การควบคุมระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชันด้วยปริมาณซัลเฟต และชนิดของแหล่งคาร์บอน

Controlling the level of sulfate reduction by the amonunt of sulfate and type of carbon sources

Name: อนุตร เปียงแก้ว

ThaSH: น้ำเสีย -- การบำบัด -- การกำจัดโลหะหนัก

ThaSH: น้ำเสีย -- การบำบัด -- ระบบยูเอเอสบี

Abstract: ควบคุมระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชันด้วยปริมาณซัลเฟต และชนิดของแหล่งคาร์บอนด้วยระบบยูเอเอสบี การทดลองแบ่งออกเป็น 2 ชุด ชุดละ 3 การทดลอง โดยการทดลองชุดที่ 1 ใช้น้ำตาลทรายเป็นแหล่งคาร์บอน ส่วนการทดลองที่ 2 ใช้อะซิเตตเป็นแหล่งคาร์บอน แต่ละชุดการทดลองใช้ถังปฏิกรณ์ยูเอเอสบีขนาดเดียวกัน ป้อนน้ำเสียสังเคราะห์ ที่มีความเข้มข้นซัลเฟตในน้ำเสียเป็น 42, 84 และ 840 มก./ล. คิดเป็นอัตราส่วนซีโอดีต่อซัลเฟตเท่ากับ 12, 6 และ 0.6 ตามลำดับ โดยใช้ความเข้มข้นซีโอดีคงที่เท่ากับ 500 มก./ล.ในอัตราไหล 8 ล./วัน การศึกษาพบว่า ในการทดลองที่ 1 ซึ่งใช้น้ำตาลทรายเป็นแหล่งคาร์บอนที่มีซีโอดีเท่ากับ 500 มก./ล. และใช้ซัลเฟตเข้มข้น 3 ระดับ คือ 42, 84 และ 840 มก./ล. จะได้ประสิทธิภาพการกำจัดซีโอดีเป็นร้อยละ 89.4, 92.3 และ 89.5 มก./ล. ตามลำดับ ระดับซัลเฟตรีดักชันคิดเป็นร้อยละ 90, 87 และ 66 ปริมาณซัลไฟด์ที่เกิดขึ้นเท่ากับ 13, 24 และ 176 มก./ล. ตามลำดับ ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้เท่ากับ 1,005 886 และ 101 มล./วัน ตามลำดับ ปริมาณแบคทีเรียสร้างมีเทนต่อแบคทีเรียรีดิวซ์ซัลเฟตเป็น 1:0.47, 1:0.62 และ 1:1.37 ตามลำดับ ส่วนในการทดลองที่ 2 ซึ่งใช้อะซิเตตเป็นแหล่งคาร์บอนและใช้ซัลเฟตเหมือนกับการทดลองที่ 1 ปรากฏว่าได้ประสิทธิภาพการกำจัดซีโอดีคิดเป็นร้อยละ 96.8, 96.7 และ 93.5 ตามลำดับ ระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชัน คิดเป็นร้อยละ 80, 82 และ 72 ตามลำดับ ปริมาณซัลไฟด์ที่เกิดขึ้นเท่ากับ 11.5, 22 และ 200 มก./ล. ตามลำดับ ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้เท่ากับ 1,350 1,254 และ 0 มล./วัน ตามลำดับ ผลการทดลองสรุปได้ว่า เมื่ออัตราส่วนซีโอดีต่อซัลเฟตเท่ากับ 6 และ 12 ระดับการเกิดซัลเฟตรีดับขันมีค่าเท่ากับ 87% และ 90% ตามลำดับ สำหรับแหล่งคาร์บอนที่เป็นน้ำตาลทราย จะเห็นได้ว่าระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชัน มีค่าไม่ต่างกับการทดลองที่ใช้อะซิเตตเป็นแหล่งคาร์บอนมากนัก เพราะมีซีโอดีอยู่ในระบบมากเกินพอในขณะที่ซัลเฟตอยู่อย่างจำกัด ซัลเฟตในระบบจึงถูกรีดิวซ์เกือบทั้งหมดในเปอร์เซนต์ที่ใกล้เคียงกัน จึงอาจสรุปได้ว่า เมื่ออัตราส่วนซีโอดีต่อซัลเฟตมีค่ามากกว่า 6 ซัลเฟตรีดักชันน่าจะเกิดได้อย่างเต็มที่ และซัลเฟตไม่เป็นปัจจัยกำหนดระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชันในทางตรงข้าม เมื่ออัตราส่วนซีโอดีต่อซัลเฟตเท่ากับ 0.6 ระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชันมีค่าเท่ากับ 66% และ 72% สำหรับแหล่งคาร์บอนที่เป็นน้ำตาลทรายและอะซิเตตตามลำดับ จะเห็นได้ว่าระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชันมีค่าลดลง เพราะในระบบมีซัลเฟตอยู่มากเกินพอในขณะที่มีซีโอดีอยู่อย่างจำกัด ดังนั้นความเข้มข้นของซีโอดี จึงเป็นตัวควบคุมระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชัน ในทางกลับกัน อาจกล่าวได้ว่าเมื่ออัตราส่วนซีโอดีต่อซัลเฟตน้อยกว่า0.6 ซัลเฟตจะเป็นตัวกำหนดระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชัน นอกจากนี้ ที่อัตราส่วนซีโอดีต่อซับเฟต 12 และ 6 ผลการทดลองยังแสดงให้เห็นอีกว่า การใช้อะซิเตตเป็นแหล่งคาร์บอนทำให้ระดับการเกิดซัลเฟตรีดับชันลดต่ำลงเมื่อเทียบกับการทดลองที่ใข้น้ำตาลทราย เนื่องจากซีโอดีทีใช้รีดิวซ์ซัลเฟตส่วนหนึ่งมาจากกรดอินทรีย์และไฮโดรเจนจากกระบวนการเฟอร์เมนเตชันซึ่งไม่มีในการทดลองที่ใช้อะซิเตต ผลการทดลองที่อัตราส่วนซีโอดีต่อซัลเฟต 0.6 ยังแสดงให้เห็นว่าการใช้อะซเตตเป็นแหล่งคาร์บอน กลับทำให้ระดับการเกิดซัดเฟตรีดักชันสูงขึ้น เพราะแบคทีเรียสร้างกรดและแบกทีเรียบริโภคไฮโดรเจนใช้ซีโอดีส่วนหนึ่งในระบบเมื่อใช้น้ำตาลทรายเป็นแหล่งคาร์บอน แต่การใช้อะซิเตตทำให้แบคทีเรียทั้งสองกลุ่มหมดบทบาทลง ซีโอดีส่วนนี้จึงถูกใช้ในการรีดิวซ์ซัลเฟตแทนเพราะมีซัลเฟตในระบบมากเกินพอระดับการเกิดซัลเฟตรีดักชันจึงสูงขึ้น

Abstract: To investigate the role of sulfate concentration and type of carbon source in controlling the sulfate reduction level in UASB system. The research has 2 parts, each part contain 3 experiments. The first part used sugar as carbon source whist the second part used acetate. The same size of UASB reactors in both parts were used to feed 8 liters of synthetic wastewater having constant COD concentration of 500 mg/l. Three levels of sulfate concentration, i.e., 42, 84 and 840 mg/l. were studied. It was found in the first part that using sugar as carbon source having COD concentration of 500 mg/l. and three levels of sulfate concentration, i.e., 42, 84 and 840 mg/l. the efficiency of COD removal were 89.4%, 92.3% and 89.5% respectively. The levels of sulfate reduction were 90%, 87% and 66%, and the effluent sulfide concentrations were 13, 24 and 176 mg/l respectively. The produced gas quantities were 1,005, 886 and 101 ml/day, and the ratios of methane producing bacteria:sulfate reducing bacteria were 1:0.47, 1:0.62 and 1:1.37 respectively. In the second part, using acetate as carbon source and the same levels of sulfate concentration, the efficiency of COD removal were 96.8%, 96.7% and 93.5%, and the levels of sulfate reduction were 80%, 82% and 72% respectively. The effluent sulfide concentrations were 11.5, 22 and 200 mg/l, and the produced gas quantities were 1,350, 1,254 and 0 ml/day respectively. According to the experiment, it was shown that when using sugar as the carbon source, sulfate reduction levels would be 87% and 90% at COD:sulfate ratios of 6 and 12 respectively. The results were not much different when using acetate as the carbon source because there was excessive COD but limiting sulfate in the system. Therefore, almost the entire sulfate was reduced to nearly the same extent. It maybe concluded that when COD:sulfate ratio was higher than 6, maximum sulfate reduction could be expected and sulfate concentration would never limit the reduction reaction. On the contrary, when the COD:sulfate ratio was 0.6, sulfate reduction levels were 66% and 72% when using sugar and acetate as carbon source respectively. This showed that the sulfate reduction was decreased due to excessive sulfate as well as limited COD in the system. Therefore, COD concentration controlled the sulfate reduction level. On the other hand, the COD:sulfate ratio less than 0.6 sulfate would determine the levels of sulfate reduction. Moreover, at the COD:sulfate ratio of 12 and 6, the result showed that when using acetate as carbon source, the level of sulfate reduction was decreased compared with using sugar. Since some portion of COD used to reduce sulfate came from the volatile fatty acid and femented hydrogen, which was not found in the acetate experiment. On the contrary, at the COD:sulfate of 0.6, the result showed that when using acetate as carbon source, sulfate reduction level was increased. Since the acid forming bacteria and the bacteria utilized hydrogen used a part of COD when using sugar as carbon source. But when using acetate, the role of both groups of bacteria was limited. Therefore, this part of COD was used to reduce sulfate instead, consequently excessive sulfate increased sulfate reduction.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: มั่นสิน ตัณฑุลเวศม์

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2542

Modified: 2560-07-04

Issued: 2560-07-04

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/11336

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Anutara_Pi_front.pdf	1.01 MB	12	2026-05-26 18:16:01
2	Anutara_Pi_ch1.pdf	733.01 KB	12	2026-05-26 18:16:01
3	Anutara_Pi_ch2.pdf	4.05 MB	12	2026-05-26 18:16:01
4	Anutara_Pi_ch3.pdf	2.09 MB	12	2026-05-26 18:16:01
5	Anutara_Pi_ch4.pdf	2.48 MB	12	2026-05-26 18:16:01
6	Anutara_Pi_ch5.pdf	700.11 KB	12	2026-05-26 18:16:01
7	Anutara_Pi_back.pdf	1.03 MB	12	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.053407 วินาที