Microbial Population Dynamic in Anaerobic Hybrid Reactor at Different Conditions of Start-Up Period

การเปลี่ยนแปลงของกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ของระบบบำบัดน้ำเสีย แบบไร้อากาศในถังปฎิกรณ์แบบลูกผสม ที่สภาวะเริ่มต้นที่ระบบแตกต่างกัน

Name: Manusanun Deddoung

keyword: Anaerobic Hybrid Reactor

Abstract: The research focused on the effect of upflow feeding velocity and substrate concentration on the biofilm acceleration at the initial stage of start-up period of anaerobic hybrid reactor (AHR). The optimization of upflow feeding velocity and substrate concentration will enhance the microbial attachment on nylon fiber and the substrate transfer for microbial growth and metabolism. So, the biofilm could be grown and developed rapidly which shorten start-up period of AHR and retained . microorganism inside the reactor. Four AHRs was operated by classification into two stages of the start-up period namely "initial stage of start-up period" and "operating stage of start-up period". The initial start-up stage of four AHRs were run at four different conditions of upflow feeding velocity and substrate (glucose) concentration for 20 days. Glucose concentration and upflow feeding velocity were assigned for four reactors namely RI (0.25 rn/h and 500 mg/l), R2 (0.05 mlh and 2,500 mg/l), R3 (0.25 m/h and 1,000 mg/l) and R4 (0.10 m/h and 2,500 mg/l), respectively. By comparing the obtained data into three aspects in term of substrate concentration effect, upflow feeding velocity effect and organic loading rate (OLR) effect, it was concluded that R2 shows the higher biofilm quality in term of microbial activities and ratio of methanogens to nonmethanogens than the other reactors, even though microbial quantity was in the second level by less than R3 during 20 first day of start-up period. In R2, the microbial quantity, ratio of methanogens to non-methanogens, and microbial activities of methanogens and methanogens were 3.52 mg VSS/m2 , 50:42, and 0.26 and 12.25 g COD/g VSS-d, respectively. The second stage of increasing step of OLR was run four AHRs continually from the initial stage by increasing OLR consequently from 1 kg COD/m3-d until the system failed. This part was aimed to further investigate the capacity of AHR for wastewater loading and reactor performance and stability after the initial stage of start-up at four different conditions of upflow feeding velocity and substrate concentration applied to R1, R2, R3, and R4. The results indicated that R2 shows the better performance in term of COD reduction efficiency and methane content than the others. The stability of R2 kept in pH ~ 7 and ratio of total volatile acid to alkalinity (TVAIAlk) ~ 0.76 at OLR 3 kg COD/m3-d. These results suggested that upflow feeding velocity and substrate concentration affected on microbial quantity and quality during the initial stage of start-up period. The lower upflow feeding velocity with high concentration of feeding substrate will obtain the good specification of biofilm in term of high ratio in quantity of methanogens to non-methanogens and high microbial activities of methanogens and non-methanogens which shorten period of start-up and maintained long term operation with high performance and stability.

Abstract: งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาถึงผลกระทบของความเร็วในการป้อนสารอาหารและความเข็มข้นสารอาหารต่อ การเร่งการเกิดฟิล์มชีวะในช่วงเริ่มต้นของถังปฎิกรณ์ไร้อากาศแบบลูกผสม ซึ่งวความเร็วการป้อน สารอาหารและความเข้มข้นสารอาหารที่เหมาะสมนั้นสามารถส่งเสริมการพาจุลินทรีย์ไปเกาะบนเส้น เชือกที่เป็นตัวกลาง และช่วยถ่ายเทสารอาหารไปยังจุลินทรีย์เพื่อใช้ในการเจริญเติบโตและเมทาบอลิ ซึม ส่งผลทำให้ฟิล์มชีวะสามารถเจริญเติบโตและถูกพัฒนาได้อย่างรวดเร็วด้วยระยะเวลาสั้นๆของ การเริ่มต้นถังปฎิกรณ์ไร้อากาศแบบลูกผสม และสามารถกักเก็บจุลินทรีย์อยู่ภายในระบบ ใน การศึกษานั้นถังปฎิกรณ์แบบลูกผสม 4 ถังได้ดำเนินระบบ โดยแบ่งออกเป็น 2 ช่วงคือ ช่วงเริ่มต้น ระบบเรียกว่า "ช่วงเเรกของการเริ่มต้นระบบ" ช่วงที่สองเรียกว่า "ช่วงดำเนินระบบหรือ ความสามารถของระบบในการทำงาน" ช่วงเเรกของการเริ่มต้นระบบนั้น ถังปฎิกรณ์แบบลูกผสม 4 ถังได้ดำเนินระบบภายใต้สภาวะที่ แตกต่างกันในเรื่องของความเร็วของการป้อนสารอาหารและความเข้มข้นของสารอาหารทีใช้กลูโคส ภายในระยะเวลา 20 วัน ถังปฏิกรณ์ R1(0.25 rn/h และ 500 mg/l), R2 (0.05 m/h และ 2,500 mg/l), R3 (0.25 m/h และ 1,000 mg/l) และ R4 (0.10 m/h และ2,500 mg/l) ที่สภาวะต่างๆที่ใช้ในการศึกษา ผลจากการวิเคราะห์ข้อมูลโดยการเปรียบเทียบในแง่ปัจจัยของความเร็วการป้อนสารอาหาร ความ เข้มข้นกลูโคส และอัตราการป้อนสารอินทรีย์ พบว่าถังปฏิกรณ์ R2 มีคุณภาพของสารจุลินทรีย์ที่ดีกว่า ถังปฎิกรณ์อื่นๆ ในแง่ของกิจกรรมของ จุลินทรีย์และสัดส่วนของ methanogens ต่อ non- methanogens ถึงแม้ว่าจะมีปริมาณจุลินทรีย์มากเป็นลำดับสองรองจากถถังปฎิกรณ์ R3 ระหว่าเริ่มต้น ระบบ 20 วันเเรก โดยถังปฎิกรณ์ R2 มีปริมาณจุลินทรีย์, สัดส่วนของ methanogens ต่อ non- methanogens และกิจกรรมของ methanogens และ non-methanogens อยู่ที่ 3.52 mg VSS/m2 , 50:42, และ 0.26 COD/g VSS-d และ 12.25 g COD/g VSS-d , ตามลำดับ การทดสอบช่วงที่สองใน ช่วงดำเนินของระบบ คือช่วงการเพิ่มอัตราการป้อนสารอินทรีย์ โดยได้นำถัง ปฎิกรณ์ 4 ถังจากการศึกษาช่วงเเรกมาทำการทดลองต่อ โดยเพิ่มอัตราการป้อนสารอินทรีย์จาก 1 kg COD/m3-d ไปจนกว่าระบบจะล้มเหลว เพื่อทดสอบประสิทธิภาพและเสถียรภาพของระบบหลังจาก การเริ่มต้นระบบภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน 4 สภาวะภายใต้ความเร็วการป้อนสารอาหารและความ เข้มข้นของสารอาหารของถัง R1 , R2 , R3, และR4 ผลของการศึกษาถึงประสิทธิภาพการทำงานของ ระบบ พบว่า R2 มีประสิทธิภาพดีที่สุดในการกำจัดซีโอดีและองค์ประกอบของมีเทนเทียบกับถัง ปฎิกรณ์อื่น และมีเสถียรภาพของระบบที่ดีภายใต้ pH ~ 7และ สัดส่วนของความเป็นกรดอินทรีย์ต่อ ความเป้นด่างอยู่ที่ ~ 0.76 ที่อัตราการป้อนสารอินทรีย์ 3 kg COD/m3-d. จากผลการทดลองทั้งหมด แสดงให้เห็นว่าสภาวะของความเร็วการป้อนสารอาหารและความเข้มข้น ของสารอาหารที่มีผลต่อปริมาณและคุณภาพของจุลินทรีย์ในช่วงเเรกของการเริ่มต้นระบบ โดยที่ ความเร็วการป้อนสารอาหารที่ต่ำและความเข้มข้นของสารอาหารที่สูง ส่งผลดีต่อคุณสมบัติฟิล์มชีวะใน แง่ของสัดส่วน ปริมาณจุลินทรีย์ methanogens ต่อ non-methanogens ที่สูง และมีกิจกรรมของ จุลินทรีย์ทั้งสองกลุ่มสูงด้วย ทำให้ช่วยลดระยะเวลาในการเริ่มต้นระบบ และรักษาการดำเนินระบบที่ มีประสิทธิภาพการทำงานและเสถียรภาพที่สูง

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library.

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Pawinee Chaiprasert

Role: Advisor

Created: 2553-01-15

Modified: 2553-01-15

Issued: 2010-01-15

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: BIT599

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Biotechnology

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	BIT599.pdf	974.55 KB	90	2025-01-14 11:01:50
2	BIT599ab.pdf	45.86 KB	30	2025-01-14 11:02:03

ใช้เวลา

0.032555 วินาที