Abstract:
การเลี้ยงปลาในตู้ปลาสวยงามเป็นการเลี้ยงในระบบปิด จึงมีสถานะของของเสียที่ปลาขับถ่ายออกมาและเศษอาหารเหลือซึ่งเป็นสาเหตุทำให้สภาพของน้ำไม่เหมาะสมในการเลี้ยงปลา เนื่องจากเกิดการสะสมของแอมโมเนียและไนโตรเจนซึ่งเป็นสารที่มีความเป็นพิษต่อปลาและมีการสะสมของไนเตรทซึ่งทำให้มีการเจริญของสาหร่ายในตู้เลี้ยงปลาจนเกิดความไม่สวยงาม จึงต้องมีการเปลี่ยนถ่ายน้ำบ่อย ๆ ในงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำเทคโนโลยีชีวภาพมาประยุกต์ใช้ในการกำจัดแอมโมเนีย ไนไตรท์ และไนเตรท ในตู้เลี้ยงปลาระบบปิดโดยใช้กระบวนการไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชัน ได้ใช้ปลาทอง (Carassius auratus) เป็นกรณีศึกษา โดยเลี้ยงปลาจำนวน 30 ตัวต่อตู้ มีน้ำหนักเฉลี่ยตัวละ 15 กรัม ใช้ตู้ขนาด 40x75x40 ลบ.ซม. บรรจุน้ำ 90 ลิตร และให้อาหารวันละ 5 กรัมก่อนอื่นได้ทำการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสารประกอบไนโตรเจนภายใต้การบำบัดโดยใช้เครื่องกรองน้ำจากการเลี้ยงปลาทองในตู้ปลาดังกล่าวข้างต้น พบว่า ถึงแม้จะมีการใช้เครื่องกรองน้ำและมีเชื้อจุลินทรีย์ที่มีอยู่แล้วตามธรรมชาติก็ไม่สามารถกำจัดแอมโมเนียและไนไตรท์ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยได้ ในการนี้อัตราการผลิตแอมโมเนียในตู้เลี้ยงปลาประมาณ 2.5 มก./ล./วัน ดังนั้การทดลองในขั้นต่อมาจึงได้เร่งการกำจัดแอมโมเนียและไนไตรท์ตั้งแต่เริ่มต้นทำการเลี้ยงปลาโดยใช้เชื้อไนไตริไฟอิงแบคทีเรียที่ตรึงอยู่กับแผ่นตรึงเซลล์ที่เป็นโพลิเอสเทอร์ เมื่อทดลองศึกษาหาปริมาณแผ่นตรึงเซลล์ที่เหมาะสมเพื่อใช้กำจัดแอมโมเนียในความเข้มข้นเริ่มต้นต่าง ๆ กัน ในระบบเบ็ดเสร็จ โดยใช้ปริมาณแผ่นตรึงเซลล์ 0, 0.5, 1. 3 และ 5% ของปริมาตรน้ำในถึงบำบัด และใช้ความเข้มข้นเริ่มต้นของแอมโมเนียไนโตรเจน 1, 3, 5 และ 10 มก./ล. พบว่า ควรใช้ปริมาณแผ่นตรึงเซลล์ไม่ต่ำกว่า 3% จึงจะสามารถลดแอมโมเนียและไนไตรท์ในถังบำบัดได้เกือบ 100% ภายใน 1 วัน จากแอมโมเนียที่ระดับความเข้มข้นเริ่มต้นไม่เกิน 5 มก./ล. จึงนำผลดังกล่าวมาประยุกต์ใช้เพื่อเร่งการกำจัดแอมโมเนียและไนไตรท์ในตู้เลี้ยงปลาดังกล่าวข้างต้น ผลปรากฎว่า การใช้แผ่นตรึงเซลล์ตั้งแต่เริ่มต้นทำการเลี้ยงปลาจะทำให้แอมโมเนียและไนไตรท์ที่เกิดขึ้นในตู้เลี้ยงปลามีระดับต่ำกว่าการไม่ใช้แผ่นตรึงเซลล์ โดยตู้ที่ใช้แผ่นตรึวเซลล์เกิดกระบวนการไนตริฟิเคชันได้เกือบ 100% ตั้งแต่เริ่มต้นจนสิ้นสุดการทดลอง ทำให้มีแอมโมเนียไนโตรเจนและไนไตร์ทไนโตรเจน 0.10_ 0.02 และ 0.07_0.03 มก./ล. ตามลำดับ ซึ่งเป็นระดับที่ปลอดภัยต่อปลา แต่ในตู้ที่ไม่ใส้เชื้อจะมีการสะสมของแอมโมเนียและไนไตรท์สูง หลังจากกำจัดแอมโมเนียและไนไตร์ทแล้ว ในตู้เลี้ยงปลาจะมีไนเตรทสะสมอยู่มาก ประมาณ 4.64_0.53 มก./ล./วัน จึงได้ทำการกำจัดไนเตรทด้วยระบบน้ำหมุนเวียน มีอัตราการไหลของน้ำจากตู้เลี้ยงปลาเข้าสู่ถังบำบัด 12 ลิตร /วัน มีระยะเวลาในการเก็บกักน้ำประมาณ 0.4 วัน ใช้กลูโคสเป็นแหล่งคาร์บอน พบว่า อัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนเตรทไนโตรเจนที่เหมาะสมในการทดลองนี้คือ 33.76 มก.ซีโอดี/มก. ไนเตรทไนโตรเจน ซึ่งทำให้ถังบำบัดมีประสิทธิภาพในการกำจัดไนเตรทมากกว่า 98% มีไนเตรทไนโตรเจนแบะซีโอดีเหลืออยู่ในตู้เลี้ยงปลาประมาณ 13.04_0.42 และ 50 มก./ล. ตามลำดับ In closed system aquaria, an accumulation of feed wastes and fishes excreta were the main sources of ammonia, nitrite and nitrate resulted in water quality undesirable characteristics that toxic to fishes. In this study, biotechnology was used to remove the nitrogenous toxic compounds in closed system aquaria by nitrification and denitrification processes, In the aquaria, 30 goldfish (Carassius auratus), the average 15 g weight, were cultured in a 90 1 of tap water and feed with a processed pellet 5 g / day.Changing of water quality as nitrogenous toxic compounds under wastewater treatment in intensive freshwater closed system aquaria were investigated. The results showed that, the compounds could be treated by filtration and by biological processes occurred in nature, NH2-N and NO2-N concentrations were still accumulated at high in aquarium water.For improving nitrogenous toxic compounds removal in the aquaria, the mixed cultures of nitrifying bacteria immobilized in polyester carriers were used for study the effect of various amounts of supporting media (0, 0.5, 1, 3 and 5 percent of the working volume of reactor) on nitrifications with different initial NH4-N concentrations (1, 3, 5 and 10 mg NH4-N/1) under bath operation. The results showed that less than 3 percent of the supporting media should be recommended for complete the nitrification at the initial NH4-N concentration not more than 5 mg/1.When 3 percent of supporting media was employed for rapid start-up nitrification in the aquaria, the results showed that nearly 100 percent of nitrification was obtained, the NH4-N and NO2-N were reduced to a safe level a the concentrations of 0.10+0.02 and 0.07+0.03 mg/1, respectively. Comparison with the unseeded control, the toxic compounds were accumulated at high levels.The resulting from nitrification, NO3-N was built up to high level in the aquaria about 4.64+0.53 mg/1/d. It was reduced at low level by a biological denitrifying treatment reactor, with the water recirculating rate 12 1/d, hydraulic retention time 0.4 d and using glucose as carbon source. The results showed that optimum of glucose to NO3-N ratio was 33.76 mg COD/mg NO3-N. The efficiency of NO3-N removal was more than 98 percent, and residual NO3-N including COD in the aquaria were 13.04+0.42 and 50 mg/1, respectively.