การผลิตก๊าซชีวภาพจากของเสียจากการเลี้ยงสัตว์น้ำแบบหมุนเวียน

BIOGAS PRODUCTION FROM RECIRCULATING AQUACULTURE WASTE

Name: นงลักษณ์ นิธิกุลรัตนา

ThaSH: ก๊าซชีวภาพ

ThaSH: ของเสียจากสัตว์ -- การนำกลับมาใช้ใหม่

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพจากตะกอนอินทรีย์ซึ่งเป็นของเสียที่เกิดขึ้นในระบบหมุนเวียนน้ำสำหรับการเลี้ยงสัตว์น้ำ โดยทำการทดลองเพื่อหาศักยภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพจากการย่อยสลายในสภาวะไร้อากาศ วัตถุดิบตั้งต้นในการทดลอง คือ ตะกอนอินทรีย์ 3 ชนิด จากรูปแบบการเลี้ยงสัตว์น้ำที่แตกต่างกัน ได้แก่ (1) ตะกอนในบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำระบบไบโอฟล็อก (Biofloc) (2) ตะกอนขี้ปลา (Feces) ของเสียในบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำที่แยกได้ด้วยเครื่องกรองแยกตะกอน และ (3) ตะกอนธรรมชาติในบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำระบบปิด (Sludge) เพื่อเลือกตะกอนอินทรีย์ที่ให้ผลผลิตก๊าซมีเทนสูงสุด โดยทำการทดลองในขวดเซรั่มสีชาขนาด 100 มล. ด้วยเทคนิคบีเอ็มพี ใช้เวลาทดลองทั้งสิ้น 42 วัน ผลการทดลองพบว่า ตะกอนขี้ปลา (Feces) มีผลผลิตก๊าซมีเทนสะสมสูงสุดเท่ากับ 175.28±16.62 มล. มีเทน/ก.ของแข็งระเหยเริ่มต้นของวัตถุดิบตั้งต้น จากนั้นจึงทดลองแปรค่าอัตราส่วนตะกอนอินทรีย์ต่อหัวเชื้อจุลินทรีย์ 5 ระดับด้วยเทคนิคบีเอ็มพีในขวดเซรั่มสีชาขนาดเดิม ได้แก่ 1:4 2:3 1:1 3:2 และ 4:1 พบว่า สัดส่วน 3:2 ให้ผลผลิตก๊าซมีเทนสูงสุดเท่ากับ 194.10±1.98 มล. มีเทน/ก.ของแข็งระเหยเริ่มต้นของวัตถุดิบตั้งต้น แต่จากผลการทดสอบทางสถิติพบว่า ผลผลิตก๊าซมีเทนเมื่อใช้ค่าสัดส่วนตะกอนอินทรีย์ต่อหัวเชื้อจุลินทรีย์เท่ากับ 3:2 และ 4:1 ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (p>0.05) จึงเลือกใช้ค่าสัดส่วน 4:1 สำหรับการทดลองในช่วงต่อไป เนื่องจากใช้หัวเชื้อจุลินทรีย์ในปริมาณที่น้อยกว่า ในการศึกษาผลของความเข้มข้นของแข็งทั้งหมดต่อประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพในถังปฏิกรณ์ไร้อากาศ โดยทำการแปรค่าความเข้มข้นของแข็งทั้งหมดของตะกอนขี้ปลา 3 ความเข้มข้น ได้แก่ 30 50 และ 100 ก.ของแข็งทั้งหมด/ล. เพื่อเลือกความเข้มข้นที่เหมาะสมสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ โดยพบว่าตะกอนขี้ปลาที่ความเข้มข้น 50 ก.ของแข็งทั้งหมด/ล. มีความเหมาะสมในการผลิตก๊าซชีวภาพ เนื่องจากมีผลผลิตก๊าซมีเทนสูงสุดเท่ากับ 111.72 มล. มีเทน/ก.ของแข็งระเหยเริ่มต้นของวัตถุดิบตั้งต้น โดยพบการยับยั้งการผลิตก๊าซชีวภาพจากกรดอินทรีย์ระเหยเมื่อใช้ความเข้มข้นตะกอนอินทรีย์ 100 ก.ของแข็งทั้งหมด/ล. จากนั้นทำการศึกษาผลของเวลากักพักตะกอนในถังปฏิกรณ์ โดยเดินระบบการทดลองต่อจากการแปรค่าความเข้มข้นของแข็งทั้งหมด และถือว่าของเหลวที่อยู่ในระบบเป็นหัวเชื้อจุลินทรีย์สำหรับผลิตก๊าซชีวภาพ โดยผลการทดลองพบว่า เวลากักพักตะกอนที่เหมาะสมกับการเดินระบบผลิตก๊าซชีวภาพแบบแบตช์ในงานวิจัยนี้เท่ากับ 15 วัน มีผลผลิตก๊าซมีเทนเท่ากับ 138.23 มล. มีเทน/ก.ของแข็งระเหยเริ่มต้นของวัตถุดิบตั้งต้น

Abstract: Biogas production from organic wastes from the recirculating aquaculture systems was conducted in this study. The experiment aimed to evaluate biogas production potential with 3 types of organic wastes including (1) Biofloc; suspended solid collected from biofloc aquaculture system (2) Feces; fish feces separated from recirculating aquaculture tank by continuous sludge separator and (3) Sludge; aquaculture waste that consist feces and uneaten feed from close system aquaculture tank. The experiment was conducted in 100 ml serum bottles using Biochemical Methane Potential (BMP) technique for a duration of 42 days. The result showed that Feces had the highest methane yield production of 175.28±16.62 mL CH4/g VS substrate. Then the ratio between organic waste and biogas inoculum i.e. 1:4, 2:3, 1:1, 3:2 and 4:1 were varied in serum bottles, in order to determine the optimum ratio that offer the maximum biogas yield. The optimal substrate to inoculum ratio at 3:2 gave the highest methane yield of 194.10±1.98 mL CH4/g VS substrate. However, statistical analysis indicated that methane yield of substrate to inoculum ratio at 3:2 and 4:1 was not significant different (p>0.05). Hence, feces with the inoculum ratio of 4:1 was chosen for further experiments. The effect of total solids content and retention time on anaerobic digestion were investigated in batch reactors with 3 total solid (TS) concentrations of feces i.e. 30, 50 and 100 g TS/L. The results showed that organic aquaculture waste at 50 g TS/L provided the highest methane yield of 111.72 mL CH4/g VS substrate. On the other hand, high organic waste concentration of 100 g TS/L inhibited the methane yield as due to a result of high volatile fatty acids concentration. The results from this research revealed that the optimal retention time of organic aquaculture waste (feces) for batch biogas production was 15 days with the methane yield of 138.23 mL CH4/g VS substrate, respectively.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: วิบูลย์ลักษณ์ พึ่งรัศมี

Role: ที่ปรึกษา

Name: สรวิศ เผ่าทองศุข

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2559

Modified: 2562-08-07

Issued: 2562-08-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52188

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5670239121.pdf	8.14 MB	6	2022-04-26 08:50:49

ใช้เวลา

0.029377 วินาที