การปรับปรุงการเพาะเลี้ยงจุลสาหร่าย Chlorococcum ด้วยน้ำจากระบบเลี้ยงสัตว์น้ำในถังปฏิกรณ์ชีวภาพเชิงแสงแบบอากาศยก

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นเพื่อปรับปรุงการเพาะเลี้ยงจุลสาหร่าย Chlorococcum humicola ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสง โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วนหลัก คือ (1) การควบคุมการเกิดไบโอฟิล์มของจุลสาหร่าย C. humicola บนผนังของถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงและ (2) ความเป็นไปได้ของการใช้น้ำจากถังบำบัดไนตริฟิเคชันเพื่อเป็นสารอาหารแก่จุลสาหร่าย C. humicola และเพื่อลดต้นทุนการดำเนินงาน

การควบคุมการเกิดไบโอฟิล์มของจุลสาหร่ายวิธีแรกใช้การเติมวัสดุแขวนลอยพลาสติกเพื่อเพิ่มการเสียดสีระหว่างวัสดุแขวนลอยและผนังของถังปฏิกรณ์ชีวภาพเชิงแสง ผลการทดลองพบว่าวัสดุแขวนลอยพลาสติก MB5 และ Bead มีความเหมาะสมต่อการใช้งานร่วมกับถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงชนิดอากาศยก โดยปริมาณที่ใช้อยู่ที่ 5% ของปริมาตรของเหลวในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสง และควบคุมอัตราการไหลของอากาศเข้าสู่ถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงที่ 0.8 วีวีเอ็ม ผลการเพาะเลี้ยงโดยใช้วัสดุแขวนลอยพลาสติกให้น้ำหนักแห้งสูงสุดของจุลสาหร่ายมากกว่าการเพาะเลี้ยงที่ไม่เติมวัสดุพลาสติกแขวนลอยประมาณ 21% - 25% วิธีที่สองในการควบคุมการเกิดฟิล์มชีวภาพของจุลสาหร่ายคือการเติมสารลดแรงตึงผิวลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ ผลการทดลองพบว่าการเติมสารลดแรงตึงผิว SDS ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อให้มีความเข้มข้น 0.0082 มิลลิโมลาร์ สามารถควบคุมการเกิดไบโอฟิล์มของจุลสาหร่าย C. humicola ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งการเพาะเลี้ยงในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงชนิดถังกวนและชนิดอากาศยกซึ่งทำจากอะคริลิกและแก้ว และมีขนาด 2 ลิตร และ 60 ลิตร โดยการเติม SDS ในระหว่างการเพาะเลี้ยงจุลสาหร่ายให้น้ำหนักแห้งสูงสุดมากกว่าการเพาะเลี้ยงที่ไม่เติม SDS ประมาณ 68% - 158 % ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงที่ทำจากอะคริลิก และ 28% - 43% ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงที่ทำจากแก้ว

การวิจัยส่วนถัดไปศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้น้ำจากถังบำบัดไนตริฟิเคชันเพื่อเป็นสารอาหารแก่จุลสาหร่าย C. humicola น้ำจากถังบําบัดไนตริฟิเคชันจากระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบปิดที่ผ่านการเตรียมน้ำขั้นต้นด้วยการกรองโดยใช้ผ้ากรองไนลอนสามารถนำมาใช้เพาะเลี้ยงจุลสาหร่าย C. humicola ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงชนิดอากาศยกที่เติมวัสดุแขวนลอยพลาสติก MB5 ได้นานถึง 24 วัน แม้ว่าผลผลิตจุลสาหร่ายที่ได้รับจะต่ำกว่าการเพาะเลี้ยงด้วยอาหารเลี้ยงเชื้อสูตร BG-11 อย่างมีนัยสำคัญ แต่พบว่าอยู่ในระดับที่ใกล้เคียงกับผลจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ ผลการทดลองที่ได้รับสามารถยืนยันความเป็นไปได้ของการนำน้ำทิ้งจากระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำมาเพิ่มมูลค่าผ่านกระบวนการผลิตชีวมวลจุลสาหร่าย สามารถลดการปล่อยสารอาหารไนโตรเจนและฟอสฟอรัสออกสู่สิ่งแวดล้อม และลดค่าใช้จ่ายได้ถึง 527.50 บาท ต่อกิโลกรัมของจุลสาหร่าย เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้อาหารเลี้ยงเชื้อสูตร BG-11 ผลผลิตน้ำหนักแห้งจุลสาหร่าย ในการทดลองนี้พบว่าประสิทธิภาพการบำบัดไนเตรทและฟอสเฟตเฉลี่ยเมื่อเพาะเลี้ยงจุลสาหร่ายแบบกึ่งต่อเนื่องเป็นเวลา 24 วัน มีค่าเท่ากับ 82.8% และ 89.1% ตามลำดับ ผลลัพธ์จากงานนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการนําของเสียจากการผลิตสัตว์น้ำกลับมาใช้ประโยชน์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในแง่มุมการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่าผ่านกระบวนการผลิตชีวมวลจุลสาหร่าย C. humicola ช่วยเพิ่มมูลค่าแก่ระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำของเกษตรกร ลดมลพิษจากการปล่อยน้ำเสียที่มีไนเตรทและฟอสเฟตลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ และส่งเสริมแนวคิดการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่มีความยั่งยืน