลท่ีไดรับจากการดําเนินงานของถังสรางกรด ท้ังนี้เนื่องจากมีทาโนจินิคแบคทีเรียท่ีมีอยูในถังสรางมีเทนสามารถมีกิจกรรมในการสรางผลผลิตมีเทนไดในปริมาณท่ีสูงกวาจึงมีผลทําใหปริมาณผลผลิตกรดไขมันระเหยงายท่ีมีอยูในระบบถูกนําไปใชไดในปริมาณท่ีสูงดวยเชนเดียวกัน เนื่องจากปริมาณของกรดไขมันระเหยงายท่ีสะสมอยูในระบบมีผลตอประสิทธิภาพการลดคาซีโอดีของถังปฏิกรณ เพราะกรดไขมันระเหยงายเกิดการแตกตัวทําใหระบบมีภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเพ่ิมสูงขึ้น (Halalsheh et al., 2005) ภายใตอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย ท่ี เ พ่ิมสูงขึ้นมีผลตอประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีคือทําใหประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีลดลงและสงผลใหคาพีเอชของน้ําเสียท่ีอยูภายในถังปฏิกรณเกิดการเปลี่ยนแปลงไปมีแนวโนมที่ลดลงเทากับ 7.19 6.55 และ 6.70 (ภาพประกอบ 3-19) ซึ่งเปนชวงคาท่ีระบบ UASB สามารถรับไดและไมมีผลตอจุลินทรียสรางมีเทนเนื่องจากในการควบคุมระบบบําบัดแบบไรอากาศโดยท่ัวไปจะควบคุมพีเอชของน้ําเสียในระบบใหอยูในชวง 6.5-7.5 (Bryant, 1979) ซึ่งไดรับเม่ือระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ สําหรับผลท่ีไดรับจากการทดลองแสดงใหเห็นวา อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพ่ิมสูงขึ้นทําใหเกิดการลดลงของระยะเวลาเก็บกักของน้ําเสีย (HRT) 3.6 2.8 และ 2.3 วัน ตามลําดับ ทําใหจุลินทรียมีเวลาสัมผัสกับน้ําเสียไดสั้นลง แสดงวาจุลินทรียผลิตกรดเจริญไดดีจึงมีผลใหปริมาณสารอินทรียในระบบเพ่ิมขึ้นซึ่งเปนสารอินทรียที่ละลายอยูในน้ําจําพวก VFA จึงสงผลทําใหประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีลดลง

นอกจากนี้ยังพบวา การเพ่ิมขึ้นของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียทําใหปริมาณของแข็งแขวนลอย (suspended solids : SS) และปริมาณของแข็งท้ังหมด (total solids : TS) มีคาลดลง จึงทํา

65

0

5000

10000

15000

20000

0 20 40 60 80 100 120 140Time (day)

Biogas

Prod

uction

(ml/d

ay)

0.9 2.65 2.15 1.65

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

ใหประสิทธิภาพการลดลงของ TS และ SS เพ่ิมขึ้นแตไมสูงนักคือรอยละ 6.30 8.57 และ 11.08 ซึ่งมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญทางสถิติ (p<0.05) และรอยละ 16.07 21.19 และ 34.29 ซึ่งมีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญทางสถิติ (p<0.05) ตามลําดับ (ภาพประกอบ 3-20) โดยปริมาณที่พบในน้ําเทากับ 1,190 5,440 และ 1,565 มิลลิกรัม/ลิตร และ 470 465 และ 115 มิลลิกรัม/ลิตร ตามลําดับ ที่อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเทากับ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ การเพิ่มปริมาณสารอินทรียเขาสูระบบเปนการเพิ่มสารอาหารใหกับจุลินทรีย โดยเฉพาะจุลินทรียกลุมไฮโดรไลซิสทีส่ามารถยอยสลายสารอินทรียโมเลกุลใหญใหเปนโมเลกุลเล็กลง ทําใหจุลินทรียสามารถเจริญเติบโตและเพ่ิมจํานวนมากขึ้นสงผลใหปริมาณตะกอนสลัดจในถังเพ่ิมขึ้นดวย จึงมีผลตอปริมาณของตะกอนสลัดจ (MLVSS) ในถังปฏิกรณคือ ปริมาณตะกอนสลัดจในถังมีปริมาณเพ่ิมสูงขึ้นเทากับ 6,767 10,500 และ 21,317 มิลลิกรัม/ลิตร

ภาพประกอบ 3-14 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอปริมาณการผลิต กาซชีวภาพในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี)

66

73% 75% 74%

27% 25% 26%

0

20

40

60

80

100

1.65 2.15 2.65Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Biogas

Comp

ositio

n (%)

CH4 CO2 H2CH4 CO2 H2

0%

0%

0%

5168

15176

8333

0

5000

10000

15000

20000

1.65 2.15 2.65Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Biogas

Produ

ction (

ml/da

y)

ภาพประกอบ 3-15 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงที่ตอปริมาณการผลิตกาซชีวภาพในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี)

ภาพประกอบ 3-16 องคประกอบของกาซชีวภาพจากถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี)ท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงที่

67

80.15%83.02%85.34%

0

20

40

60

80

100

1.65 2.15 2.65Organic Loading Rate (kgCOD/m3-Day)

COD R

emova

l (%)

ภาพประกอบ 3-17 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอการลดคาซีโอด ี

ของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง

ภาพประกอบ 3-18 ผลของการเปลี่ยนอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอการลดคาซีโอดี ในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 20 40 60 80 100 120 140Time (day)

COD (

mg/l)

0

30

60

90

120

COD R

emova

l (%)

COD Inf COD Eff %removalCODInf CODEff

0.9 2.65 2.15 1.65

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

68

7.19

6.55 6.70

6.0

6.5

7.0

7.5

1.65 2.15 2.65Organic Loading Rate (kg.COD/m3-day)

pH

16.07% 21.19%34.29%

6.30% 8.57% 11.08%

0

20

40

60

80

100

1.65 2.15 2.65Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

% Re

moval

%SS removal %TS removal

ภาพประกอบ 3-19 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงท่ี ตอคาพีเอชในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี)

ภาพประกอบ 3-20 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตางๆ ท่ีสภาวะคงท่ีตอการลดคาปริมาณของแข็งแขวนลอยและของแข็งท้ังหมดของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง

69

การทดลองนี้ไดทําการศึกษาประสิทธิภาพของระบบในการกําจัดเจดาหลไนโตรเจนหรือทีเคเอ็น (total kjeldahl nitrogen; TKN) จุลินทรียจะใชสารอินทรียไนโตรเจนเปนอาหาร (macronutrient) สําหรับสรางเซลลจุลินทรียสารอินทรียไนโตรเจนจะถูกยอยสลายกลายเปนแอมโมเนียไนโตรเจนไดงายโดยอาศัยเอนไซมของจุลินทรีย นอกจากนี้อัตราสวนซีโอดีท้ังหมดตอทีเคเอ็นในระบบบําบัดไรอากาศควรมีอยางนอยเทากับ 100 : 1.1 (McCarty, 1964) และจากผลการทดลองปริมาณทีเคเอ็นในน้ําเสียเขาระบบมีคา 20-405 มิลลิกรัม/ลิตร ดังนั้นอัตราสวนซีโอดีท้ังหมดตอทีเคเอ็นในระบบเทากับ 100 : 6.75 ซึ่งจะเห็นวามีคาของไนโตรเจนใกลเคียงกันแสดงวาเพียงพอสําหรับระบบไรอากาศ จากการทดลองจนระบบเขาสูสภาวะคงท่ีพบวา เม่ืออัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพิ่มขึ้นจาก 1.65 ถึง 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ทําใหระบบมีความเขมขนของทีเคเอ็นเพิ่มขึ้น เนื่องจากอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพ่ิมขึ้นทําใหระยะเวลาท่ีน้ําเสียอยูในระบบสั้นลงจุลินทรียทํางานไดสั้นลงทําใหทีเคเอ็นในน้ําท้ิงเพ่ิมมากขึ้นคือ 17 157 และ 11 มิลลิกรัม/ลิตร สงผลใหประสิทธิภาพการกําจัดลดลงคือรอยละ 78.21 60.87 และ 51.59 มีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญ (p<0.05) จากผลการทดลองพบวา รอยละของกาซไนโตรเจนและประสิทธิภาพการกําจัดทีเคเอ็นในน้ําท้ิงมีคาแตกตางกับทฤษฎี อาจเนื่องมาจากเกิดความผิดพลาดในการเก็บตัวอยางและการวิเคราะห ซึ่งในทางทฤษฏีแลวการบําบัดไนโตรเจนไมสามารถกระทําไดโดยอาศัยกระบวนการชีววิทยาแบบไรอากาศเพียงอยางเดียว แตตองใชควบคูกับกระบวนการใชอากาศหรืออื่นๆ ดวย (ธนาวัฒน รักกมล, 2549) ความสามารถของถังปฏิกรณสรางมีเทนในการลดปริมาณน้ํามันและไขมัน พบวาจากผลการทดลองความเขมขนของปริมาณซีโอดีในน้ําเสียเขาระบบมีการเปลี่ยนแปลงอยูในชวง 2,300-10,200 มิลลิกรัม/ลิตร และมีปริมาณน้ํามันและไขมัน 400-600 มิลลิกรัม/ลิตร และเม่ือมีการเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียใหสูงขึ้นเรื่อยๆ (0.9 ถึง 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน) เปนผลใหปริมาณน้ํามันและไขมันในน้ําเสียเขาระบบสูงตาม โดยปริมาณน้ํามันและไขมันในน้ําท้ิงท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงที่ของระบบมีคาเทากับ 164 176 และ 270 มิลลิกรัม/ลิตร ซึ่งไดรับเม่ือระบบดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียมีคาเทากับ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ และพบวาประสิทธิภาพการกําจัดปริมาณน้ํามันและไขมันของถังปฏิกรณสรางกรดมีแนวโนมลดลงเรื่อยๆ คือรอยละ 62.73 60.00 และ 52.07 (ภาพประกอบ 3-21 ) มีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญ (p<0.05) เนื่องมาจากการที่อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพิ่มสูงขึ้นทําใหระยะเวลาในการเก็บกักน้ําเสียในระบบลดนอยลงจึงทําใหระบบไมสามารถท่ีจะกําจัดน้ํามันและไขมันไดหมด และเมื่อพิจารณาคาเฉลี่ยปริมาณน้ํามันและไขมันในน้ําทิ้งของถังปฏิกรณสรางมีเทนตลอดการทดลอง จะเห็นวามีคาสูงเ ม่ือเปรียบเทียบกับเกณฑ

70

52.07%60.00%62.73%

0

20

40

60

80

100

1.65 2.15 2.65Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Oil &

Greas

e rem

oval (%

)

มาตรฐานของกระทรวงอุตสาหกรรม พ.ศ. 2539 (น้ํามันและไขมันไมมากกวา 15 มก./ล.) เพราะโดยท่ัวไปกระบวนการยอยสลายทางชีวภาพของน้ํามันและไขมันจะเกิดขึ้นชาและมีการยอยสลายไดนอย

ภาพประกอบ 3-21 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตางๆ ที่สภาวะคงที่ตอการลดคาปริมาณ น้ํามันและไขมันของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ในระหวางการดําเนินงานการทดลอง

พบวาเม่ืออัตราภาระบรรทุกสารอินทรียเพ่ิมสูงขึ้น มีผลทําใหประสิทธิภาพในการกําจัดปริมาณกรดไขมันระเหยงายของระบบลดนอยลง เนื่องจากการเพิ่มอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียทําใหเกิดการผลิตกรดไขมันระเหยงายเพ่ิมขึ้น (ภาพประกอบ 3-22) โดยปริมาณกรดไขมันระเหยงายท้ังหมดท่ีผลิตขึ้นภายใตสภาวะคงท่ีของถังผลิตมีเทนมีคาเทากับ 73 155 และ 106 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท สวนความสามารถในการกําจัดกรดไขมันระเหยงายลดตํ่าลงเทากับรอยละ91.99 83.88 และ 87.45 (ภาพประกอบ 3-23) มีความแตกตางกันอยางมีนัยสําคัญ (p<0.05) ซึ่งไดรับจากการดําเนินงานภายใตอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ ปริมาณกรดไขมันระเหยงายสามารถบงชี้ถึงการทํางานของจุลินทรียในระบบ อยางไรก็ตามถังปฏิกรณสรางมีเทนสามารถรักษาระดับกรดไขมันระเหยงายใหอยูในชวงท่ีเหมาะสมคือ 50-500 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท ซึ่งคาสูงสุดท่ียอมใหมีในระบบไดเทากับ 2,000 มิลลิกรัม/ลิตรของอะเซเตท (เกรียงศักดิ์ อุดมสินโรจน, 2543) ซึ่งถาหากระบบมีกรดไขมันระเหยงายสะสมมากกวาชวงที่ยอมรับได แสดงวาจุลินทรียผลิตกรดไขมันระเหยงายเร็วเกินไปจะ

71

เปนอันตรายตอการทํางานของถังปฏิกรณสรางมีเทน ทําใหระบบเสียสมดุลและอาจเกิดการลมเหลวในการบําบัดได แตจากผลการทดลองท่ีไดขางตนพบวาปริมาณกรดไขมันระเหยงายอยูในชวงที่ระบบยอมรับไดแสดงวาจุลินทรียท่ีสรางมีเทนสามารถท่ีจะเจริญเติบโตไดดีและมีประสิทธิภาพในการทํางานไดอยางเต็มท่ีในการผลิตกาซชีวภาพ

ภาพประกอบ 3-22 ผลของการเปลี่ยนแปลงอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตาง ๆ ตอปริมาณกรด ไขมันระเหยงายในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบ)ี

0

500

1000

1500

2000

0 20 40 60 80 100 120 140Time (day)

VFA (

mgCH

3COOH

/L)

-20

10

40

70

100

% Re

moval

INF EFF %removalVFAInf VFAEff

0.9 2.65 2.15 1.65 Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

72

87.45%83.88%91.99%

0

20

40

60

80

100

1.65 2.15 2.65Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

VFA R

emova

l (%)

ภาพประกอบ 3-23 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอนิทรียตาง ๆ ที่สภาวะคงท่ีตอประสิทธิภาพการลดคาปริมาณกรดไขมันระเหยงายในระหวางการดําเนินงานการทดลองของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) สรุปผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียที่เทากับ 1.65 2.15 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ ตอการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอรตางๆ ดังแสดงในตารางท่ี 3-4 ซึ่งพบวาที่อัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเทากับ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน เปนคาดีท่ีสุดในการดําเนินการทดลองระบบบําบัดน้ําเสียในถังสรางมีเทน เนื่องจากใหปริมาณอัตราการผลิตกาซมีเทนมากท่ีสุดเม่ือเปรียบเทียบกับคาของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียอื่นๆ และหากเพิ่มอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสูงขึ้นจะทําใหเกิดการหลุดลอยของตะกอนสลัดจและอาจทําใหเกิดการ wash out ไดและเม่ือคํานวณหาผลการผลิตกาซมีเทนของระบบ ซึ่งเปรียบเทียบอัตราการผลิตกาซมีเทนตอการกําจัดซีโอดีท้ังหมดของระบบบําบัดกับคาแนะนําในทางทฤษฏีเทากับ 0.35 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีที่ถูกกําจัด (McCarty, 1964) ตลอดการทดลอง แสดงดังตารางท่ี 3-4 จากตารางท่ี 3-4 จะเห็นวาที่อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน มีอัตราการผลิตกาซมีเทนที่สูงกวาทฤษฏีคือเทากับ 0.388 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีที่ถูกกําจัดไป และท่ีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 0.9 ถึง 2.15 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน มีอัตราการผลิตกาซมีเทนท่ีนอยกวาทางทฤษฏีคือเทากับ 0.077 0.235 และ 0.243 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป อาจเปนเพราะเม่ือเพ่ิมอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสูงขึ้นทําใหจุลินทรียมีระยะเวลาในการสัมผัสกับน้ําเสียในระบบสั้นลง ทําใหมีทาโนจินิคแบคทีเรียเกิดการสูญเสียออกจากระบบและ

73

ปริมาณของกรดไขมันระเหยงายท่ีปอนเขาสูถังผลิตมีเทนซึ่งมีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นโดยมีผลทําใหเกิดการยับย้ังกิจกรรมของมีทาโนจินิคแบคทีเรียจึงทําใหจุลินทรียท่ีผลิตกรดเจริญเติบโตไดดี ดวยเหตุผลเหลานี้ประกอบกันจึงมีผลทําใหกิจกรรมของกระบวนการมีทาโนจินิซิสในถังผลิตมีเทนมีคาลดลงคือ จุลินทรียผลิตกาซมีเทนไดลดลงและประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีลดลงเชนกัน

ตารางท่ี 3-4 ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอรตาง ๆ ในถังปฏิกรณสรางมีเทน (ถังยูเอเอสบี) ท่ีไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงที่ของระบบ

อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย (กิโลกรัมซีโอด/ีลูกบาศกเมตร/วัน) พารามิเตอร

1.65 2.15 2.65 ระยะเวลากักเก็บน้ําเสีย (วัน) 3.6 2.8 2.3 พีเอช 7.19 6.55 6.70 ประสิทธิภาพในการลดกรดไขมันระเหยงายท้ังหมด (รอยละ) 91.99 83.88 87.45 ประสิทธิภาพในการลดคาซีโอดี (รอยละ) 85.34 83.02 80.15 ประสิทธิภาพในการลดของแข็งท้ังหมด (รอยละ) 6.30 8.57 11.08 ประสิทธิภาพในการลดของแข็งแขวนลอย (รอยละ) 16.07 21.19 34.29 อัตราการผลิตกาซชีวภาพ (มิลลิลิตร/วัน) 5,168 8,333 15,176

อัตราการผลิตมีเทน (ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป) 0.235 0.243 0.388

ประสิทธิภาพในการลดลงของน้ํามัน (รอยละ) 62.73 60.00 52.07 ปริมาณตะกอนสลัดจในถังปฏิกรณยูเอเอสบี (มิลลิกรัม/ลิตร)

6,767 10,500 21,317

74

3.6 การศึกษาประสิทธิภาพการสรางผลผลิตมีเทนของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศข้ันตอนเดียวและสองขั้นตอนในการบําบัดน้ําเสียโรงงานอาหารทะเลกระปอง จากการทดลองซึ่งไดดําเนินงานในระบบบําบัดน้ําเสียโรงงานอาหารทะเลกระปอง โดยอาศัยระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวและระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนท่ีทําการแยกถังผลิตกรดและถังผลิตมีเทนออกจากกัน เนื่องจากจุลินทรียท้ังสองกลุมนี้ตองการสภาวะแวดลอมท่ีเหมาะสมตอการสรางผลผลิตและการเจริญที่แตกตางกัน สําหรับในการดําเนินงานของการทดลองท่ีอาศัยระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวนั้น ซึ่งในการดําเนินงานของถังปฏิกรณยูเอเอสบี โดยใชน้ําเสียจากการผลิตปลาทูนากระปองในสวนลางเลือดและละลายปลา มีคาซีโอดีประมาณ 3,000-4,500 มิลลิกรัม/ลิตร โดยไมตองปรับคาพีเอชน้ําเสียกอนนําไปใชงาน สําหรับในการดําเนินงานโดยจะทําการควบคุมระยะเวลาเก็บกักไวในระบบใหเทากับระบบสองขั้นตอนคือมีคาเทากับ 2.8 วัน คิดเปนอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเขาสูระบบเทากับ 2.15 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน จากนั้นดําเนินการทดลองจนระบบเขาสูสภาวะคงท่ี สําหรับการดําเนินงานของการทดลองที่อาศัยระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนในการบําบัดน้ําเสียของโรงงานอาหารทะเลกระปอง ซึ่งในการทดลองโดยใชถังปฏิกรณสรางกรดทําการเชื่อมตอกันแบบอนุกรมกับถังปฏิกรณยูเอเอสบี (ถังปฏิกรณสรางกรด/UASB) โดยถังปฏิกรณสรางกรดใชสําหรับเปนถังผลิตกรดไขมันระเหยงายในขั้นตอนแรกและถังปฏิกรณ ยูเอเอสบีจะใชสําหรับเปนถังผลิตมีเทนในขั้นตอนตอมา ซึ่งในการดําเนินงานของถังปฏิกรณท้ังสองนี้โดยจะดําเนินการทดลองคือ ถังปฏิกรณสรางกรด จะดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีมีคา 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ระยะเวลาที่น้ําเสียถูกกักเก็บไวในระบบเทากับ 0.5 วัน และถังปฏิกรณยูเอเอสบี ซึ่งจะดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีมีคาเทากับ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ระยะเวลาท่ีน้ําเสียถูกกักเก็บไวในระบบเทากับ 2.3 วัน มีผลทําใหอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียโดยรวมท่ีไดรับจากการดําเนินงานของถังปฏิกรณท้ังสองนี้มีคาเทากับ 11.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ระยะเวลาท่ีน้ําเสียถูกกักเก็บไวในระบบเทากับ 2.8 วัน ทําการทดลองจนระบบเขาสูสภาวะคงท่ี จากนั้นนําผลท่ีไดรับจากการดําเนินงานของระบบท้ังสองมาทําการเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการสรางผลผลิตมีเทนและการเปลี่ยนแปลงของคาพารามิเตอรตางๆที่เกิดขึ้นในถังปฏิกรณดังแสดงในตารางท่ี 3-5

75

ตารางท่ี 3-5 ผลของการทดลองท่ีใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวและสองขั้นตอนตอการเปลี่ยนแปลงของคาพารามิเตอรตางๆ ภายใตสภาวะคงท่ีของระบบ

ระบบขั้นตอนเดียว ระบบแบบสองขั้นตอน พารามิเตอร

UASB ถังปฏิกรณสรางกรด/UASB อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย(กิโลกรัมซีโอด/ีลูกบาศกเมตร/วัน) 2.15 2.15

ระยะเวลากักเก็บน้ําเสีย (วัน) 2.8 2.8 พีเอช 7.24 7.37 ประสิทธิภาพในการลดลงของกรดไขมันระเหยงาย (รอยละ) 85.96 85.67

ประสิทธิภาพในการลดลงของ คาซีโอดี (รอยละ) 89.65 79.04

อัตราการผลิตกาซชีวภาพ (มิลลิลิตร/วัน) 8,852 17,824

อัตราการผลิตมีเทน (ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป)

0.310 0.823

ประสิทธิภาพในการลดลงของน้ํามันและไขมัน (รอยละ) 39.78 51.98

ประสิทธิภาพในการลดลงของของแข็งท้ังหมด (รอยละ) 78.72 78.00

ประสิทธิภาพในการลดลงของของแข็งแขวนลอย (รอยละ) 99.56 99.19

สําหรับผลการทดลองท่ีไดรับจากการดําเนินงานโดยใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศ

ขั้นตอนเดยีวของถังปฏิกรณยูเอเอสบี พบวาสามารถใหประสิทธิภาพของระบบซึ่งไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของถังปฏิกรณยูเอเอสบีเปนดังนี้คือ ประสิทธิภาพในการลดปริมาณกรดไขมันระเหยงายมีคาเทากับรอยละ 85.96 ประสิทธิภาพในการลดคาซีโอดีเทากับรอยละ 89.65 ประสิทธิภาพในการลดปริมาณไนโตรเจนเทากับรอยละ 19.47 ประสิทธิภาพในการลดปริมาณน้ํามันและไขมันเทากับรอยละ 39.78 ประสิทธิภาพในการลดของแข็งท้ังหมดเทากับรอยละ 78.72

76

ประสิทธิภาพในการลดของแข็งแขวนลอยเทากับรอยละ 99.56 และสามารถผลิตกาซชีวภาพได 8,852 มิลลิลิตร/วัน เม่ือคิดคํานวณคาปริมาณกาซชีวภาพพบวาระบบสามารถผลิตกาซมีเทนได 0.310 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีที่ถูกกําจัดไป ในขณะที่ผลของการดําเนินงานดวยระบบบําบัดแบบไรอากาศสองขั้นตอน (ถังปฏิกรณสรางกรด/UASB) พบวาสามารถใหประสิทธิภาพของระบบโดยรวมซึ่งไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของ (ถังปฏิกรณสรางกรด/UASB) เปนดังนี้คือ ประสิทธิภาพในการลดปริมาณกรดไขมันระเหยงายมีคาเทากับรอยละ 85.67 ประสิทธิภาพในการลดคาซีโอดีเทากับรอยละ 79.04 ประสิทธิภาพในการลดปริมาณไนโตรเจนเทากับรอยละ 37.11 ประสิทธิภาพในการลดปริมาณน้ํามันและไขมันเทากับรอยละ 51.98 ประสิทธิภาพในการลดของแข็งท้ังหมดเทากับรอยละ 78.00 ประสิทธิภาพในการลดของแข็งแขวนลอยเทากับรอยละ 99.19 และสามารถผลิตกาซชีวภาพได 17,824 มิลลิลิตร/วัน เม่ือคิดคํานวณคาปริมาณกาซชีวภาพพบวาระบบสามารถผลิตกาซมีเทนได 0.823 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป ซึ่งสูงกวาทางทฤษฎี (อัตราการผลิตมีเทน 0.35 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป) อาจเนื่องมาจากประสิทธิภาพการทํางานของหัวเชื้อเร่ิมตนท่ีผานการเตรียมหัวเชื้อกอนปอนเขาสูระบบทําใหจุลินทรียสามารถผลิตกาซมีเทนไดสูงขึ้น จากผลที่ไดรับจากการดําเนินงานในทุกๆ คาพารามิเตอรของระบบบําบัดแบบไรอากาศแบบสองขั้นตอนใหประสิทธิภาพท่ีใกลเคียงกันกับระบบบําบัดแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวยกเวนการกําจัดซีโอดี ระบบบําบัดแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวมีประสิทธิภาพท่ีดีกวาแบบสองขั้นตอนเล็กนอยดังตารางท่ี 3-5 แตเม่ือพิจารณาอัตราการผลิตมีเทนของท้ังสองระบบพบวาระบบบําบัดแบบไรอากาศสองขั้นตอนสามารถผลิตมีเทนไดมากกวา 2-3 เทาของระบบบําบัดแบบไรอากาศขั้นตอนเดียว จากงานวิจัยของ Ghosh and Henry (1981) อางถึงใน ธนาวัฒน รักกมล (2549) ไดทําการเปรียบเทียบระบบถังหมักไรอากาศแบบขั้นตอนเดียวและแบบสองขั้นตอน พบวาเม่ือเทียบกับการผลิตกาซท่ีเทากันคือ 0.37 ลูกบาศกเมตร/กิโลกรัมวีเอสท่ีถูกกําจัดไป ระบบถังหมักไรอากาศแบบสองขั้นตอนมีประสิทธิภาพในการรับภาระสารอินทรียที่สูงกวาขั้นตอนเดียว จาก 0.64 เปน 4.8 กิโลกรัมวีเอส/ลูกบาศกเมตรตอวัน และใชระยะเวลาเก็บกัก (Hydraulic Retention Time :HRT) ตํ่ากวาจาก 15 วัน เปน 7.4 วัน นอกจากนี้ระบบแบบสองขั้นตอนยังใหประสิทธิภาพการลด TCOD เทากับรอยละ 96 ซึ่งสูงกวาแบบขั้นตอนเดียวคือรอยละ 84

สุเมธ ชวเดช (2540) ทําการศึกษาระบบหมักแบบสองขั้นตอน อะเคื้อ บุญญศิริ (2537) ทําการศึกษาระบบหมักแบบขั้นตอนเดียว เปรียบเทียบประสิทธิภาพการทํางานของระบบหมักตัวกลางกรอง- UASB แบบสองขั้นตอนกับระบบหมัก UASB แบบขั้นตอนเดียวโดยใชน้ําเสียจากกากสา พบวาระบบหมักแบบสองขั้นตอนมีประสิทธิภาพการผลิตกาซชีวภาพ (ลูกบาศกเมตร/ลูกบาศกเมตร/วัน) สูงกวาระบบหมักแบบขั้นตอนเดียวประมาณ 4 เทา แตมีประสิทธิภาพในการ

77

บําบัดสารอินทรียของระบบถังหมักท้ัง 2 ถังมีคาใกลเคียงกันโดยถังหมักแบบสองขั้นตอนมีประสิทธิภาพการบําบัดสารอินทรียรอยละ 47.5 สวนระบบหมักแบบขั้นตอนเดียวมีประสิทธิภาพการบําบัดรอยละ 44

ดังนั้นสรุปไดวา ในการประยุกตใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศ เพ่ือบําบัดน้ําเสียในสวนน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลา การใชระบบน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนเปนทางเลือกท่ีมีศักยภาพมากกวาการใชระบบแบบขั้นตอนเดียว โดยประสิทธิภาพการบําบัดซีโอดี น้ํามันและไขมัน ของแข็งทั้งหมด และ ของแข็งแขวนลอย โดยรวมมีคาใกลเคียงกัน แตระบบแบบสองขั้นตอนสามารถใหกาซชีวภาพท่ีสูงกวา ซึ่งสามารถนํากาซชีวภาพท่ีไดไปใชประโยชนทดแทนพลังงานท่ีใชในโรงงานได

3. การศึกษาความสัมพันธของพารามิเตอรตางๆ ของการหมัก สําหรับถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณสรางมีเทน

3.7.1 ถังปฏิกรณสรางกรด ผลของการศึกษาความสัมพันธของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียกับพารามิเตอรตางๆ ซึ่งไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของการทดลอง พบวาเม่ือมีการเพ่ิมสูงขึ้นของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสงผลใหแนวโนมของแตละพารามิเตอรเปนดังนี้ -เม่ือ OLR เ พ่ิมสูงขึ้นทําใหปริมาณ VFA มีแนวโนมเพ่ิมสูงขึ้นดังสมการ y=-14.375x2+236.5x-360.12 และ R2=1 (ภาพประกอบ 3-24) -เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหประสิทธิภาพการกําจัด Oil and Grease มีแนวโนมลดลงดังสมการ y=-1.8659x+69.534 และ R2=0.9763 (ภาพประกอบ 3-25) -เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหประสิทธิภาพการกําจัด SS และ TS มีแนวโนมเพ่ิมสูงขึ้นดังสมการ y=4.2426x+27.271 และ R2=0.981 และ y=1.5602x2-18.345x+59.789 และ R2=1 ตามลําดับ (ภาพประกอบ 3-26) -เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหปริมาณการผลิตกาซชีวภาพมีแนวโนมเพ่ิมสูงขึ้นดังสมการ y=-310x2+5300x-14905 และ R2=1 (ภาพประกอบ 3-27) -เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีมีแนวโนมลดลงดังสมการ y=0.875x2-19x+130.13 และ R2=1 (ภาพประกอบ 3-28) จะเห็นวา OLR มีความสัมพันธเชิงเสนตรงกับคา Oil and Grease และ SS โดยมีคาความใกลเคียงกับสมการเสนตรงมากกวา 97% ขึ้นไป (R2>0.97) และ OLR มีความสัมพันธเชิงเสนโคงกับคา VFA TS biogas production และ COD โดยมีคาความใกลเคียงกับสมการเสนโคงเทากับ R2=1

78

y = -1.8659x + 69.534R2 = 0.9763

20

30

40

50

60

70

80

0 3 6 9 12

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Oil &

Greas

e rem

oval (%

)

y = -14.375x2 + 236.5x - 360.12R2 = 1

200

300

400

500

600

700

0 3 6 9 12

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

VFA (

mgCH

3C00H

/L)

y = 4.2426x + 27.271R2 = 0.981

y = 1.5602x2 - 18.345x + 59.789R2 = 1

0

10

20

30

40

50

60

70

0 3 6 9 12

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Remo

val (%

)

%SS

%TS

ภาพประกอบ 3-24 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ี

กับปริมาณการเกิดกรดไขมันระเหยงายในถังปฏิกรณสรางกรด

ภาพประกอบ 3-25 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียที่สภาวะคงที ่กับประสิทธิภาพการกําจัดปริมาณน้ํามันและไขมันในถังปฏิกรณสรางกรด

ภาพประกอบ 3-26 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียที่สภาวะคงที ่กับประสิทธิภาพการกําจัดของแข็งแขวนลอยและของแข็งท้ังหมดในถังปฏิกรณสรางกรด

79

y = -310x2 + 5300x - 14905R2 = 1

0

2000

4000

6000

8000

0 3 6 9 12

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Biogas

Produ

ction

(ml/d

ay)

y = 0.875x2 - 19x + 130.13R2 = 1

0

10

20

30

40

50

60

0 3 6 9 12

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

COD r

emova

l (%)

ภาพประกอบ 3-27 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียที ่สภาวะคงท่ีกับปริมาณการผลติกาซชีวภาพในถังปฏิกรณสรางกรด

ภาพประกอบ 3-28 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียที ่สภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีในถังปฏิกรณสรางกรด

3.7.2 ถังปฏิกรณสรางมีเทน ผลของการศึกษาความสัมพันธของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียกับพารามิเตอรตางๆ ซึ่งไดรับจากการดําเนินงานภายใตสภาวะคงท่ีของการทดลอง พบวาเม่ือมีการเพ่ิมสูงขึ้นของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสงผลใหแนวโนมของแตละพารามิเตอรเปนดังนี้ -เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีมีแนวโนมลดลงดังสมการ y=-5x+93.417 และ R2=0.9868 (ภาพประกอบ 3-29) -เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหประสิทธิภาพการกําจัด Oil and Grease มีแนวโนมลดลงดังสมการ y=-10.46x2+34.294x+34.62 และ R2=1 (ภาพประกอบ 3-30)

80

y = -5x + 93.417R2 = 0.9868

60

70

80

90

100

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-Day)

COD R

emova

l (%)

y = -10.46x2 + 34.294x + 34.62R2 = 1

40

45

50

55

60

65

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Oil &

Greas

e rem

oval (%

)

-เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหประสิทธิภาพการกําจัด SS และ TS มีแนวโนมเพ่ิมสูงขึ้นดังสมการ y=15.969x2-50.45x-55.84 และ R2=1 และ y=4.7803x-1.6277 และ R2=0.9992 ตามลําดับ (ภาพประกอบ 3-31) -เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหปริมาณการผลิตกาซชีวภาพมีแนวโนมเพ่ิมสูงขึ้นดังสมการ y=7356x2-21623x+20819 และ R2=1 (ภาพประกอบ 3-32) จะเห็นวา OLR มีความสัมพันธเชิงเสนตรงกับคา TS และ COD โดยมีคาความใกลเคียงกับสมการเสนตรงมากกวา 98% ขึ้นไป (R2>0.98) OLR มีความสัมพันธเชิงเสนโคงกับคา Oil and Grease SS และ biogas production โดยมีคาความใกลเคียงสมการเสนโคงเทากับ R2=1

ภาพประกอบ 3-29 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ี

สภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดซีโอดีในถังปฏิกรณสรางมีเทน

ภาพประกอบ 3-30 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียที ่สภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดน้ํามันและไขมันในถังปฏิกรณสรางมีเทน

81

y = 15.969x2 - 50.45x + 55.84R2 = 1

y = 4.7803x - 1.6277R2 = 0.9992

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Remo

val (%

)

%SS

%TS

y = 7356x2 - 21623x + 20819R2 = 1

5000

10000

15000

20000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Organic Loading Rate (kgCOD/m3-day)

Biogas

Prod

uction

(ml/d

ay)

ภาพประกอบ 3-31 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีสภาวะคงท่ีกับประสิทธิภาพการกําจัดของแข็งแขวนลอยและของแข็งท้ังหมดในถังปฏิกรณสรางมีเทน

ภาพประกอบ 3-32 ผลของความสัมพันธระหวางอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียที ่สภาวะคงท่ีกับปริมาณการผลิตกาซชีวภาพในถังปฏิกรณสรางมีเทน

แสดงวาท้ังสองถังปฏิกรณ เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหประสิทธิภาพการกําจัด SS TS ปริมาณ VFA และ ปริมาณการผลิตกาซชีวภาพ มีแนวโนมเพ่ิมสูงขึ้น (slope ของสมการเปนบวก) แตสงผลใหประสิทธิภาพการกําจัด Oil and Grease และ COD มีแนวโนมลดลง (slope ของสมการเปนลบ) อยางไรก็ดี จากการทดลองใชคา OLR เพียง 3 คา และยังเปนคา OLR ท่ีไมไดเกิดระบบท่ีลมเหลว หากมีการเพ่ิม OLR มากกวานี้ท้ังในถังสรางกรดและถังสรางมีเทน อาจจะมีผลทําใหคาสมการเสนตรงและสมการเสนโคงมีแนวโนมท่ีเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งเกิดจากระบบผลิตตัวยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรียแตละชนิดขึ้น แลวสงผลใหประสิทธิภาพการทํางานของจุลินทรียลดลง

82

บทที่ 4 บทสรุปและขอเสนอแนะ

4.1 บทสรุป 1.จากการศึกษาวิธีการเตรียมหัวเชื้อเริ่มตนสําหรับถังปฏิกรณสรางกรด พบวาการเตรียมตะกอนสลัดจดวยวิธี heat shock pre-treatment มีผลในการเพ่ิมประสิทธิภาพในการผลิตกรดมากกวาตะกอนสลัดจที่ไมมีการเตรียม เนื่องจากเปนการคัดเลือกจุลินทรียกลุมผลิตกรดในตะกอนสลัดจ จึงทําไดปริมาณกรดไขมันระเหยงายสูงสุดเทากับ 350-650 มิลลิกรัม/ลิตร คาพีเอชมีคาเทากับ 4.5-5.6 ซึ่งอยูในชวงท่ีเหมาะสมสําหรับการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรียสรางกรด และเม่ือนํากาซชีวภาพไปวิเคราะหหาองคประกอบกาซพบวาไมมีกาซมีเทน แสดงวากาซที่เกิดขึ้นเปนกาซคารบอนไดออกไซดและกาซไฮโดรเจน สวนการเตรียมหัวเชื้อเร่ิมตนสําหรับถังปฏิกรณสรางมีเทน(UASB) พบวาการเตรียมตะกอนสลัดจโดยการหมักดวย sodium acetate เปนการคัดเลือกจุลินทรียกลุมผลิตมีเทนในตะกอนสลัดจ จึงทําใหประสิทธิภาพในการผลิตกาซชีวภาพมีปริมาณสูงสุดเทากับ3,000-6,000 มิลลิลิตร/วัน และคาพีเอชอยูในชวงท่ีเหมาะสมสําหรับการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรียสรางมีเทนมีคาเทากับ 7.0-8.5 และเม่ือนํากาซชีวภาพไปวิเคราะหหาองคประกอบกาซพบวาปริมาณกาซมีเทนสูงสุดถึงรอยละ 68 2. ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการสรางผลผลิตกรดไขมันระเหยงายในถังปฏิกรณสรางกรด โดยพบวาอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเหมาะสมตอการสรางกรดไขมันระเหยงายของระบบคือ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ซึ่งเปนอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสูงสุดท่ีระบบสามารถดําเนินงานได ในขณะที่ปริมาณของกรดไขมันระเหยงายท่ีมีการสะสมในระบบโดยมีคาสูงสุด เทากับ 620 มิลลิกรัม/ลิตร ซึ่งไดรับจากการดําเนินงานโดยใชอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีมีคาเทากับ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน โดยใชระยะเวลาเก็บกักน้ําเสียไวในระบบเทากับ 0.5 วัน กอนท่ีจุลินทรียจะถูกชะออกไปจากระบบ

ผลของอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียตอการสรางกาซชีวภาพในถังปฏิกรณสรางมีเทน(UASB) โดยพบวาอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียท่ีเหมาะสมตอการสรางผลผลิตมีเทนของระบบคือ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ซึ่งเปนอัตราภาระบรรทุกสารอินทรียสูงสุดท่ีระบบสามารถดําเนินงานไดและสามารถสรางผลผลิตมีเทนสูงสุดโดยมีคาเทากับ 0.388 ลิตรมีเทน/กรัม ซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป (น้ําเสียท่ีไดจากการหมักเหมือนกับชุดการทดลอง A) และมีคาเทากับ 0.438 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป (น้ําเสียท่ีผานการบําบัดจากถังผลิตกรด)

83

3. ผลของการศึกษาเปรียบเทียบระหวางการใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียวและระบบบําบัดแบบไรอากาศสองขั้นตอน จากการดําเนินงานของการทดลอง พบวาการใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนในการบําบัดน้ําเสียจากกระบวนการผลิตปลาทูนากระปองในสวนน้ําลางเลือดและน้ําละลายปลา ระบบมีอัตราการผลิตมีเทนเทากับ 0.853 ลิตรมีเทน/กรัมซีโอดีท่ีถูกกําจัดไป ซึ่งสูงกวา 2-3 เทา และประสิทธิภาพการบําบัดซีโอดี น้ํามันและไขมัน ของแข็งท้ังหมด และ ของแข็งแขวนลอย โดยรวมมีคาใกลเคียงกันกับระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียว แสดงวาระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอนเปนทางเลือกที่มีศักยภาพมากกวาการใชระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศขั้นตอนเดียว 4. ผลการศึกษาลักษณะความสัมพันธของคาพารามิเตอรตางๆ ของการหมัก สําหรับถังปฏิกรณสรางกรดและถังปฏิกรณยูเอเอสบีภายใตการดําเนินงานในสภาวะคงที่ พบวามีความสัมพันธเชิงเสนตรงของถังปฏิกรณสรางกรดมากกวา 97% (R2>0.97) และถังสรางมีเทนมากกวา 98% (R2>0.98) และความสัมพันธเชิงเสนโคงของท้ังสองถังปฏิกรณ R2=1 แสดงวาท้ังสองถังปฏิกรณ เม่ือ OLR เพ่ิมสูงขึ้นทําใหประสิทธิภาพการกําจัด SS TS และ ปริมาณการผลิตกาซชีวภาพ มีแนวโนมเพ่ิมสูงขึ้น (slope ของสมการเปนบวก) แตสงผลใหประสิทธิภาพการกําจัด Oil and Grease และ COD มีแนวโนมลดลง (slope ของสมการเปนลบ) 4.2 ขอเสนอแนะในการทํางานวิจัยเพ่ิมเติม 1.น้ําเสียท่ีจะนํามาใชในการทดลองควรมีคุณภาพท่ีสมํ่าเสมอตลอดการทดลองซึ่งทําใหผลของการทดลองท่ีไดรับสามารถสะทอนใหเห็นถึงประสิทธิภาพท่ีแทจริงของระบบ

2. การศึกษานี้ทําการทดลองถึงท่ี OLR สูงสุดเทากับ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ของถังปฏิกรณสรางกรด และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ของถังปฏิกรณสรางมีเทน (ยูเอเอสบี) ซึ่งยังไมใช OLR สูงสุดที่ถังปฏิกรณท้ังสองจะรบัได ดังนั้นควรมีการศึกษาความสามารถของถังปฏิกรณในการรับ OLR สูงสุด และควรติดตามปญหาของระบบในระยะยาว

3. สําหรับในการดําเนินงานของถังปฏิกรณสรางกรดควรลดระยะเวลาเก็บกักน้ําเสียไวในระบบใหสั้นลงทําใหสามารถเพิ่มปริมาณของผลผลิตกรดไขมันระเหยงายไดและมีผลตอประสิทธิภาพของการสรางผลผลิตมีเทนของระบบบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศสองขั้นตอน

84

บรรณานุกรม

กัลยาณี มีเพียร. 2546. “การศึกษาจุลินทรียในสวนของชั้นแขวนลอยและท่ีอยูบนวัสดุตัวกลางของถังปฏิกรณบําบัดน้ํา เสี ยไรอากาศลูกผสม”, วิทยาศาสตรมหาบัณฑิตสาขาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี.

กัญญารัตน สฤษฎพงศทีรฆ. 2550. “ผลการปรับพีเอชดวยเถาไมยางพาราและอัตราสวนการสูบกลับ

น้ําทิ้งตอสมรรถภาพการทํางานของถังปฏิกรณไรอากาศแบบผานกั้นในการบําบัดน้ําเสียโรงงานน้ํายางขน”, วิทยานิพนธวิทยาศาสตรมหาบัณทิต สาขาการจัดการสิ่งแวดลอม คณะการจัดการสิ่งแวดลอมมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร.

เกรียงศักด์ิ อุดมสินโรจน. 2543. วิศวกรรมการกําจัดน้ําเสีย เลม 4. ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดลอม

มหาวิทยาลัยรังสิต. กําชัย รุงเพชรรัตน. 2545. “การแยกโปรตีนและสารปนเปอนในน้ําทิ้งจากโรงงานปลาทูนากระปอง

โดยใชฟองแกสแอฟรอนชนิดไมมีประจุ”, วิทยานิพนธวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี.

กรมควบคุมมลพิษ. 2546. คูมือวิชาการระบบบําบัดน้ําเสียแบบไมใชอากาศเลมท่ี 1 และ 2. กระทรวง

ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดลอม. กรุงเทพฯ. กรมควบคุมมลพิษ. 2548. แนวปฏิบัติท่ีดีดานการปองกันและลดมลพิษอุตสาหกรรมอาหารทะเลแช

เยือกแข็ง: ประเภทปลา. กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดลอม สถาบันสิ่งแวดลอมไทย. กรุงเทพฯ.

กรมโรงงานอุตสาหกรรมและสมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทย. 2545. ตําราระบบ

บําบัดมลพิษน้ํา ฉบับท่ี5. สมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทย. กรุงเทพฯ.

85

ชนวัฒน นิทัศนวิจิตร และ เสนีย กาญจนวงศ. 2543. “การศึกษาเปรียบเทียบถังปฏิกิริยาแบบซีเอสทีอารกับยูเอเอสบีในกระบวนการสรางกรดของน้ําเสียจากอุตสาหกรรมผลิตภัณฑนม”, วิทยานิพนธวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิศวกรรมสิ่งแวดลอม มหาวิทยาลัยเชียงใหม.

ธนาวัฒน รักกมล. 2549. “ประสิทธิภาพของระบบบําบัดน้ําเสีย เอ เอส บี อาร แบบเทอรโมฟลิก

และมีโซฟลิกใน การบําบัดน้ําเสียจากโรงงานสกัดน้ํามันปาลม”, วิทยานิพนธวิทยาศาสตรมหาบัณทิต สาขาการจัดการสิ่งแวดลอม คณะการจัดการสิ่งแวดลอมมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร.

เนตรนภา ศรุตวราพงศ และ มั่นสิน ตัณฑุลเวศม. 2540. “การใชยูเอเอสบีแบบมีถังสรางกรดในการ

บําบัดน้ําเสียสังเคราะหท่ีมีแปงมันสําปะหลัง”, ENVIQUALITY’97 สวสท.’40/EEAT’97 : เอกสารประกอบการประชุมวิชาการระดับชาติและนิทรรศการประจําป18-23พฤศจิกายน 2540 ณ. ศูนยการประชุมแหงชาติสิริกิตต์ิ/สมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทย. กรุงเทพฯ.

บวร กิติไพศาลนนท. 2545. “รายงานการศึกษาภาวะอุตสาหกรรมปลาทูนากระปอง”, สํานัก

นโยบายอุตสาหกรรมรายสาขา 2 สํานักงานเศรษฐกิจอุตสาหกรรม. บุญชัย วิจิตรเสถียร. 2537. “การใชกระบวนการตะกอนลอยในการบําบัดน้ําเสียของโรงงาน

อุตสาหกรรมปลาทูนากระปอง”, วิทยานิพนธปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุร,ี หนา 11-15.

พรพรรณ พาณิชนําสิน. 2540. “ผลของสารอาหารตอการเพ่ิมปริมาณจุลินทรียบนวัสดุรองรับใน

ชวง Start-up ของถังปฏิกรณแบบตรึงฟลม”, วิทยานิพนธปริญญาวิทยาศาสตรมหา บัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี.

เพ็ชรพร เชาวกิจเจริญ. 2538. ระบบบําบัดแบบไรออกซิเจนในการควบคุมดูแลระบบบําบัดน้ําเสีย.

คณาจารยคณะวิศวกรรมศาสตร. จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย.

86

ภาวิณี ชัยประเสริฐ. 2548. สัมมนาเชิงปฏิบัติการเรื่อง “Application of Anaerobic Digestion”. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี, วันท่ี 29-1 กรกฎาคม 2548.

มารศรี เรืองจิตชัชวาลย. 2541. “กาซชีวภาพ” วารสารพลังงาน. 8(43): 39-44. มรกต ตันติเจริญ. 2539. “กระบวนการบําบัดน้ําเสียทางชีววิทยา”, เอกสารการฝกอบรม เรื่องการ

บําบัดน้ําเสียในโรงงานอุตสาหกรรม, วันที่ 22-24 กรกฎาคม 2539, กรุงเทพฯ, หนา 64-75.

ม่ันสิน ตัณฑุลเวศน. 2538. คูมือวิเคราะหคุณภาพน้ํา. คณะวิศวกรรมศาสตร จุฬาลงกรณ

มหาวิทยาลัย. รณชัย ไชยศรี. 2550. “กระบวนการหมักแบบไรอากาศสองขั้นตอนของน้ําเสียโรงงานโรงงานผลิต

น้ํามันปาลมในถังปฏิกรณ UASB และ UFAF”, วิทยานิพนธวิทยาศาสตรมหาบัณทิต สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร.

ศูนยประสานงานโครงการสงเสริมเทคโนโลยีกาซชีวภาพ. 2551. ระบบผลิตกาซชีวภาพแบบถังกวน

สมบูรณ (CSTR) (ออนไลน). เขาถึงไดจาก: http://www.thaibiogas.net/th/node/207. (22 ตุลาคม 2551)

สมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทย. 2545. ตําราระบบบําบัดมลพิษทางน้ํา. สมาคม

วิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทย. กรุงเทพฯ. สมาคมวิศวกรรมแหงประเทศไทย และ World Environment Center. 2535. คูมือวิเคราะหน้ําเสีย.

จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย. กรุงเทพฯ. เสริมพล รัตสุข และไชยยุทธ กลิ่นสุคนธ. 2518. การกําจัดน้ําท้ิงจากโรงงานอุตสาหกรรมและแหลง

ชุมชน. สถาบันวิจัยวิทยาศาสตรประยุกตแหงประเทศไทย. กรุงเทพฯ. สุเมธ ชวเดช. 2540. “ระบบยูเอเอสบี-ตัวกลางกรองแบบอุณหภูมิสูงและสองขั้นตอนสําหรับบําบัด

น้ํากากสาและผลิตกาซชีวภาพ”, รายงานผลการวิจัย จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย.

87

อะเคื้อ บุญญศิริ. 2537. “การบําบัดน้ํากากสาโดยกระบวนการยูเอเอสบีที่อุณหภูมิสูง”, วิทยานิพนธวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต ภาควิชาเคมีเทคนิค จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย.

APHA, AWWA and WEF. 2005. Standard Methods for the Examination of Water and

Wastewater, 21st edition, American Public Health Association, New York. Ann, C.W., Smith, P.H. and Bordeaux, F.M. 2004. An economical bioreactor for evaluating

biogas potential of particulate biomass. Bioresource Technology. 92: 103-109. Asinari di San Marzano, C.M., Binot, R., Bol, T. Fripiat, J.L., Hutschemateers, J., Melchior, J.L.,

Perez, L., Naveau, H. and Nyns, E.J. 1981. “Volatile fatty acids, an important state parameter for the control of the reliability and the productivities of methane anaerobic digestion”. Biomass. 1: 47-59.

Babel, S., Fukushi, K. and Sitanrassamee, B. 2004. “Effect of acid speciation on solid waste

liquefaction in an anaerobic acid digester”. Water Research 38: 2417-2423. Borja, R. and Banks, C. J. 1995. “Comparison of an anaerobic filter and an anaerobic fuidized

bed reactor treating palm oil mill effluent”. Process Biochemistry. 30(6): 511-521. Borja, R., Charles, J. B. and Enrique, S. 1996. “Anaerobic treatment of palm oil mill effluent in a

two-stage up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) system”. Bioresource Technology. 45: 125-135.

Borja, R., Rincon, B., Raposo, F., Sanchez, E. and Martin, A. 2004. Assessment of kinetic

parameters for two-phase olive pomance. International Biodeterioration & Biodegradation. 53: 71-78.

Borja, R., Sanchez, E., Rincon, B., Raposo, F., Martin, M.A.and Martin, A. 2005 “Study and

optimization of the anaerobic acidogenic fermentation of two-phase olive pomace”. Process Biochemistry. 40: 281-291.

88

Bryant, M. P. 1979. “Microbial Methane Production-Theoretical Aspects”, Journal of Animal Science. 48: 193-201.

Capri, M. G. and Marais, G. R. 1975. “pH adjustment in anaerobic digestion”, Water Research.

9: 307-313. Dinsdale, R. M., Hawkes, F. R. and Hawkes, D. L. 1997. “Comparison of mesophilic and

thermophilic upflow anaerobic sludge blanket reactors treating instant coffee production wastewater”. Water Research. 31(1): 163-169.

Fenchel, T. and Finlay, B.J. 1995. “Ecology and Evolution in Anoxic Worlds”, Oxford

University. Press. Oxford. Gray, N. F. 1981. “Biological of wastewater Treatment”. Oxford Science Publication. New

York. Ghosh, S., Conrad, J.R., Klass, D.L. 1975. “Anaerobic acidogenesis of wastewater sludge”, Journal

of the Water Pollution Control Federation. 47: 30-45. Ghosh, S., Ombregt, J.P. and Pipyn, P. 1985. “Methane production from industrial wastes by two-

phase anaerobic digestion” Water Research. 19(9): 1083-1088. Halalsheh, M., Koppes, J., den Elzen, J., Zeeman. G., Fayyad, M. and Lettinga, G. 2005. “Effect

of SRT and temperature on biological conversions and the related scum-forming potential”. Water Research. 39: 2475-2482.

Halbert, E. J. 1981. Process operation and monitoring: poisons and inhibitors. Proceeding of the

1st ASEAN Seminar Workshop on Biogas Technology, Manila, Philippines. 369-385.

89

Heguang, Z. and Michel, B. 2006. “Evaluation of alternative methods of preparing hydrogen producing seeds from digested wastewater sludge”. Hydrogen Energy. 31: 1980-1988.

Held, C., Martin, W., Karl, H. R. and Georg, M. G. 2002. “Two-stage anaerobic fermentation of

organic waste in CSTR and UFAF-reactors”. Bioresource Technology. 81: 19-24. Hill, D.T. and Bolte, J.P. 1989. “Digester stress as related to iso-butyric and iso-valeric acids”,

Biological Wastes. 28: 33-37. Hulshoff Pol, L. W. and Lettinga, G. 1986. New technologies for anaerobic wastewater treatment.

Water Science Technology. 18(4): 41-53. Ince, O., 1998. “Performance of a two-phase digestion system when treating dairy wastewater”,

Water Research. 32: 2707-2713. Iyer, P., Bruns, M.A., Zhang, H., van Ginkel, S., Logan, B.E., 2004. “H2-producing bacterial

communities from a heat-treated soil inoculum”. Appl Microbiol Biotechnol. 66: 166-173.

Lalman, J.A. and David, M.B. 2001. Anaerobic degradation and methanogenic inhibitory effects

of oleic and stearic acids. Water Research. 35(12): 2975-2983. Lettinga, G., Hulshoff, L.W., Kaster, I.W., Wiehant, W.M., Zeeuw, W.J., Ringema, A., Grin,

P.C., Rocroma, R.E. and Hobma, S.W., 1984. “High-rate anaerobic wastewater treatment using the UASB reactor under a wide range of temperature Condition”, Biotechnology and Bioengineering. 2: 353-384.

Lettinga, G., 1991. “UASB-process design for variance types of wastewater”. Water Science

Technology. 24(8): 87-107.

90

Lettinga, G., 1995. “Anaerobic digestion and wastewater treatment system”. Antonic Van Leeuwenhock. 67: 3-28.

Mackie, R.I. and Bryant, M.P. 1981. “Metabolic activity of fatty acid-oxidizing bacteria and the

contribution of acetate, propionate, butyrate and CO2 to methanogenesis in cattle waste at 40 and 60 OC”, Apply Environment Microbial. 41: 1363-1373.

Malina, J.F. and Pohland, F.G. 1992. “Desige of anaerobic process for the treatment of industrial

and municipal wastes”, Water Quality Management Library. 7: 131. McCarty, P. L. 1964. “Anaerobic waste treatment fundamental, part I, chemistry and

microbiology”, Journal Pubblic Works. 95: 107. McDougall, F.R., Anderson, G.K., Evison, L.M., Kasapgil, B. and Papagiannopoulous, I., 1993.

“The effect of wastewater characteristics on pre-acidification”, Proceeding of the IAWQ Conference on Pre-treatment of Industrial Wastewater, October, Athens, Greece.

MetCalf & Eddy, Inc. 1982. “Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse”

McGraw-Hill, Inc. New York. Minton, N.P. and Clarke, D.J., 1989. “Clostridia”. Plenum Press. New York. Mu, Y., Yu, H., Gang and Wang, G. 2006. “Evaluation of three methods for enriching H2-

producing cultures from anaerobic sludge”. Enzyme and Microbial Technology. 40(4): 947-953.

Parawira, W., Murto, M., Zvanya, R. and Mattiasson, B. 2005. Comparative performance of a

UASB reactor and an anaerobic packed-bed reactor when treating potato waste leachate. Renewable Energy. 12: 1-11.

91

Rajeshwari, K. V., Balakrishnan, M., Kusum, L., Kansal., A. And Kishore, V.V.N. 2000. State-of-the-art of anaerobic digestion technology for industrial wastewater treatment. Renewable & Sustainable Energy Reviews. 4: 135-156.

Romli, M., Greenfield, P.F. and Lee, P.L., 1994. “Effect of recycle on a two-phase high-rate

anaerobic wastewater treatment system”, Water Research. 28: 475-482. Rubia, M. A. de la, Perez, M., Romero, L. I., Sales, D. 2006. “Effect of solids retention time

(SRT) on pilot scale anaerobic thermophilic sludge digestion”. Process Biochemistry. 41: 79-86.

Tanaka, S. and Matsuo, T. 1985. Influence of organic loadings and effect of phase separation on

the degradation of a complex substrate in anaerobic digestion, Proceeding of the 40th Annaul Conference Japan Social Civil Engineering, 2.

Vinas, M. 1993. “Advantages of anaerobic reactor for TMP wastewater with separated acidogenic and

methanogenic stages” Environmental Technology. 14: 995-1000. Wang, Z. and Bank, C.J. 2003. “Evaluation of two stage anaerobic digester for the treatment of

mixed abattoir wastes”. Process Biochemistry. 38: 1267-1273. Zeikus, J.G., Weimer, P.J., Nelson, D.R. and Daniels, L. 1975. “Bacterial methanogenesis:

Acetate as a methane precursor in pure culture”. Archives of Microbiology. 104(1): 129-134.

ภาคผนวก

A B C D A B C D A B C D A B C D A B C DInfluent 8.72 7.05 7.84 7.04 - - - - - - - - - - - -Effluent 4.80 7.75 7.88 6.85 140 970 1,175 1,030 350 200 100 120 - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - -หมายเหตุ : 1

234

Alkalinity CODVFA

93

ภาคผนวก ก ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสียและน้ําทิ้ง

DaypH Alkalinity ปริมาณกาซVFA COD

ถังตะกอนสลัดจสรางมีเทนท่ีผานการเตรียม : C

ตารางภาคผนวกท่ี ก-1 ผลการวิเคราะหในการเตรียมตะกอนสลัดจสําหรับระบบ Acid Reactor และ UASB โดยใชตะกอนสลัดจจากระบบบําบัดน้ําเสียแบบ UpflowAnaerobic Contact (UAC)

เครื่องหมาย - คือไมไดมีการวิเคราะหตัวอยางน้ําเสียและน้ําท้ิงเครื่องหมาย ** คือ ความเขมขนของน้ําท้ิงจากระบบสูงกวาน้ําเสียเขาระบบ ทําใหไมสามารถคิดประสิทธิภาพการบําบัดไดน้ําเสียท่ีเขาถังหมักเริ่มตนมีคาซีโอดีเทากับ 6,800 มิลลิกรัม/ลิตร และการเตรียมตะกอนสลัดจมีการเปลี่ยนถายน้ําเสียในวันท่ี 3

4,6001 3,465 1,325 5,869

มีหนวยเปน มก./ล.มีหนวยเปน มล./วัน

หนวยของพารามิเตอรตางๆ มีดังนี้มีหนวยเปน มก./ล. ของ CaCO3

มีหนวยเปน มก./ล. ของ CH3COOH ปริมาณกาซ

ถังตะกอนสลัดจสรางกรดท่ีผานการเตรียม : Aถังตะกอนสลัดจสรางมีเทนท่ีไมผานการเตรียม : Dถังตะกอนสลัดจสรางกรดท่ีไมผานการเตรียม : B

A B C D A B C D A B C D A B C D A B C DInfluent - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 4.37 7.11 8.12 6.95 130 1,120 1,960 1,185 520 250 90 150 - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 3.64 7.14 8.22 6.97 0 1,350 2,160 1,160 640 230 120 170 - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 3.36 7.13 8.25 7.00 0 1,040 700 520 540 80 80 100 6,000 5,440 5,840 5,500

% removal - - - - - - - - - - - - 12 20 14 19Influent - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 3.94 7.02 7.55 6.92 0 460 940 460 200 100 80 80 6,410 6,000 3,120 5,750

% removal - - - - - - - - - - - - 6 12 54 15Influent - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 3.91 7.02 7.47 6.92 0 760 1,160 740 120 60 40 60 6,240 4,400 3,200 4,800

% removal - - - - - - - - - - - - 8 35 53 29

94

3,750

560

1,275 5,590

495

4

Day

2,020

1,375 4,450

890 3,749

2 2,930

3 560

4,000

2,330

1,717

3,650

ตารางภาคผนวกท่ี ก-1 (ตอ)

2,810580

30

3555

6

pH Alkalinity VFA COD ปริมาณกาซ

A B C D A B C D A B C D A B C D A B C DInfluentEffluent 3.91 7.08 7.38 6.93 0 1,420 1,860 1,580 640 140 64 240 7,320 6,440 1,040 5,450

% removal - - - - - - - - - - - - -8 5 85 20Influent - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 3.93 7.20 7.38 6.96 0 1,500 1,933 1,450 567 100 25 225 7,023 5,200 2,000 6,240

% removal - - - - - - - - - - - - -3 24 71 8

95

ปริมาณกาซ

1,050 3,200 2,250

900650 3,000

Alkalinity VFA

3,500

ตารางภาคผนวกท่ี ก-1 (ตอ)

Day pH

7

8 500

COD

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.45 8.1 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.04 7.68 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -หมายเหตุ : 1

234

Alkalinity SS TKNVFA TSCOD

96

ตารางภาคผนวกท่ี ก-2 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิงและปริมาณกาซ ในระบบบําบัดจําลอง Acid Reactor และ UASB แบบสองขั้นตอน ในชวงเริ่มตนเดินระบบ

เครื่องหมาย ** คือ ความเขมขนของน้ําท้ิงจากระบบสูงกวาน้ําเสียเขาระบบ ทําใหไมสามารถคิดประสิทธิภาพการบําบัดได

ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสียและน้ําท้ิงในชวงการเริ่มตนเดินระบบ Acid Reactor และ UASB (Start-up)

เครื่องหมาย - คือไมไดมีการวิเคราะหตัวอยางน้ําเสียและน้ําท้ิง

UASB : BAcid Reactor : A

ภาคผนวก ก ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสียและน้ําทิ้ง

มีหนวยเปน มก./ล.

เครื่องหมาย * คือสภาวะคงท่ี (Steady state)

มีหนวยเปน มก./ล.มีหนวยเปน มก./ล.

1

มีหนวยเปน มก./ล. ของ CaCO3

หนวยของพารามิเตอรตางๆ มีดังนี้

MLVSSOil & Greaseปริมาณกาซมีหนวยเปน มก./ล.

MLVSSTSSSCODVFAAlkalinitypHDay

TKN

1,910 1,780

Oil & Grease ปริมาณกาซ

มีหนวยเปน มก./ล.

มีหนวยเปน มล./วันมีหนวยเปน มก./ล.มีหนวยเปน มก./ล. ของ CH3COOH

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.30 7.55 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.60 8.13 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.54 8.20 1,110 - 150 - 3,500 2,360 - - - - - - - - - -Effluent 7.99 7.61 900 - 280 - 1,420 450 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 59 81 - - - - - - - - - -Influent 6.44 8.21 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 8.00 7.81 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.52 8.12 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.91 7.62 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.50 7.90 1,040 - 240 - 3,150 2,660 - - - - - - - - - -Effluent 7.80 8.04 1,420 - 270 - 1,580 634 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 50 76 - - - - - - - - - -

97

3

2

ตารางภาคผนวกท่ี ก-2 (ตอ)

6

5

4

SS TSCOD MLVSSDay

1,160 2,500

TKN Oil & Grease ปริมาณกาซ

770 1,640

700

700 1,130

560 500

1,360

pH Alkalinity VFA

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 7.31 8.20 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.75 8.14 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.97 7.88 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.97 7.60 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.50 7.90 1,090 - 260 - 4,400 1,604 - - - - - - - - - -Effluent 8.00 7.63 1,580 - 290 - 1,140 532 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 79 67 - - - - - - - - - -Influent 6.66 7.93 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 8.04 8.05 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.34 7.73 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.37 7.80 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

98

ตารางภาคผนวกท่ี ก-2 (ตอ)

7

8

9

DaypH SSCOD MLVSS TKNTS Oil & Grease

620 600

640 340

Alkalinity VFA

11

10

600 880

700 820

600 500

ปริมาณกาซ

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.29 7.59 1,360 - 290 - 3,200 1,850 - - - - - - - - - -Effluent 7.70 7.84 1,590 - 345 - 1,060 345 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 67 81 - - - - - - - - - -Influent 6.43 7.78 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.53 7.59 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.61 7.43 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.85 8.18 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 7.31 8.12 1,450 - 300 - 3,640 2,064 - - - - - - - - - -Effluent 7.39 7.74 1,630 - 440 - 1,060 567 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 71 73 - - - - - - - - - -Influent 6.97 8.10 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.50 7.84 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

99

12

13

14

15

COD SS TS MLVSS ปริมาณกาซTKN Oil & GreaseDay

pH Alkalinity VFAตารางภาคผนวกท่ี ก-2 (ตอ)

120 1,04016

370 640

600 1,140

400 800

340 500

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.50 7.53 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.57 7.84 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.66 7.88 1,620 - 230 - 4,450 1,320 - - - - - - - - - -Effluent 7.82 8.13 1,740 - 386 - 890 332 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 80 75 - - - - - - - - - -Influent 6.34 7.90 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.30 7.98 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.29 7.93 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.30 7.54 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 7.73 1,660 - 190 - 3,855 1,430 - - - - - - - - - -Effluent 7.57 7.59 1,520 - 295 - 957 284 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 75 80 - - - - - - - - - -

100

18

19

20

21

TS MLVSSตารางภาคผนวกท่ี ก-2 (ตอ)

pH Alkalinity VFA COD SSDay

320 1,970

TKN Oil & Grease ปริมาณกาซ

17

1,380 3,500

580 1,700

2,690620

1,020 3,220

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 7.31 7.59 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.08 7.46 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.97 7.78 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.50 7.44 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.50 7.43 1,160 - 150 - 3,310 1,290 - - - - - - - - - -Effluent 7.54 7.39 1,450 - 290 - 990 344 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 70 73 - - - - - - - - - -Influent 6.66 7.88 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.14 7.43 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.34 7.90 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.17 7.30 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

101

MLVSS

1,660

840

ปริมาณกาซ

1,200

DaypH Alkalinity VFA COD SS TKN Oil & GreaseTS

22

23

4,500

1,300 3,560

1,380 4,560

26

24

25

4,280

4,300

ตารางภาคผนวกท่ี ก-2 (ตอ)

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.29 7.93 1,020 - 165 - 4,475 1,325 - - - - - - - - - -Effluent 7.20 7.37 1,400 - 300 - 1,105 280 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 75 79 - - - - - - - - - -Influent 6.43 7.73 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.15 7.24 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 7.31 7.59 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.89 7.04 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.97 7.78 1,520 - 230 - 3,960 1,120 - - - - - - - - - -Effluent 6.79 7.07 1,634 - 440 - 980 220 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 75 80 - - - - - - - - - -Influent 6.50 7.43 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.85 7.12 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

102

Oil & GreaseAlkalinity TKN

27

Day

ตารางภาคผนวกท่ี ก-2 (ตอ)pH

28

29

30

MLVSSVFA COD SS ปริมาณกาซTS

1,650

1,460 4,820

4,500 5,87031

3,460

2,360 4,280

1,740 5,730

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.66 7.73 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.90 6.96 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.34 7.59 1,360 - 190 - 4,500 1,300 - - - - - - - - - -Effluent 6.92 7.00 1,640 - 310 - 1,005 305 - - - - - - - - - -

% removal - - - - ** - 79 77 - - - - - - - - - -Influent 6.29 7.78 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.89 7.05 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 7.43 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.91 7.03 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

103

34

ตารางภาคผนวกท่ี ก-2 (ตอ)

32

pH Alkalinity VFA COD SS TS MLVSS

4,460 5,735

33

Day

35

ปริมาณกาซ

4,650 5,980

5,040 5,530

4,480 5,420

Oil & GreaseTKN

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.43 4.52 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.04 7.68 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.42 4.93 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 8.20 8.13 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.47 4.87 670 1,290 240 740 3,130 8,750 - - - - - - - - - -Effluent 7.99 7.61 1,460 1,690 440 70 1,604 184 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 91 49 98 - - - - - - - - - -Influent 6.57 4.85 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 8.00 7.81 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.44 4.25 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.91 7.62 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

104

2,500

1,910 1,780

1,160

ปริมาณกาซ

36

37

770 1,640

700 1,130

700 1,36039

40

38

TS MLVSS TKNDay

pH

ตารางภาคผนวกท่ี ก-3 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactorและ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 3.0 และ 9.0 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ

Alkalinity VFA COD SS Oil & Grease

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.54 4.80 910 860 150 800 3,160 4,125 - - - - - - - - - -Effluent 8.34 8.04 1,570 1,730 365 90 1,144 184 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 89 64 96 - - - - - - - - - -Influent 6.42 5.96 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.75 8.14 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.95 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.97 7.60 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.23 4.65 540 1,040 290 780 4,460 3,625 1,230 1,135 2,070 3,450 200 150 548 408Effluent 8.00 7.63 1,600 1,580 295 90 1,064 344 775 990 1,970 3,270 24 28 216 122

% removal - - ** ** ** 88 76 91 37 13 5 5 88 81 61 70

105

640 34044*

pH Alkalinity VFA COD

42

MLVSS TKNDay

41

SS TS ปริมาณกาซ

560 500

600 880

43

7,333 6,700

600 500

Oil & Greaseตารางภาคผนวกท่ี ก-3 (ตอ)

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.32 4.55 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 8.04 8.05 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.57 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.37 7.80 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.40 4.78 745 1,270 150 740 4,210 6,250 - - - - - - - - - -Effluent 7.70 7.84 1,390 1,360 170 60 800 180 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 92 81 97 - - - - - - - - - -Influent 6.37 5.31 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.53 7.59 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.25 5.35 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.85 8.18 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

106

ปริมาณกาซ

620 600

700 82045

ตารางภาคผนวกท่ี ก-4 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor

DaypH

46

MLVSSAlkalinity VFA COD SS TS

800

600 1,140

500

TKN Oil & Grease

400

340

และ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 5.0 และ 1.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ

48

49

47

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.76 5.33 495 1,350 200 660 4,460 3,375 - - - - - - - - - -Effluent 7.39 7.74 1,460 1,360 250 50 980 220 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 92 78 93 - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.30 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.50 7.84 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.32 5.14 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.57 7.84 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.25 5.61 445 1,420 245 700 4,500 8,925 - - - - - - - - - -Effluent 7.82 8.13 1,300 2,280 280 66 1,300 800 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 91 71 91 - - - - - - - - - -Influent 6.32 5.39 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.30 7.98 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

107

ตารางภาคผนวกท่ี ก-4 (ตอ)

640

1,040

2,690

320

370

120

620

1,970

580 1,700

52

53

54

DaypH

51

Oil & Grease ปริมาณกาซVFA COD SS TS TKNMLVSSAlkalinity

50

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.30 4.92 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.30 7.54 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.37 4.78 995 1,400 190 980 3,150 6,125 - - - - - - - - - -Effluent 7.57 7.59 1,140 1,590 260 20 1,600 700 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 98 49 89 - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.80 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.08 7.46 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.50 4.32 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.50 7.44 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.23 4.85 740 1,390 230 880 4,400 4,200 - - - - - - - - - -Effluent 7.54 7.39 1,330 1,840 410 110 1,825 715 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 88 59 83 - - - - - - - - - -

108

3,220

1,380

1,020

840

Alkalinity

55

56

TKN

57

MLVSSDay

pH Oil & Grease ปริมาณกาซ

4,500

1,300 3,560

1,380 4,560

3,500

VFA COD SS TS

59

ตารางภาคผนวกท่ี ก-4 (ตอ)

58

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.34 4.58 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.14 7.43 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.56 4.78 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.17 7.30 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.55 4.80 710 1,420 220 890 4,500 3,550 - - - - - - - - - -Effluent 7.20 7.37 1,560 1,440 660 100 3,110 575 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 89 31 84 - - - - - - - - - -Influent 6.34 4.32 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.15 7.24 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.84 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.89 7.04 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

109

1,660

1,200 4,300

4,280

1,650 3,460

2,630 4,280

1,740 5,730

62

63

64

61

TS

60

VFAAlkalinity ปริมาณกาซMLVSSCOD SS TKN Oil & Greaseตารางภาคผนวกท่ี ก-4 (ตอ)

DaypH

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.53 5.10 645 1,430 220 960 3,855 4,800 - - - - - - - - - -Effluent 6.79 7.07 1,440 1,560 510 60 2,580 650 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 94 33 86 - - - - - - - - - -Influent 6.71 5.30 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.85 7.12 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.77 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.90 6.96 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.54 4.65 500 1,050 280 990 3,310 4,850 - 560 - 1,270 - - 80 - 440Effluent 6.92 7.00 1,590 1,500 500 80 2,610 625 - 470 - 1,190 - - 17 - 164

% removal - - ** ** ** 92 21 87 - 16 - 6 - - 78 - 63

110

6,767

67

4,480

4,820

4,500 6,300

1,460

5,040 6,530

7,420

Oil & Grease ปริมาณกาซCOD SS TS MLVSSpHDay

ตารางภาคผนวกท่ี ก-4 (ตอ)

65

66

Alkalinity

68*

VFA TKN

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.43 5.15 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.89 7.05 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.32 5.30 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.91 7.03 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.75 5.50 650 860 240 880 4,475 3,980 - - - - - - - - - -Effluent 6.96 7.19 1,360 1,660 430 100 1,970 535 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 89 56 87 - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.78 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.95 7.20 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.35 4.85 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.99 7.15 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

111

71

และ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 5.0 และ 2.15 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ

72

73 7,240

6,980

8,180

3,740

4,640 8,140

4,650

4,460

6,440

4,740

Oil & Grease ปริมาณกาซDay

VFA COD SSpH

ตารางภาคผนวกท่ี ก-5 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor

TS MLVSS TKN

69

70

Alkalinity

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.26 4.67 605 830 200 960 3,960 3,835 - - - - - - - - - -Effluent 7.26 7.10 1,380 1,560 440 80 1,255 1,450 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 92 68 62 - - - - - - - - - -Influent 6.43 4.87 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.11 7.42 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.57 5.70 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.87 7.21 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.57 5.03 900 900 160 760 4,450 3,455 - - - - - - - - - -Effluent 6.91 7.12 1,000 1,220 470 60 1,350 340 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 92 70 90 - - - - - - - - - -Influent 6.62 5.69 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.92 7.08 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

112

pHตารางภาคผนวกท่ี ก-5 (ตอ)

TS MLVSSAlkalinity VFA

76

77

Oil & GreaseTKNCOD SS

8,900

3,920

78

75

Day

74

ปริมาณกาซ

3,900 7,760

4,000 8,100

4,400 7,660

8,260

4,900

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.43 5.61 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.75 7.17 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.85 630 840 250 970 3,950 4,150 - - - - - - - - - -Effluent 6.89 7.01 1,080 1,100 400 80 1,405 545 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 92 64 87 - - - - - - - - - -Influent 6.45 5.12 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.75 6.91 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.70 5.34 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.79 6.84 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.23 540 990 230 770 2,650 5,200 - - - - - - - - - -Effluent 6.76 6.89 990 1,100 440 220 1,290 1,650 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 71 51 68 - - - - - - - - - -

113

DayVFA COD SS TKN Oil & GreaseTS MLVSSAlkalinitypH ปริมาณกาซ

79

3,120 8,040

2,740 8,400

81

82

83

3,990 7,040

3,060 7,980

3,500 7,900

80

ตารางภาคผนวกท่ี ก-5 (ตอ)

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.54 5.61 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.13 6.88 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.75 5.32 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.81 6.71 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.31 5.06 520 1,040 280 974 4,500 5,600 - - - - - - - - - -Effluent 6.93 6.91 1,280 1,120 560 80 2,125 1,205 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 92 53 78 - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.34 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.15 6.94 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.23 5.12 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.94 6.64 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

114

COD SSตารางภาคผนวกท่ี ก-5 (ตอ)

DayAlkalinity VFApH TKN

84

85

TS MLVSS Oil & Grease ปริมาณกาซ

7,920

2,900 8,900

4,940 7,990

3,500

3,720 7,800

8,4503,300

86

87

88

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.43 5.23 1,000 1,010 100 1,140 4,500 4,700 910 - 2,970 - - 140 - 608 -Effluent 6.99 6.64 1,100 1,200 500 120 1,940 550 475 - 2,760 - - 20 - 244 -

% removal - - ** ** ** 89 57 88 48 - 7 - - 86 - 60 -

115

7,200

Oil & Grease

4,040 7,380

ปริมาณกาซMLVSS TKNVFA CODAlkalinity TSSS

89*

ตารางภาคผนวกท่ี ก-5 (ตอ)

DaypH

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.32 5.04 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.69 7.09 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.57 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.89 7.01 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.75 5.50 620 820 300 860 4,300 4,000 - - - - - - - - - -Effluent 6.88 7.05 1,100 1,000 460 210 1,650 1,035 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 76 62 74 - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.78 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.84 6.97 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.35 4.85 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.95 6.75 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

116

90

6,990

4,747 7,560

ปริมาณกาซ

5,060

COD TS MLVSS

8,120

5,740 9,500

5,200 7,540

pH TKN Oil & Grease

4,780

93

94

91

92

Alkalinity VFA SSDay

และ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 7.0 และ 2.15 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับตารางภาคผนวกท่ี ก-6 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.26 4.67 730 980 260 1,120 3,950 5,250 - - - - - - - - - -Effluent 6.85 6.87 900 1,020 500 240 1,980 1,130 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 79 50 78 - - - - - - - - - -Influent 6.43 4.87 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.80 6.99 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.31 5.06 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.90 6.85 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.34 640 880 300 1,040 3,100 6,850 - - - - - - - - - -Effluent 6.91 6.88 980 1,180 400 220 1,900 1,620 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 79 39 76 - - - - - - - - - -Influent 6.23 5.12 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.81 7.11 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

117

95

96

97

ตารางภาคผนวกท่ี ก-6 (ตอ)

99

5,940

SS TS

5,440

8,800

5,760

5,420

5,560

9,72098

7,660

VFA TKN

7,620

8,680

Oil & Grease ปริมาณกาซDay

pH Alkalinity COD MLVSS

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.43 5.23 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.80 6.95 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.32 5.04 880 540 210 980 4,000 7,120 - - - - - - - - - -Effluent 6.60 7.08 900 1,000 440 200 2,432 2,210 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 80 39 69 - - - - - - - - - -Influent 6.55 4.80 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.80 7.00 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.34 4.32 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.95 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.84 160 1,250 260 890 3,210 6,850 - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.86 950 1,640 460 140 1,770 1,520 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 84 45 78 - - - - - - - - - -

118

ตารางภาคผนวกท่ี ก-6 (ตอ)

103

104

101

Day

100

5,000

pH Alkalinity Oil & Grease ปริมาณกาซVFA COD TS

4,620

TKN

8,260

8,140

7,535

6,795

5,420

4,760

5,940

102

SS

8,120

MLVSS

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.53 5.10 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.87 6.96 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.71 5.30 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.60 6.75 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.54 4.80 700 980 300 960 4,265 7,680 - - - - - - - - - -Effluent 6.78 6.61 1,200 1,000 440 100 2,700 1,320 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 90 37 83 - - - - - - - - - -Influent 6.42 5.96 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.70 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.95 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.60 6.94 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

119

Alkalinity

109

Day

107

108

pH MLVSS

105

106

ตารางภาคผนวกท่ี ก-6 (ตอ)SS TSVFA COD

6,200

TKN Oil & Grease ปริมาณกาซ

7,7454,900

7,380 8,220

7,200 8,150

7,900

7,300 7,995

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.23 4.65 654 940 300 880 4,450 5,085 - - - - - - - - - -Effluent 6.60 6.50 1,100 1,100 540 240 2,445 980 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 73 45 81 - - - - - - - - - -Influent 6.32 4.55 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.90 6.80 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 5.10 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.80 6.75 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 5.61 860 560 300 1,040 3,215 6,275 - - - - - - - - - -Effluent 6.50 6.34 920 1,300 620 100 2,170 1,040 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 90 33 83 - - - - - - - - - -Influent 6.31 5.55 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.05 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

120

Alkalinity

111

ตารางภาคผนวกท่ี ก-6 (ตอ)

DaypH

112

113

114

110

MLVSS TKN Oil & Grease

6,200 8,040

7,985

ปริมาณกาซVFA COD SS TS

8,5406,890

5,300 8,210

7,640

6,900

8,000

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.23 4.76 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.78 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.36 4.75 1,010 920 300 1,280 3,020 5,655 - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.02 1,160 1,080 560 120 1,950 1,005 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 91 35 82 - - - - - - - - - -Influent 6.31 5.06 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.76 6.12 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.34 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.65 6.36 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.23 5.12 760 950 280 900 3,795 6,940 - - - - - - - - - -Effluent 6.60 6.43 800 1,040 600 220 2,230 1,020 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 76 41 85 - - - - - - - - - -

121

119

117

118

ตารางภาคผนวกท่ี ก-6 (ตอ)

DaypH Alkalinity

115

116

VFA COD SS TS MLVSS ปริมาณกาซTKN Oil & Grease

7,550

9,320

7,120

7,640

6,980 9,010

8,700

7,230 8,650

9,210

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.43 5.23 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.75 6.22 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.32 5.04 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.60 6.05 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 5.12 420 850 300 1,480 3,750 7,050 - - - - - - - - - -Effluent 6.74 6.60 900 1,000 560 140 2,395 1,220 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 91 36 83 - - - - - - - - - -Influent 6.70 5.34 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.90 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.23 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.60 6.40 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

122

121

ตารางภาคผนวกท่ี ก-6 (ตอ)

120

DaypH Alkalinity

122 6,800 8,300

6,680 7,550

7,900

123

124

Oil & GreaseMLVSSVFA COD SS TS TKN

7,500

8,2007,000

6,980 8,860

ปริมาณกาซ

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.54 5.61 960 860 260 720 4,412 5,420 - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.85 1,000 1,020 620 120 2,577 970 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 83 42 82 - - - - - - - - - -Influent 6.75 5.32 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.87 6.48 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.55 4.80 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.80 7.00 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.34 4.32 1,180 820 220 920 4,485 5,330 - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.95 1,200 1,400 600 200 2,785 805 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 78 38 85 - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.84 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.70 6.86 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

123

126

ตารางภาคผนวกท่ี ก-6 (ตอ)

Day

125

129

127

128

Oil & GreaseTKNTS ปริมาณกาซMLVSSVFA COD SSpH Alkalinity

5,800 7,360

6,420 9,150

6,500 8,500

5,900 7,650

6,060 7,760

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.53 5.10 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.87 6.96 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.71 5.30 500 820 300 880 4,415 5,830 1,080 590 8,050 5,950 543 403 588 440Effluent 6.60 6.75 1,080 1,260 580 120 2,650 890 450 465 7,420 5,440 88 158 252 176

% removal - - ** ** ** 86 40 85 58 21 8 9 84 61 57 60

124

131*

130

10,867 10,500

Oil & GreaseDay

VFA COD SS TS MLVSSpH TKNตารางภาคผนวกท่ี ก-6 (ตอ)

Alkalinity

7,750 8,340

ปริมาณกาซ

8,250 8,500

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.45 4.75 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.75 7.17 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.42 4.54 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.80 6.70 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.75 5.50 1,040 720 300 1,080 2,335 7,850 - - - - - - - - - -Effluent 6.67 6.69 1,140 1,000 520 160 1,640 2,050 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 85 30 74 - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.78 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.80 6.67 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.35 4.85 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.98 6.50 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

125

134

135

136

133

Oil & Grease ปริมาณกาซ

132 8,800 7,800

COD SS TS TKNและ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 9.0 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับตารางภาคผนวกท่ี ก-7 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactor

MLVSSDay

pH Alkalinity VFA

8,520 15,000

9,320 14,200

8,200 12,760

8,390 10,800

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.26 4.67 660 880 280 1,540 2,885 7,880 - - - - - - - - - -Effluent 6.68 6.39 840 1,040 540 140 1,645 2,460 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 91 43 69 - - - - - - - - - -Influent 6.43 4.87 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.88 6.74 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.31 5.06 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.61 6.82 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.34 480 1,220 300 880 2,275 4,435 - - - - - - - - - -Effluent 6.65 6.85 1,040 1,280 560 100 1,580 1,065 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 89 31 76 - - - - - - - - - -Influent 6.23 5.12 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.69 6.81 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

126

139

141

ตารางภาคผนวกท่ี ก-7 (ตอ)TS MLVSS TKNAlkalinity COD Oil & GreaseVFA

140

137

138

DaypH SS

8,640 15,000

ปริมาณกาซ

17,140

7,600 18,280

7,640 15,400

8,520 16,140

7,700

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.43 5.23 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.81 6.81 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.32 5.04 560 940 300 1,100 4,500 3,910 - - - - - - - - - -Effluent 6.72 6.87 1,340 1,280 540 140 2,545 995 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 87 43 75 - - - - - - - - - -Influent 6.55 4.80 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.77 6.84 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.34 4.32 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.69 7.05 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.84 460 985 200 700 3,090 3,685 - - - - - - - - - -Effluent 6.95 6.73 1,120 1,200 500 120 2,435 625 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 83 21 83 - - - - - - - - - -

127

7,340

12,340

13,520

142

Day

143

146

145

144

7,560

13,140

TKN Oil & Grease ปริมาณกาซSS MLVSSTSตารางภาคผนวกท่ี ก-7 (ตอ)

VFA CODpH Alkalinity

8,220

7,840 16,460

8,100 12,060

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.53 5.10 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.65 6.66 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.71 5.30 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.64 6.83 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.54 4.80 780 845 250 1,160 3,405 6,105 - - - - - - - - - -Effluent 6.75 6.79 1,180 1,060 540 100 2,600 1,070 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 91 24 82 - - - - - - - - - -Influent 6.42 5.96 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.69 7.06 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.95 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.68 7.05 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

128

151

147

148

149

150

DaypH Alkalinity

ตารางภาคผนวกท่ี ก-7 (ตอ)TKN Oil & Grease ปริมาณกาซCOD SS TSVFA MLVSS

14,760

7,340 16,160

7,620

7,040 14,820

8,420 14,040

7,300 13,180

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.23 4.65 500 400 300 860 2,155 4,500 - - - - - - - - - -Effluent 6.58 6.98 1,320 960 620 80 1,455 1,090 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 91 32 76 - - - - - - - - - -Influent 6.32 4.55 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.65 6.84 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 5.10 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.81 6.64 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 5.61 640 950 260 800 3,020 4,370 - - - - - - - - - -Effluent 6.67 6.49 1,390 1,220 620 100 2,234 945 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 88 26 78 - - - - - - - - - -Influent 6.31 5.55 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.78 6.64 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

129

7,100 17,040

7,300155

152

154

153

156

TKN Oil & Grease ปริมาณกาซVFA COD SS TS MLVSSตารางภาคผนวกท่ี ก-7 (ตอ)

DaypH Alkalinity

12,4207,500

7,560

14,640

8,500 15,140

13,480

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.23 4.76 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.91 6.73 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.36 4.75 660 900 280 880 4,005 6,850 - - - - - - - - - -Effluent 6.95 6.50 1,120 1,040 580 100 2,657 1,520 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 89 34 78 - - - - - - - - - -Influent 6.31 5.06 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 7.04 6.61 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 5.34 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.89 6.71 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.23 5.12 465 1,100 240 860 3,100 7,680 - - - - - - - - - -Effluent 6.73 6.68 960 1,200 580 120 1,989 1,320 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 86 36 83 - - - - - - - - - -

130

161

ปริมาณกาซ

157

158

159

160

TKN Oil & GreaseCOD SS TS MLVSSตารางภาคผนวกท่ี ก-7 (ตอ)

DaypH Alkalinity VFA

7,360 14,260

7,060 17,300

7,200

14,860

7,780 13,300

16,540

8,300

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.43 5.23 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.68 6.74 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.32 5.04 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.42 6.44 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 4.57 560 825 260 800 3,205 5,085 440 175 2,540 1,760 27 22 603 563Effluent 6.61 6.37 1,000 1,100 620 120 2,100 980 155 115 2,005 1,565 14 11 287 270

% removal - - ** ** ** 85 34 81 65 34 21 11 47 52 52 52

131

14,1008,55021,31731,683

163

164*

162

TKN Oil & Grease ปริมาณกาซVFA COD SS TS MLVSSตารางภาคผนวกท่ี ก-7 (ตอ)

DaypH Alkalinity

7,900 15,800

7,800 18,200

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.45 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.82 6.35 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.42 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.75 6.64 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 6.85 560 860 300 600 3,330 4,690 - - - - - - - - - -Effluent 6.68 6.78 840 1,280 520 140 1,940 1,530 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 77 42 67 - - - - - - - - - -Influent 6.55 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.57 7.20 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.35 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.55 7.13 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

132

7,340 10,640

ปริมาณกาซ

13,5408,150

8,400 15,300

8,140 10,100

6,800

ตารางภาคผนวกท่ี ก-8 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ Acid Reactorตอแบบอนุกรมกับ UASB แบบสองขั้นตอน ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 9.0 และ 2.65 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน ตามลําดับ

Alkalinity VFA COD SSpH

2

Day

1

3

4

5 10,840

TS MLVSS TKN Oil & Grease

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.23 6.89 490 1,040 320 500 3,580 3,010 - - - - - - - - - -Effluent 6.52 7.21 1,160 1,055 520 80 2,470 1,180 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 84 31 61 - - - - - - - - - -Influent 6.70 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.66 7.18 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.21 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.59 7.35 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.43 6.99 450 1,040 275 500 4,255 2,130 - - - - - - - - - -Effluent 6.55 7.18 780 1,060 540 110 2,505 780 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 78 41 63 - - - - - - - - - -Influent 6.23 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.67 7.22 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

133

12,100

7,600 10,700

8,600

5,970

7,240 13,340

10,200

12,360

6,760

Alkalinity TKN Oil & Grease ปริมาณกาซVFA

6

MLVSSTSpHตารางภาคผนวกท่ี ก-8 (ตอ)

DayCOD SS

7

9

8

10

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.42 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.66 7.40 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.36 7.23 520 980 250 540 4,480 1,980 - - - - - - - - - -Effluent 6.69 7.42 1,220 1,020 540 80 2,565 765 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 85 43 61 - - - - - - - - - -Influent 6.56 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.70 7.47 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.80 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.62 7.40 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.34 6.89 620 1,010 300 700 3,350 2,135 - - - - - - - - - -Effluent 6.69 7.28 1,340 1,520 520 70 2,360 740 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 90 30 65 - - - - - - - - - -

134

8,760

ตารางภาคผนวกท่ี ก-8 (ตอ)

DaypH COD SS TS MLVSS

8,640

TKN Oil & Grease ปริมาณกาซ

7,660

8,000

10,540

8,600

8,200

14

15

12

13

Alkalinity VFA

11

12,000

14,440

7,560

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.23 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.74 7.50 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.60 7.36 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.23 7.11 520 1,030 280 540 3,120 2,015 - - - - - - - - - -Effluent 6.60 7.22 880 1,170 500 60 1,995 755 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 89 36 63 - - - - - - - - - -Influent 6.45 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.81 7.50 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.65 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.88 7.41 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

135

8,900

7,800

9,000

8,700

7,500

8,640

8,900

8,960

pHDay

ตารางภาคผนวกท่ี ก-8 (ตอ)

18

7,200

8,040

Oil & Grease ปริมาณกาซ

16

19

20

17

Alkalinity VFA TKNTS MLVSSCOD SS

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.74 6.95 1,090 850 230 420 3,420 2,060 - - - - - - - - - -Effluent 6.84 7.24 800 900 530 20 2,140 790 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 95 37 62 - - - - - - - - - -Influent 6.23 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.98 7.54 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.23 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.62 7.18 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.45 7.01 560 920 300 480 2,780 1,815 - - - - - - - - - -Effluent 6.69 7.22 760 800 520 20 1,585 730 - - - - - - - - - -

% removal - - ** ** ** 96 43 60 - - - - - - - - - -Influent 6.65 - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.74 7.40 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -

136

9,540

8,600

8,545

8,545 8,640

7,700

8,55022

23

24

25 8,300

8,760 8,325

21

MLVSS TKN Oil & Greaseตารางภาคผนวกท่ี ก-8 (ตอ)

DaypH TSCOD SSAlkalinity VFA ปริมาณกาซ

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent 6.74 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent 6.60 7.42 - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent 6.23 6.76 495 1,040 270 540 1,750 1,554 1,620 85 2,595 1,035 142 130 350 26Effluent 6.60 7.47 1,480 580 560 10 1,165 620 160 25 915 915 89 89 190 13

% removal - - ** ** ** 98 33 60 90 71 65 12 37 31 46 50

137

SSVFA TS

26 8,654

MLVSS TKN Oil & Grease ปริมาณกาซCOD

9,020

Alkalinity

8,320 8,98518,875 16,233

DaypH

ตารางภาคผนวกท่ี ก-8 (ตอ)

27*

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent - 6.45 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.24 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.42 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.07 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.43 - 455 - 200 - 3,025 - - - - - - - - - - -Effluent - 7.30 - 860 - 20 - 446 - - - - - - - - - - -

% removal - - - ** - 90 - 85 - - - - - - - - - - -Influent - 6.55 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.20 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.35 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.14 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

138

DaypH TKNSS TS MLVSS

แบบขั้นตอนเดียว ของการทดลองดวยอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย 2.15 กิโลกรัมซีโอดี/ลูกบาศกเมตร/วัน

5

VFAAlkalinity

3

1

4

2

ตารางภาคผนวกท่ี ก-9 ผลการวิเคราะหทางเคมีของน้ําเสีย น้ําท้ิง และปริมาณกาซท่ีเกิดโดยแทนท่ีน้ําของการบําบัดมลสารในน้ําเสียดวยระบบ UASB

Oil & Grease ปริมาณกาซCOD

8,200

8,000

8,600

8,000

8,460

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent - 6.74 - 720 - 100 - 3,530 - - - - - - - - - - -Effluent - 7.17 - 880 - 30 - 430 - - - - - - - - - - -

% removal - - - ** - 70 - 88 - - - - - - - - - - -Influent - 6.23 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.20 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.23 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.10 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.45 - 545 - 260 - 3,720 - - - - - - - - - - -Effluent - 7.38 - 760 - 30 - 450 - - - - - - - - - - -

% removal - - - ** - 88 - 88 - - - - - - - - - - -Influent - 6.65 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.21 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

139

7,460

6,960

10,660

Day

ตารางภาคผนวกท่ี ก-9 (ตอ)pH COD SSAlkalinity VFA TS MLVSS TKN

7,460

Oil & Grease ปริมาณกาซ

6,300

9

10

6

7

8

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent - 6.74 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.10 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.23 - 570 - 160 - 4,375 - - - - - - - - - - -Effluent - 7.15 - 840 - 40 - 360 - - - - - - - - - - -

% removal - - - ** - 75 - 92 - - - - - - - - - - -Influent - 6.23 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.18 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.45 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.20 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.65 - 635 - 260 - 4,790 - - - - - - - - - - -Effluent - 7.22 - 880 - 20 - 350 - - - - - - - - - - -

% removal - - - ** - 92 - 93 - - - - - - - - - - -

140

10,220

8,240

9,420

ปริมาณกาซ

14

11

15

10,900

12,400

13

VFA COD MLVSS TKN Oil & Grease

12

DaypH Alkalinity SS TS

ตารางภาคผนวกท่ี ก-9 (ตอ)

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A BInfluent - 6.74 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.32 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.23 - - - - - - - - - - - - - - - - -Effluent - 7.38 - - - - - - - - - - - - - - - - -

% removal - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Influent - 6.23 - 520 - 200 - 4,495 - 4,555 - 5,725 - - 21 - 476 -Effluent - 7.40 - 1,000 - 20 - 340 - 20 - 885 - - 17 - 383 -

% removal - - - ** - 90 - 92 - 100 - 85 - - 19 - 19 -

141

MLVSS TKN Oil & Grease

9,30013,700

9,500

8,600

ปริมาณกาซ

18*

VFA COD

16

17

DaypH Alkalinity SS TS

ตารางภาคผนวกท่ี ก-9 (ตอ)

142

ภาคผนวก ข วิธีวิเคราะหคุณภาพน้ําเสีย

1. ซีโอดีท้ังหมด (Total Chemical Oxygen Demand: TCOD) โดยวิธี dichromate closed reflux method (APHA, AWWA and WEF, 2005)

เคร่ืองมือและอุปกรณ 1. direstion vessel: ใหใชหลอดเพาะเชื้อท่ีทําดวย borosilicate glass ขนาด 16×100

มิลลิลิตร 20×150 มิลลิลิตร หรือ 25×150 มิลลิลิตร พรอมดวยฝาเกลียวปดซึ่งภายในเปน TFE 2. block heater หรือเครื่องมืออื่นๆ ท่ีคลายกันซึ่งสามารถใหความรอนท่ี 150+02 องศา

เซลเซียส พรอมกับชอง block สําหรับใสหลอด ไมควรใช oven เพราะตัวอยางอาจจะร่ัวซึ่งจะเกิดการกัดกรอนและอาจระเบิดได ในกรณีที่ตองใช oven ใหผสมตัวอยางในหลอดใหเขากันดีกอนจึงจะนําเขา oven 3. microburet

สารเคมี 1. สารละลายมาตรฐานเฟอรรัสแอมโมเนียมซัลเฟต (FAS) 0.10 M เตรียมโดยละลาย Fe (NH4)2 (SO4)2 6H2O 39.2 กรัม ในน้ํากลั่น เติม conc. H2SO4 20 มิลลิลิตร ท้ิงใหเย็นแลวปรับปริมาตรดวยน้ํากลั่นจนปริมาตรรวมเปน 1 ลิตร สารละลายนี้จะตองนํามาหาความเขมขนที่แนนอนในแตละวัน ดวยสารละลายมาตรฐานโปตัสเซียมไดโครเมต การหาความเขมขนของสารละลายมาตรฐานเฟอรรัสแอมโมเนียมซัลเฟต (FAS) นําสารละลายมาตรฐานโปตัสเซียมไดโครเมต 5 มิลลิลิตร เติมน้ํากลั่น 10 มิลลิลิตร ท้ิงใหเย็นท่ีอุณหภูมิหอง เติมเฟอรโรอินอินดิเคเตอร 1-2 หยด แลวนํามาไทเทรตกับเฟอรรัส-แอมโมเนียมซัลเฟต (FAS) 0.10 M จุดยุติเปลี่ยนจากน้ําเงินแกมเขียวเปนสีน้ําตาลแดง

การคํานวณ โมลาริตีของ FAS = [ปริมาณ K2Cr2O7 (ml) × 0.25] / ปริมาณ FAS ท่ีใช (ml) 2. สารละลายมาตรฐานโปตัสเซียมไดโครเมต 0.01667 M เตรียมโดยละลาย K2Cr2O7

(อบแหงท่ีอุณหภูมิ 103 องศาเซลเซียส เปนเวลา 2 ชั่วโมง) 4.903 กรัม ในน้ํากลั่นประมาณ 500 มิลลิลิตร, conc. H2SO4 167 มิลลิลิตร และ HgSO4 33.3 กรัม ละลายเขาดวยกัน จากนั้นปลอยใหเย็นท่ีอุณหภมิูหอง แลวปรับปริมาตรรวมเปน 1 ลิตร

143

3. สารละลายกรด H2SO4 เตรียมโดยทําการผสม Ag2SO4 และ conc. H2SO4 ดวยสัดสวน Ag2SO4 5.5 กรัม ตอ conc. H2SO4 1 กิโลกรัม ต้ังท้ิงไว 1-2 วัน ให Ag2SO4 ละลายกอนนํามาใช

4. สารละลายเฟอรโรอินอินดิเคเตอร เตรียมโดยละลาย 1,10-phenanthroline monohydrate 1.485 กรัม และ FeSO4.7H2O 695 มิลลิกรัม ในน้ํากลั่นจนไดปริมาตรรวม 100 มิลลิลิตร 5. สารละลายมาตรฐานโพแทสเซียมไฮโดรเจนพธาเลท (KHP, HOOCC6H4COOK) เตรียมโดยบด KHP และทําใหแหงที่ 110 องศาเซลเซียส ชั่งมา 425 มิลลิกรัม ละลายในน้ํากลั่นแลวปรับปริมาตรจนได 1,000 มิลลิลิตร สารละลายนี้จะอยูตัวถาเก็บในตูเย็นแตไมตลอดไป

วิธีการวิเคราะห 1. ตวงตัวอยางปริมาตร 10 มิลลิลิตร ใสในหลอดสําหรับหาคา COD 2. เติมสารละลายมาตรฐานโปตัสเซียมไดโครเมต 0.01667 M จํานวน 6 มิลลิลิตร 3. เติมสารละลายกรด H2SO4 (ผสม Ag2SO4) 14 มิลลิลิตร ผสมใหเขากัน 4. ปดฝาหลอด COD ใหแนนพอดีและนําหลอดไปเหว่ียงใหสารผสมกัน 5. วางหลอดลงใน block digester ท่ี pre heat ไวท่ีอุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส กอนแลว รีฟรักซท้ิงไว 2 ชั่วโมง ปลอยใหเย็นในอุณหภูมิหอง จากนั้นนําหลอดลงใสใน test tube rack 6. จากนั้นนํามาไทเทรตดวยสารละลาย FAS 0.10 M โดยใชสารละลายเฟอรโรอิน 2-3 หยด เปนอินดิเคเตอร จุดยุติเปลี่ยนจากน้ําเงินแกมเขียวเปนสีน้ําตาลแดง

7. ทําแบลงคโดยใชน้ํากลั่นในปริมาตรท่ีเทากับน้ําตัวอยาง ทําการรีฟลักซเหมือนตัวอยางทุกประการรวมทั้งสารเคมีท่ีใชก็ตองเทากันดวย

การคํานวณ COD (mg/l) = [(A-B) ×M ×8,000] / ปริมาณตัวอยาง (ml)

โดยท่ี COD = คา Chemical Oxygen Demand A = ปริมาณ FAS ท่ีใชสําหรับแบลงค (มิลลิลิตร) B = ปริมาณ FAS ท่ีใชสําหรับตัวอยาง (มิลลิลิตร) M = โมลาริตีของ FAS 2. ของแข็งแขวนลอย (Suspended Solid: SS) โดยวิธ ีgravimetric method (APHA, AWWA and WEF, 2005)

เคร่ืองมือและอุปกรณ 1. glass filler disks (whatman GF/C หรือ gelman type A ) ซึ่งไมมีสารอินทรียติดอยู 2. เครื่องมือสําหรับกรอง

2.1 fillter older ใช gooch crucible adapter หรือ menbrane fillter funnel

144

2.2 ถวยกรองความจุ 25 มิลลิลิตร สําหรับ Glass Fillter ขนาด 2.2 เซนติเมตร 3. ขวดดูด (suction flask) ความจุ 500 มิลลิลิตร 4. เครื่องดูดสุญญากาศ วิธีการวิเคราะห 1. อบกระดาษกรองที่วางในอะลูมิเนียมฟรอย ใหแหงท่ีอุณหภูมิ 103-105 องศาเซลเซียส

เปนเวลา 1 ชั่วโมง ท้ิงใหเย็นในเดสิคเคเตอรประมาณ 30 นาที แลวชั่งหาน้ําหนัก 2. เลือกปริมาณน้ําตัวอยางที่ไดปริมาณของแข็งแขวนลอยไมนอยกวา 1.5 มิลลิกรัม/ลิตร 3. วางกระดาษกรองบนกรวยที่ตอกับเคร่ืองดูดสุญญาอากาศ 4. ใชน้ํากลั่นฉีดกระดาษกรองใหเปยก แลวเปดเครื่องดูดสูญญาอากาศ เพ่ือใหกระดาษ

กรองติดกับกรวย 5. กรองตัวอยางท่ีผสมเขากันดีแลวโดยอาศัยแรงดึงจากเคร่ืองดูดอากาศ 6. ปดเคร่ืองดูดสูญญาอากาศ ใชคีมคีบกระดาษกรอง แลวนําใสอะลูมิเนียมฟรอยอันเดิม

จากนั้นนําไปอบแหงท่ีอุณหภูมิ 103-105 องศาเซลเซียส เปนเวลา 1 ชั่วโมง 7. ท้ิงใหเย็นในเดสิคเคเตอรประมาณ 30 นาที แลวชั่งหาน้ําหนักท่ีเพ่ิมขึ้น การคํานวณ

Suspended Solid (mg/l) = [(A-B)×1000] /ml sample โดยท่ี A = น้ําหนักกระดาษกรองกอนการวิเคราะห (มิลลิกรัม)

B = น้ําหนักกระดาษกรองหลังการวิเคราะห (มิลลิกรัม) 3.เอ็มแอลวีเอสเอส (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid : MLVSS) โดยวิธี gravimetric method (APHA, AWWA and WEF, 2005)

เคร่ืองมือและอุปกรณ 1. จานระเหย 2. เตาอบแหง 3. เดสิคเคเตอร 4. เครื่องชั่งอยางละเอียด 5. เตาเผาท่ีอุณหภูมิ 500±50 องศาเซลเซียส วิธีการวิเคราะห 1. เตรียมจานระเหย โดยนําไปเผาท่ี 500±50 องศาเซลเซียส เปนเวลา 1 ชั่วโมง และ

ปลอย ใหเย็นในเดสิคเคเตอรประมาณ 30 นาที แลวชั่งหาน้ําหนัก

145

2. นําจานระเหยที่ชั่งน้ําหนักแลวไปหาปริมาณ MLSS 3. นําจานระเหยที่หา MLSS แลวไปเผาท่ี 500±50 องศาเซลเซียส เปนเวลา 30 นาที 4. ปลอยใหเย็นในเดสิคเคเตอร แลวชั่งหาน้ําหนักสารท่ีเหลือ การคํานวณ

MLVSS (mg) = ปริมาณ MLVSS (mg) – ปริมาณของแข็งท่ีเหลือหลังการเผา (mg) 4. สภาพดางทั้งหมด (Total alkalinity: Alk) และกรดระเหยงาย (Volatile fatty acid : VFA) โดยวิธี titration method (สมาคมวิศวกรรมสิ่งแวดลอมแหงประเทศไทยและ World Environment Center, 2535)

เคร่ืองมือและอุปกรณ 1. เครื่องวัดความเปนกรดดาง (pH) 2. บิวเรตขนาด 50 มิลลิลิตรและขาตั้งบิวเรต อยางละ 2 อัน 3. เตาไฟฟา (hot plate) 4. เครื่องกวนแมเหล็กไฟฟา (magnetic stirrer) 5. บิกเกอรขนาด 200 มิลลิลิตร สารเคมี 1. สารละลายบัฟเฟอร พีเอช 7.00 2. สารละลายบัฟเฟอร พีเอช 4.00 3. สารละลายกรด H2SO4 ท่ีความเขมขน 0.1 N

4. สารละลาย NaOH ท่ีความเขมขน 0.1 N วิธีวิเคราะห 1. ต้ังตัวอยางใหตกตะกอนหรือนําไปหมุนเหว่ียงรินเฉพาะสวนใส 2. ตวงสวนใสใสบิกเกอร 2 ใบ ใบละ 50 มิลลิลิตร 3. ปรับเครื่องวัด pH ดวยสารละลายบัฟเฟอรพีเอช 7.00 และ 4.00 4. วัด pH ของตัวอยางน้ํา 5. ไทเทรตตัวอยางดวยสารละลายกรด H2SO4 มาตรฐาน โดยใชเครื่องกวนแมเหล็กกวน

ตลอดเวลา จดปริมาตรกรดท่ี pH 4.5 แลวไทเทรตตอจน pH เปน 3.0 6. ตมใหเดือดเบาๆ ประมาณ 3 นาที จากนั้นท้ิงใหเย็นท่ีอุณหภูมิหอง 7. นํามาไทเทรตดวยสารละลาย NaOH จน pH เปน 4.0 โดยกวนตลอดเวลา แลวทําการ

ไทเทรตตอจาก pH 4.0 จนถึง pH 7.0 จดปริมาตรดางท่ีใชในการไทเทรตจาก pH 4.0 จนถึง pH 7.0

146

การคํานวณ 1. สภาพดางท้ังหมด (total alkalinity) (มิลลิกรัม/ลิตร ในรูป CaCO3) = (มิลลิลิตรของกรด H2SO4 ที่ใชจน pH เปน 4.50)×0.1×50 ×1,000 มิลลิลิตรของตัวอยาง ×50 = (มิลลิลิตรของกรด H2SO4 ที่ใชจน pH เปน 4.50) ×100 2. ความเปนดางเนื่องจากกรดระเหย (Volatile acids alkalinity) (มิลลิกรัม/ลิตรในรูป

CaCO3) = (มิลลิลิตรของกรด H2SO4 ท่ีใชจน pH เปน 4.00)×0.1×50×1,000 มิลลิลิตรของตัวอยาง×50 = (มิลลิลิตรของ NaOH ท่ีใชจน pH เปน 4.50)×100

5. การวิเคราะหเจดาหลไนโตรเจน (Total Kjeldahl Nitrogen: TKN) โดยวิธี macro kjeldahl method (APHA, AWWA and EF, 2005)

เคร่ืองมือและอุปกรณ 1. เครื่องมือในการยอยสลาย ประกอบดวยเคร่ืองดูดอากาศเพ่ือดูดไอน้ําออกทิ้ง 2. เครื่องกลั่น ชุดเดียวกับการหาแอมโมเนียไนโตรเจน

สารเคมี 1. สารละลายสําหรับการยอย (digestion solution) เตรียมโดยละลายโพแทสเซียมซัลเฟต (K2SO4) 134 กรัม และ 7.3 กรัม CuSO4 ผสมกันในน้ํากลั่นประมาณ 800 มิลลิลิตร จากนั้นเติม 134 มิลลิลิตร ของ conc. H2SO4 ดวยความระมัดระวัง และท้ิงใหเย็นท่ีอุณหภูมิหอง จากนั้นจึงปรับปริมาตรใหเปน 1 ลิตร ผสมใหเขากัน เก็บไวท่ีอุณหภูมิสูงกวา 14 องศาเซลเซียส เพ่ือปองกันการตกผลึก

2. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด-โซเดียมไธโอซัลเฟต เตรียมโดยละลาย NaoH 500 กรัม และโซเดียมไธโอซัลเฟตเพนตะไฮเดรต (Na2S2O3.5H2O) จํานวน 25 กรัม ในน้ํากลั่นแลวปรับปริมาตรจนเปน 1 ลิตร

วิธีการวิเคราะห 1. เลือกปริมาตรของน้ําตัวอยางใหเหมาะสม จากนั้นเติมน้ํากลั่นท่ีปราศจากแอมโมเนีย

จนปริมาตรรวมเปน 300 มิลลิลิตร

147

2. เติมสารละลายสําหรับการยอยสลายลงไป 50 มิลลิลิตร 3. ตมเคี่ยวจนไดสารละลายใส เคี่ยวตออีก 20–30 นาทีใหหมดควันมีแตสวนใส จากนั้น

ท้ิงใหเย็นแลวปรับปริมาตรดวยน้ํากลั่นใหเปน 300 มิลลิลิตร 4. ทําใหเปนดาง ดวยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด–โซเดียมไธโอซลัเฟต 50 มิลลิลิตร

จากนั้นนําไปกลั่น โดยใชสารละลายอินดิเคติ้งบอริคเอซิค 50 มิลลิลิตร เปนตัวจับแอมโมเนียจนไดปริมาตรรวมท้ังหมดเปน 250 มิลลิลิตร

4. จากนั้นนําสวนท่ีกลั่นได 250 มิลลิลิตร ตั้งทิ้งใหเย็น นํามาไทเทรตกับสารละลายกรด

H2SO4 0.02 N จนกลายเปนสีมวงออน

การคํานวณ NH4

- – N + Org –N (mg/L) = [(A - B) ×280]/ ml. sample

โดยท่ี NH4

- –N + Org –N = แอมโมเนียไนโตรเจน + อินทรียไนโตรเจน

A = มิลลิลิตรสารละลายมาตรฐานกรด H2SO4 0.02 N ที่ใชในการไตเตรทตัวอยาง B = มิลลิลิตรสารละลายมาตรฐานกรด H2SO4 0.02 N ท่ีใชในการไตเตรท Blank 6. น้ํามัน และไขมัน (Oil and Grease) โดยวิธี soxhlet extraction method (APHA, AWWA and WEF, 2005)

เคร่ืองมือและอุปกรณ 1. ชุดสกัดซอกฮเลต 2. เครื่องดูดสุญญากาศ 3. เครื่องอังน้ํา 4. ขวดสกัด (extraction flask) 5. กระดาษกรองเบอร 40 6. เอกชแทรคชันทิมเบิล (extraction thimble paper) 7. ผามัสลินตัดเปนวงกลมเสนผานศูนยกลาง 11 เซนติเมตร 8. Glass beads

148

9. Electric heating mante สารเคมี 1. conc. HCl 2. ตัวทําละลาย

2.1 เฮกเซน (n-Hexane) จุดเดือด 49 องศาเซลเซียส 2.2 methyl-tert-butyl ether (MTBE) จุดเดือด 55-56 องศาเซลเซียส

3. diatomaceous-silica filter acid suspension , 10 กรัมตอลิตรของน้ํากลั่น 4. solvent mixture, 80 เปอรเซ็นต n-Hexane / 20 เปอรเซ็นต MTBE (v/v)

วิธีวิเคราะห 1. เก็บตัวอยางน้ํา 1 ลิตร (หรือปริมาณนอยกวา) แลวปรับ pH ใหนอยกวา 2 ดวย conc..

HCl ในอัตราประมาณ 5 มิลลิลิตรตอน้ําตัวอยาง 1 ลิตร 2. เตรียมแผนกรองดูดซับน้ํามันโดยวางผามัสลินบนท่ีกรอง แลวปูทับดวย กระดาษกรอง

เบอร 40 ในกรวยบุคเนอร แลวจึงเท diatomaceous-silica filter acid suspension 10 กรัม/ลิตร จํานวน 100 มิลลิลิตรลงไป ใชเครื่องดูดสุญญากาศดูดน้ําออกแลวลางดวยน้ํากลั่นประมาณ 1 ลิตร ดูดน้ําออกจนแหง

3. กรองตัวอยางน้ําท่ีเตรียมจากขอ 1 ผานบนกระดาษกรองดูดซับน้ํามันอยู (ขอ 2 ) ดูดน้ําออกจนแหง

4. ใชคีมคีบกระดาษกรอง นําไปใสในทิมเบิลใชสําลีชุบเฮกเซน เช็ดไขมันท่ีติดถวยบุคเนอรใหหมด แลวนําสําลีใสในทิมเบิลดวย

5. นําทิมเบิลไปอบใหแหงท่ีอุณหภูม ิ103 องศาเซลเซียส เปนเวลา 30 นาที ใสเม็ดแกวใหเต็มทิมเบิล

6. ชั่งน้ําหนักขวดที่ใชสกัด ซึ่งไดทําใหแหงและมีน้ําหนักคงท่ี (อบแหงท่ีอุณหภูมิ 103 องศาเซลเซียส)

7. นําทิมเบิลใสในชุดซอกเลต ทําการสกัดโดยใช เฮกเซนเปนตัวทําละลายดวยอัตรา 20 รอบ/ชั่วโมง เปนเวลา 4 ชั่วโมง

8. กลั่นเฮกเซนจากขวดสกัดในเครื่องอังไอน้ําท่ีอุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส ออกจนแหง (สามารถนําเฮกเซนกลับไปใชไดอีก)

9. นําขวดสกัดใหเย็นในเดสิคเคเตอร 30 นาที แลวนําไปชั่งน้ําหนักสมมุติเทากับ B กรัม การคํานวณ

Oil and Grease (mg/L) = [(B - A) ×106)×280]/ ml. sample

149

ประวัติผูเขียน

ช่ือ สกุล นางสาววิภารัตน ชัยเพชร รหัสประจําตัวนักศึกษา 4910920036 วุฒิการศึกษา วุฒิ ช่ือสถาบัน ปท่ีสําเร็จการศึกษา วิทยาศาสตรบัณฑิต มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร 2548 (เทคโนโลยีและการจัดการ) ทุนการศึกษา (ท่ีไดรับในระหวางการศึกษา)

ทุนวิจัยจากสํานักงานกองทุนเพ่ือการวิจัย มหาบัณฑิต สกว. สาขาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีภายใตโครงการสรางกําลังคนเพ่ือพัฒนาอุตสาหกรรมระดับปริญญาโท (สกว.-สสว.) การตีพิมพเผยแพรผลงาน

วิภารัตน ชัยเพชร, ดร.ปยะรัตน บุญแสวง, ผศ.ดร.สุเมธ ไชยประพัทธ. 2551. “ผลของการเตรียมตะกอนสลัดจสําหรับระบบบําบัดไรอากาศแบบสองขั้นตอนของน้ําเสียอุตสาหกรรมอาหารทะเลกระปอง”. เอกสารประกอบการประชุมวิชาการส่ิงแวดลอมแหงชาติ ครั้ งท่ี 7 สมาคมวิ ศวกรรมส่ิ งแวดล อมแห งประเทศไทย ระหว างวั น ท่ี 12-14 มี นาคม 2551. ณ สถาบันวิจัยจุฬาภรณ กรุงเทพมหานคร.