การวิเคราะห์ประสิทธิภาพและเศรษฐศาสตร์ของการใช้ระบบหมัก ไร้อากาศแบบถังกวนต่อเนื่องในสภาวะเทอร์โมฟิลิก

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อทดสอบศักยภาพการผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำเสียจากมูลสุกรโดยใช้กระบวนการ หมักย่อยแบบไร้อากาศในถังหมักย่อยแบบกวนต่อเนื่อง (Completely Stirred Tank Reactor) ในช่วงอุณหภูมิสูง (Thermophilic ที่ 55±2 OC) โดยทำการออกแบบและจัดสร้างระบบต้นแบบ ขนาด 1 m3 ใช้กรรมวิธีการเติมน้ำเสียแบบครั้ง คราว (Batch Feeding) เพื่อนำมาเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับระบบผลิตก๊าซชีวภาพแบบอุณหภูมิปกติและไม่มีการกวน ซึ่งใช้กันอยู่ทั่วไป โดยควบคุมน้ำเสียตั้งต้นให้มีสัดส่วนปริมาณของแข็งทั้งหมด (TS) ที่ 2% โดยน้ำหนัก ซึ่งเป็นค่าประมาณ ของน้ำเสียในฟาร์มสุกรในประเทศไทย โดยในการทดลองเปลี่ยนระยะเวลาเก็บกักน้ำเสีย (HRT) ระหว่าง 4 ถึง 6 วัน ในขณะที่ค่าสำหรับการออกแบบระบบก๊าซชีวภาพแบบอื่น ๆ ที่มีการกวนผสม และทำงานในช่วงอุณหภูมิต่ำ (Mesophilic 25-35 OC) จำเป็นต้องมีค่าไม่ต่ำกว่า 6 วันสำหรับประเทศไทย จากนั้นทำการตรวจวัดปริมาณก๊าซชีวภาพ ค่า COD pH VFA และสัดส่วนก๊าซมีเทนในก๊าซชีวภาพ ผลการทดลองพบว่า ระบบใช้ระยะเวลาเก็บกักน้ำเสียเพียง 4 วัน มีประสิทธิภาพใน การบำบัดของเสียถึง 84% ที่อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ 4.8 กก.สารอินทรีย์/ม3-วัน สามารถผลิตก๊าซชีวภาพได้เฉลี่ย 1006 ลิตร/วัน โดยมีสัดส่วนก๊าซมีเทนในก๊าซชีวภาพเฉลี่ย 65.6% ผลการทดลองสรุปได้ว่า ระบบผลิตก๊าซชีวภาพแบบ กวนต่อเนื่องในช่วงอุณหภูมิสูงมีประสิทธิภาพในการหมักย่อยสูงกว่าระบบก๊าซชีวภาพแบบอื่น แต่หากนำมาใช้ในการ บำบัดน้ำเสียจากฟาร์มสุกรซึ่งมีอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ต่ำจะไม่คุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ สมควรนำไปใช้กับของเสีย ที่มีความเข้มข้นของชีวมวลสูง