Abstract:
งานวิจัยนี้ศึกษาประสิทธิภาพของถังปฏิกรณ์ชีวภาพไร้อากาศฟลูอิดไดซ์เบดแบบไม่เวียนน้ำที่ใช้พีวีเอเจลเป็นตัวกลางในระบบ ทำการทดลองระดับปฏิบัติการด้วยถังปฏิกรณ์ขนาด 4.58 ล. ความสูง 2 ม. จำนวน 4 ชุดการทดลอง รองรับค่าอัตราภาระสารอินทรีย์แตกต่างกัน 5, 15, 25 และ 40 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน และแปรค่าระยะเวลากักเก็บน้ำ 4.4, 2.93, 2.2 และ 1.1 ชม. ทั้งนี้เม็ดพีวีเอเจลในถังปฏิกรณ์ถูกปรับลดขนาดให้อยู่ในช่วง 500-1,000 ไมครอนเพื่อให้เหมาะสมกับระบบฟลูอิดไดซ์เบด โดยทั้งลักษณะโครงสร้างภายในและความถ่วงจำเพาะยังคงใกล้เคียงกับตัวกลางต้นแบบ เริ่มต้นเดินระบบการทดลองทั้ง 4 ชุดด้วยอัตราภาระสารอินทรีย์ 5 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน ระยะเวลากักเก็บน้ำ 4.4 ชม. พบว่าทุกถังปฏิกรณ์ใช้เวลา 89 วันในการเข้าสู่สภาวะสมดุล มีร้อยละการบำบัดสารอินทรีย์มากกว่า 80 เมื่อแปรค่าอัตราภาระสารอินทรีย์เข้าระบบและลดระยะเวลากักเก็บน้ำในถังปฏิกรณ์เป็น 2.93, 2.2 และ 1.1 ชม. ตามลำดับ ทุกชุดการทดลองยังคงร้อยละการบำบัดสารอินทรีย์มากกว่า 80 ยืนยันถึงประสิทธิภาพของระบบฟลูอิดไดซ์เบดไร้อากาศแบบไม่เวียนน้ำที่ใช้พีวีเอเจลเป็นตัวกลางสามารถทำงานได้ดีแม้ลดระยะเวลากักเก็บน้ำลงถึง 4 เท่า และอัตราภาระสารอินทรีย์สูงถึง 40 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน โดยมีอัตราการผลิตก๊าซชีวภาพสูงสุดเท่ากับ 93.80 ล.ก๊าซชีวภาพ/วัน คิดเป็นความสามารถในการแปลงสารอินทรีย์เป็นก๊าซชีวภาพเฉลี่ยเท่ากับ 0.55±0.10 ล.ก๊าซชีวภาพ/ก.ซีโอดีบำบัด โดยมีค่าคงที่ปฏิกิริยาอันดับหนึ่งเท่ากับ 41.72 วัน-1 ที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 4.4 และ 2.93 ชม. ความเข้มข้นครึ่งปฏิกิริยาเท่ากับ 0.09 ก./ล. และอัตราการบำบัดสูงสุด 42.11 ก./ล.-วัน ที่ระยะเวลากักเก็บน้ำ 2.2 และ 1.1 ชม. เมื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในถังปฏิกรณ์ พบว่า Methanosarcinar จะมีปริมาณเพิ่มมากขึ้นตามความเข้มข้นกรดอินทรีย์ที่สะสมในระบบ ตรงกันข้ามกับ Methanosaeta ที่จะลดลงเมื่อกรดเพิ่มขึ้น จึงสรุปได้ว่าพีวีเอเจลสามารถใช้เป็นตัวกลางในถังปฏิกรณ์ไร้อากาศชนิดฟลูอิดไดซ์เบดแบบไม่เวียนน้ำได้ดี ทุกสภาวะของการเดินระบบสามารถบำบัดสารอินทรีย์ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งนี้เมื่อคำนวณค่าจลนพลศาสตร์จากความสามารถในการบำบัดสารอินทรีย์ที่สภาวะเหล่านั้นร่วมกับลักษณะการไหลของน้ำภายในถังปฏิกรณ์ จะได้สมการคำนวณที่ประยุกต์ใช้กับระบบบำบัดน้ำเสียที่มีรูปแบบใกล้เคียงกันได้
