Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/42596
Title: ประสิทธิภาพการบำบัดสารอนินทรีย์ไนโตรเจนของตะกอนชีวภาพจากระบบเลี้ยงสัตว์น้ำแบบไบโอฟล็อก
Other Titles: EFFICIENCY OF INORGANIC NITROGEN TREATMENT OF BIOLOGICAL SLUDGE FROM BIOFLOC AQUACULTURE SYSTEM
Authors: พรรณทภรณ์ สิทธิ์พลางกูร
Advisors: วิบูลย์ลักษณ์ พึ่งรัศมี
กษิดิศ หนูทอง
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Advisor's Email: wiboonluk@hotmail.com
Kasidit.N@Chula.ac.th
Subjects: น้ำเสีย -- การบำบัด -- การกำจัดไนโตรเจน
น้ำเสีย -- การบำบัด -- วิธีทางชีวภาพ
การบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ -- การทดลอง
Sewage -- Purification -- Nitrogen removal
Sewage -- Purification -- Biological treatment
Bioremediation -- Experimentation
Issue Date: 2556
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลัก โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเทคโนโลยีไบโอฟล็อกเพื่อการเลี้ยงสัตว์น้ำ และศึกษาความสามารถของตะกอนชีวภาพในการควบคุมความเข้มข้นของสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจน ตลอดจนติดตามการเปลี่ยนแปลงลักษณะสมบัติของตะกอนในระหว่างการเลี้ยงสัตว์น้ำ ผลการทดลองส่วนที่ 1 แสดงข้อมูลเบื้องต้นว่าระดับของตะกอนชีวภาพในช่วง 200-500 มก.ของแข็งแขวนลอย/ล. (6-14 มล./ล.) มีความเหมาะสมในการควบคุมคุณภาพน้ำเมื่อภาระไนโตรเจนจากการให้อาหารสัตว์น้ำมีค่าไม่เกิน 2.68 มก.ไนโตรเจน/ล./วัน ที่ความหนาแน่นปลานิลเท่ากับ 3 กก./ลบ.ม. การทดลองส่วนที่ 2 ศึกษาระดับของตะกอนชีวภาพและความหนาแน่นของสัตว์น้ำที่สามารถคงไว้ได้ในระบบเทคโนโลยีไบโอฟล็อกที่ทำให้ความเข้มข้นของแอมโมเนียและ ไนไทรต์อยู่ในระดับที่ปลอดภัย โดยที่มาของตะกอนชีวภาพเกิดจากการให้อาหารสัตว์น้ำเท่านั้น ผลการทดลองพบว่าเมื่อระดับของตะกอนชีวภาพอยู่ระหว่าง200-300 มก.ของแข็งแขวนลอย/ล. (6-9 มล./ล.) ความเข้มข้นแอมโมเนียและ ไนไทรต์ในระบบมีค่าน้อยกว่า 1 มก.ไนโตรเจน/ล. และอัตราการบำบัดแอมโมเนียของตะกอนชีวภาพในช่วงดังกล่าวมีค่าเท่ากับ 16.07±5.77 มก.ไนโตรเจน/ก.ของแข็งแขวนลอย/วัน การทดลองส่วนที่ 3 คล้ายคลึงกับการทดลองส่วนที่ 2 ยกเว้นที่มาของตะกอนชีวภาพเกิดจากการเติมแป้งมันสำปะหลังและอาหารสัตว์น้ำในอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนเท่ากับ 20:1 ผลการทดลองที่ได้รับคล้ายคลึงกับการทดลองส่วนที่ 2 กล่าวคือระดับที่เหมาะสมของตะกอนชีวภาพอยู่ในช่วง 200-300 มก.ของแข็งแขวนลอย/ล. และตะกอนชีวภาพในช่วงดังกล่าวมีอัตราการบำบัดแอมโมเนียเท่ากับ15.20±20.15 มก.ไนโตรเจน/ก.ของแข็งแขวนลอย/วัน ข้อมูลจากการทดลองส่วนที่ 2 และ 3 ถูกนำมาใช้ในการทดลองส่วนสุดท้าย ซึ่งเลี้ยงปลานิลในระบบเทคโนโลยีไบโอฟล็อกโดยไม่มีการเปลี่ยนถ่ายน้ำเป็นระยะเวลา 60 วัน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสามารถในการควบคุมความเข้มข้นของสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจน และติดตามการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางเคมีของตะกอนชีวภาพระหว่างการเลี้ยงสัตว์น้ำ ผลการทดลองพบว่าเมื่อระดับตะกอนชีวภาพอยู่ระหว่าง 200-300 มก.ของแข็งแขวนลอย/ล. ความเข้มข้นของแอมโมเนียและไนไทรต์น้อยกว่า 1 มก.ไนโตรเจน/ล. เมื่ออัตราภาระไนโตรเจนจากอาหารไม่เกิน 2.28 มก.ไนโตรเจน/ล./วัน ผลการวิเคราะห์ธาตุในตะกอนชีวภาพพบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติระหว่างการทดลองทั้งในชุดควบคุม (เติมแป้งมันสำปะหลังและอาหารสัตว์น้ำทุกวัน) และชุดทดลอง (เติมอาหารสัตว์เท่านั้น) อย่างไรก็ตามปริมาณธาตุคาร์บอนในชุดควบคุม (ร้อยละ 34.19±0.172) มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับชุดทดลอง (ร้อยละ 32.17±0.273) ขณะที่ร้อยละปริมาณไนโตรเจนและไฮโดรเจนในตะกอนชีวภาพของชุดควบคุมและชุดทดลองไม่มีความแตกต่างกัน ผลการทำสมดุลมวลไนโตรเจนพบว่ากระบวนการไนทริฟิเคชันมีความสำคัญต่อการบำบัดสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจนมากที่สุดเท่ากับร้อยละ 44.2 และ 55.0 ในชุดควบคุมและชุดทดลองตามลำดับ ตามมาด้วยกระบวนการนำไนโตรเจนเข้าสู่เซลล์ และยังอาจเปลี่ยนแนวทางการกระตุ้นให้เกิดตะกอนชีวภาพจากการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนโดยตรงมาใช้อาหารที่มีโปรตีนต่ำแทน นอกจากนี้ผลการสังเกตระหว่างการเลี้ยงปลานิลในการทดลองสุดท้ายพบว่ามีความจำเป็นต้องปรับปรุงหน่วยแยกตะกอนเพื่อให้มีประสิทธิภาพและใช้งานสะดวกมากขึ้น
Other Abstract: This study was divided into four main sections, intended to identify the optimal operating condition of biofloc technology system for aquaculture cultivation and tried to assess the ability of biological sludge in biofloc technology system in controlling inorganic nitrogen concentration and to monitor the change in chemical compositions of biological sludge during aquaculture cultivation.The first experiment revealed the preliminary results that the biological sludge concentrations should be maintained between 200 and 500 mg SS/L (6-14 ml/l) given the nitrogen loading rates from feeding was up to 2.68 mg N/L/day when density of Tilapia 3 kg/m3. The second experiment tried to determine the levels of biological sludge in biofloc technology system and the corresponding aquaculture densities that would yield acceptable ammonia and nitrite concentrations given the sludge was induced by the addition of aquaculture feeds. Results of the second experiment found that maintaining the biological sludge in the range from 200-300 mg SS/L (6-9 ml/l) led to acceptable ammonia and nitrite concentrations less than 1.0 mg N/L and the rates of ammonia degradation of 16.07±5.77 mg N/g SS/day. The third experiment was similar to the second one except sludge was induced by the addition of tapioca starch and feeds with the weight C:N ratio of 20:1. Comparable results to those of the second experiment were obtained such that biological sludge concentrations should be maintained from 200-300 mg SS/L and the corresponding ammonia degradation rates of biological sludge from the identified range were 15.20±20.15 mg N/ g SS/day. Data from the second and third experiment were employed in the last experiment, which cultivated tilapia in biofloc technology system without water exchange for 60 days with aims to study the inorganic nitrogen control by biological sludge and to monitor the change in chemical composition of the biological sludge. It was found that when the biological sludge was maintained between 200 and 300 mg SS/L, ammonia and nitrite concentrations could be kept below 1.0 mg N/L given the nitrogen loading rates were up to 2.28 mg N/L/day. The CHN analysis indicated that the elemental compositions were statistically insignificant different during the 60 days cultivation in both treatment tanks (tapioca starch and feed addition on the daily basis) and control tanks (only daily feed addition). However, carbon compositions (34.19±0.172%) in control tanks were statistically different to those of treatment tanks (32.17±0.273%) while nitrogen and hydrogen compositions are comparable among both sets. Nitrogen balance analysis indicated that nitrification was the main treatment (44.2%52.0% in control and treatment tank respectively) route followed by assimilation, and the method of providing organic carbon source to stimulate biological sludge formation could be altered by using low protein feeds. Finally, the observation made during the tilapia cultivation in the last experiment led to the conclusion that the solids separating unit required additional improvement to increase the efficiency and to facilitate the operators when using the system.
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556
Degree Name: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/42596
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.9
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2013.9
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5370296621.pdf5.52 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.