Abstract:
งานวิจัยนี้ศึกษาการนำเม็ดพลาสติกชีวภาพมาใช้เป็นแหล่งสารอินทรีย์คาร์บอนและตัวกลางในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแอน็อกซิกชนิดเบดเคลื่อนที่ โดยเม็ดพลาสติกชีวภาพ 3 ชนิดที่ใช้ในการทดลอง ได้แก่ PLA, PHBV และ PBS แบ่งการทดลองออกเป็น 3 ช่วง การทดลองช่วงแรกศึกษาสมบัติทางกายภาพของเม็ดพลาสติกชีวภาพ พบว่าพลาสติกชีวภาพชนิด PBS มีสมบัติความชอบน้ำ ขณะที่ PLA และ PHBV ไม่ชอบน้ำ ผลการละลายน้ำของเม็ดพลาสติกชีวภาพพบว่า PBS ตรวจพบสารอินทรีย์คาร์บอนละลายในน้ำประปาและน้ำปราศจากไอออน เพิ่มขึ้นสูงกว่า PLA และ PHBV ตามลำดับ เมื่อทดสอบการดูดซับไนเตรทของเม็ดพลาสติกชีวภาพ พบว่าที่ค่า พีเอชในช่วงที่มากกว่า 4 พื้นผิวของเม็ดพลาสติกชีวภาพทั้ง 3 ชนิดจะแสดงประจุเป็นลบ จึงไม่พบการดูดซับหรือดูดติดผิวของไนเตรทบนตัวกลาง การทดลองช่วงที่สองศึกษาประสิทธิภาพการกำจัดไนเตรทในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแอน็อกซิกชนิดเบดเคลื่อนที่เมื่อทำการเดินระบบแบบทีละเท พบว่าเม็ดพลาสติกชีวภาพชนิด PHBV และ PBS มีประสิทธิภาพการกำจัดไนเตรทมากกว่าร้อยละ 90 ในขณะที่ PLA กำจัดไนเตรทได้เพียงร้อยละ 48 เมื่อทำการศึกษาค่าจลนพลศาสตร์การกำจัดไนเตรท พบว่ากระบวนการดีไนตริฟิเคชันที่เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยาอันดับศูนย์ ความเข้มข้นไนเตรทคงเหลือของการทดลองแบบทีละเทเข้าใกล้ศูนย์ที่ระยะเวลา 12 และ 15 ชม. ตามลำดับ เมื่อใช้เม็ดพลาสติกชีวภาพชนิด PHBV และ PBS เป็นแหล่งสารอินทรีย์คาร์บอน การทดลองช่วงสุดท้ายเป็นการเดินระบบแบบต่อเนื่องในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแอน็อกซิกชนิดเบดเคลื่อนที่ ผลการทดลองพบว่าถังปฏิกรณ์ที่บรรจุเม็ดพลาสติกชีวภาพ มีประสิทธิภาพการกำจัดไนเตรทที่สภาวะคงตัวเท่ากับร้อยละ 12.87±4.92, 8.11±5.31, 12.33±8.37 และ 84.83±4.58 มีระยะเวลากักน้ำ 12, 16, 20 และ 24 ชม. ตามลำดับ โดยจลนพลศาสตร์ของการกำจัดไนเตรทจัดเป็นปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง เนื่องจากมีปริมาณของสารอินทรีย์คาร์บอนในระบบอย่างจำกัด ทำให้ปฏิกิริยาดีไนตริฟิเคชันเกิดได้ช้าลง ขณะที่เมื่อใช้เม็ดพลาสติกชีวภาพ PBS เป็นแหล่งอินทรีย์คาร์บอน ถังปฏิกรณ์ที่บรรจุตัวกลางดังกล่าวมีประสิทธิภาพการกำจัดไนเตรทร้อยละ 99.47±0.52, 99.34±1.83, 100 และ 98.91±0.95 ที่ระยะเวลากักน้ำ 12, 8, 4 และ 2 ชม. ตามลำดับ เนื่องจากในระบบมีสารอินทรีย์คาร์บอนเพียงพอต่อการเกิดกระบวนการดีไนตริฟิเคชันจึงทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์
