การเติมสารอินทรีย์คาร์บอนเป็นลำดับขั้นในถังปฏิกรณ์ดีไนทริฟิเคชันฟลูอิดไดซ์เบดที่ใช้เม็ดยางเป็นวัสดุตัวกลาง

Carbon step feed in denitrification fluidized bed reactor using rubber granule as a media

Name: สุภาณี โนใหม่

ThaSH: น้ำเสีย -- การบำบัด

ThaSH: สารประกอบคาร์บอน

ThaSH: เครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาแนวทางการลดปริมาณการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนจากภายนอกในการบำบัดไนเทรตในน้ำเสีย โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อควบคุมการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนปริมาณน้อยที่สุดที่เพียงพอกับปริมาณไนเทรตที่ต้องการบำบัด ดำเนินการในถังปฏิกรณ์แอนแอโรบิกฟลูอิดไดซ์เบดที่ใช้เม็ดยางเป็นวัสดุตัวกลาง ในสภาวะที่ไม่มีการหมุนเวียนน้ำเสียภายใน ด้วยการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนเข้าถังปฏิกรณ์แบบเป็นลำดับขั้น (step feed) ในจุดที่สารอินทรีย์คาร์บอนไม่เพียงพอต่อการกำจัดไนเทรต ในการทดลองกำหนดค่าปริมาณไนเทรตเฉลี่ยเข้าระบบเท่ากับ 100 มก.ไนโตรเจน/ล. และใช้กลูโคสเป็นแหล่งสารอินทรีย์คาร์บอน งานวิจัยนี้แบ่งการทดลองออกเป็น 4 ขั้นตอนที่เดินระบบต่อเนื่องในถังปฏิกรณ์เพียงถังเดียว โดยการทดลองขั้นที่ 1 เป็นการเริ่มต้นเดินระบบด้วยน้ำเสียสังเคราะห์ที่มีค่าอัตราส่วน COD/NO3- -N เท่ากับ 5:1 ซึ่งเป็นสัดส่วนที่เหมาะสมทางสตอยชิโอเมตริกของกระบวนการกำจัดไนเทรตทางชีวภาพ เมื่อจุลินทรีย์สร้างฟิล์มชีวภาพบนเม็ดยางและระบบเข้าสู่สภาวะคงตัว พบว่ามีประสิทธิภาพการกำจัดไนเทรตและสารอินทรีย์คาร์บอนเท่ากับร้อยละ 97.59±8.30 และ 85.50±9.07 ตามลำดับ จากนั้นจึงเดินระบบต่อเนื่องเข้าสู่การทดลองขั้นที่ 2 โดยปรับลดค่าอัตราส่วน COD/NO3- -N ในน้ำเสียสังเคราะห์ลงเท่ากับ 1:1 จากการทดลองพบว่า ระบบมีประสิทธิภาพในการกำจัดไนเทรตและสารอินทรีย์คาร์บอนลดลง โดยมีค่าคงเหลือร้อยละ 25.93±9.89 และ 80.36±9.23 ตามลำดับ เมื่อทำการวิเคราะห์ความเข้มข้นไนเทรตและซีโอดีที่จุดเก็บตัวอย่างตำแหน่งต่างๆ ตลอดความสูงของถังปฏิกรณ์ พบว่าสารอินทรีย์คาร์บอนลดลงอย่างรวดเร็วที่บริเวณด้านล่างของถังปฏิกรณ์ จึงบ่งชี้ถึงตำแหน่งในถังปฏิกรณ์ที่สารอินทรีย์คาร์บอนไม่เพียงพอต่อการเกิดปฏิกิริยาดีไนทริฟิเคชัน เมื่อเข้าสู่การทดลองขั้นที่ 3 ซึ่งทำการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนแบบเป็นลำดับขั้นเข้าสู่ถังปฏิกรณ์ เพื่อหาความเข้มข้นของสารอินทรีย์คาร์บอนต่ำที่สุดในการบำบัดไนเทรตให้ผ่านค่าตามมาตรฐานน้ำทิ้ง โดยพบว่าการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนที่ตำแหน่งจุดเก็บตัวอย่างที่ 2 ด้วยค่าอัตราส่วน COD/NO3- -N โดยเฉลี่ยเท่ากับ 3.6:1 ระบบมีประสิทธิภาพในการกำจัดไนเทรตและสารอินทรีย์คาร์บอนสูงสุด เท่ากับร้อยละ 96.86±3.65 และ 95.74±1.84 ตามลำดับ สำหรับการทดลองขั้นสุดท้ายเป็นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงกลุ่มประชากรดีไนทริไฟอิงแบคทีเรียในถังปฏิกรณ์แอนแอโรบิกฟลูอิดไดซ์เบด เมื่อแปรค่าปริมาณการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนที่ป้อนเข้าสู่ระบบแตกต่างกัน ดำเนินการด้วยเทคนิค PCR-DGGE ผลการทดลองพบว่า ปริมาณสารอินทรีย์คาร์บอนในน้ำเสียไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงกลุ่มประชากรดีไนทริไฟอิงแบคทีเรียภายในถังปฏิกรณ์ จึงอาจกล่าวได้ว่า การเติมสารอินทรีย์คาร์บอนเพียงตำแหน่งเดียวในจุดที่เหมาะสมเพียงพอต่อการกำจัดไนเทรตได้อย่างสมบูรณ์ ในถังปฏิกรณ์แอนแอโรบิกฟลูอิดไดซ์เบดที่ใช้เม็ดยางเป็นวัสดุตัวกลาง เมื่อเดินระบบโดยไม่มีการเวียนน้ำเสียกลับ ซึ่งสามารถลดปริมาณการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนจากภายนอกในกระบวนการดีไนทริฟิเคชันได้มาก โดยน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วมีค่าไนเทรตและซีโอดีต่ำและผ่านมาตรฐานน้ำทิ้ง

Abstract: This research aims to study the conservation of carbon source in denitrification process by external carbon source step-feed technique. The main objective is to find the optimum amount of carbon source for denitrification process.In this experiment, an anaerobic fluidized bed reactor with non-internal recirculation using rubber granule as a media was conducted. A fixed nitrate concentration as 100 mg/L was added into the synthetic wastewater and various COD concentration were prepared from glucose as carbon source. The study consisted of 4 experimental steps. The first step is the reactor start-up. According to stoichiometry, a COD/NO3- -N ratio was fixed as 5:1 to promote active biofilm in the reactor. After steady state, the result showed that nitrate and COD removal efficiencies were 97.59±8.30% and 85.50±9.07%, respectively. In the second step, a COD/NO3- -N ratio was decreased to 1:1 to represent a low COD contained wastewater. The results indicated the reduction of nitrate and COD removal efficiencies as 25.93±9.89% and 80.36±9.23%, respectively. In this step, the effluent from various sampling ports along the reactor height were collected and analyzed. Nitrate and COD concentration were evaluated to indicate the point of insufficient carbon source. The result presented that almost COD was rapidly reduced at the bottom of the reactor. Therefore, in the third step, external carbon source was fed (as step-feed) at the sampling port number 2. The result showed that the highest nitrate removal efficiency occurred at the COD/NO3- -N ratio of 3.6:1 as 96.86±3.65%. Moreover, the COD removal efficiency was 95.74±1.84%. In the last step, the microbial population was study via PCR-DGGE technique. The results illustrated that denitrifying bacteria population did not change from the effect of organic carbon source. The result clearly revealed that difference quantity of carbon source in anaerobic fluidized bed reactor had not affected to structural of denitrifying bacteria. It can be concluded that the only one point of carbon source adding at a suitable position of the anaerobic fluidized bed reactor with non-internal recirculation using rubber granule as a media can achieve high nitrate reduction performance and the effluent contained very low nitrate and COD concentration.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ชัยพร ภู่ประเสริฐ

Role: ที่ปรึกษา

Name: วิบูลย์ลักษณ์ พึ่งรัศมี

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2559

Modified: 2562-07-12

Issued: 2562-07-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52194

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5670440921.pdf	6.84 MB

ใช้เวลา

0.031371 วินาที