การผลิตก๊าซชีวภาพจากฝุ่นข้าวในถังหมักแบบปลั๊กโฟล

Abstract

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ เป็นการศึกษาถึงวิธีการย่อยสลายฝุ่นข้าวในสภาวะไร้ออกซิเจนในถังหมักแบบถังกวน (stirred tank) และแบบปลั๊กโฟล (plug flow) เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมต่อการหมัก ในการที่จะให้ก๊าซชีวภาพสูงสุด และระยะเวลากำจัดต่ำสุดจากนั้นจึงศึกษาทางด้านจลน์ศาสตร์ และเศรษฐศาสตร์ ในการทดลองได้ทำการเพิ่มภาระสารอินทรีย์ (total solid) พร้อมลดระยะเวลากำจัด (retention time) และลดระยะเวลากำจัดโดยที่ภาวะสารอินทรีย์คงที่ จากการทดลองพบว่า ถังหมักแบบถังกวนสามารถรับภาระสารอินทรีย์ได้สูงสุดเพียงร้อยละ 10 และลดระยะเวลากำจัดได้ต่ำสุด 10 วัน อัตราการผลิตก๊าซประมาณ 1 ลบ.ม./วัน สำหรับถังหมักแบบปลั๊กโฟลสามารถเพิ่มภาระสารอินทรีย์ได้ถึงร้อยละ 30 ระยะเวลากำจัด 25.7 วัน อัตราการผลิตก๊าซ 20 ลบ.ม./วัน การศึกษาทางจลน์ศาสตร์ พบว่า ปริมาณของของแข็งทั้งหมดในสารอาหารที่ออกถังหมัก ถูกควบคุมโดยระยะเวลากำจัด แสดงได้ในรูปสมการ S = Ks*(1+b*Ɵ) / (Ɵ*(ko*a-b)-1) โดยที่ S = ปริมาณของแข็งทั้งหมดในสารอาหารที่ออกจากถังหมัก Ɵ = ระยะเวลากำจัด และ Ks, ko, a และ b เป็นค่า kinetic coefficient พบว่า สำหรับถังหมักแบบปลั๊กโฟล ค่า Ks เท่ากับ 578, ค่า b เท่ากับ 0.0532 และค่า ko*a เท่ากับ 0.635 ซึ่งค่าคงที่เหล่านี้สามารถนำไปใช้ในการควบคุมการออกแบบระบบหมักแบบปลั๊กโฟลเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ สำหรับการวิเคราะห์ด้านเศรษฐศาสตร์เบื้องต้นพบว่า ถังหมักแบบปลั๊กโฟลในขนาดเดียวกับถังหมักแบบฝาลอย และแบบโดม จะเสียค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างสูงกว่าประมาณ 30 เท่า แต่ให้อัตราการผลิตก๊าซสูงกว่าประมาณ 20 เท่า และเมื่อคิดค่าใช้จ่ายในการผลิตก๊าซชีวภาพต่อเดือน ระบบแบบปลั๊กโฟลจะเสียค่าใช้จ่ายถูกกว่า ดังนั้นระบบหมักแบบปลั๊กโฟลจึงเหมาะสมที่จะจัดสร้างในชุมชน