การผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำมันเปลือกสับปะรดในถังปฏิกรณ์แบบตรึงฟิล์ม

Biogas Production from Liquid Squeezed from Solid Pineapple Waste in Fixed Film Reactor

Name: วรุตร์ จิวะมาวิน

keyword: การผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำมันเปลือกสับปะรด

Abstract: วิทยานิพนธ์นี้เป็นการศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำบีบเปลือกสับปะรด โดยใช้ถังปฏิกรณ์แบบตรึงฟิล์ม มีปริมาตรใช้งาน 94.08 ลิตร เส้นผ่าศูนย์กลาง ต่อความสูงประมาณ 1 : 3.7 ป้อนของเหลวเข้าทางด้านบนของถังวันละครั้ง มีการวนของเหลวในถังปฏิกรณ์ก่อนและหลังการเติมสารอาหารแก่ถังปฏิกรณ์ ครั้งละ 2 นาที ด้วยอัตรา 15 ลิตรต่อนาที สารรองรับที่จัดเรียงอย่างเป็นระเบียบ เป็นอิฐบล็อกดินเผาขนาด 7.9 x 25 x 12 ลูกบาศก์เซนติเมตร พื้นที่ผิวต่อปริมาตร 80.22 ตารางเมตร ต่อลูกบาศก์เมตร ค่า Void Fraction เท่ากับ 0.594 จุดประสงค์ของการศึกษาเพื่อหาข้อมูลพื้นฐานของระบบหมักดังกล่าว โดยพิจารณาอัตราการเติมภาระสารอินทรีย์ อัตราการผลิตก๊าซชีวภาพ และเสถียรภาพของถังปฏิกรณ์ เมื่อมีการเปลี่ยนภาระการเติมสารอินทรีย์ และค่า Hydraulic Retention Time (HRT) การทดลองประกอบด้วยการเพิ่มภาระสารอินทรีย์พร้อมกับลด HRT ในช่วงต้นการทดลอง แล้วเปลี่ยนค่าอัตราการเติมภาระสารอินทรีย์ให้อยู่ในช่วง 0.5 และ 1.0 กิโลกรัม COD ต่อลูกบาศก์เมตรถังปฏิกรณ์ต่อวัน ที่ HRT ต่างๆกัน เมื่อนำผลการทดลองมาเฉลี่ยและจัดชุดพิจารณาพบว่า ที่ภาระสารอินทรีย์ 0.5 กิโลกรัม COD ต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน ลด HRT ลงได้ถึง 19.9 วัน ปริมาตรก๊าซ 0.4 ลูกบาศก์เมตร ต่อกิโลกรัมCOD ที่เติมต่อวัน การย่อยสลายสารอินทรีย์ร้อยละ 79.91 และที่ภาระการเติมสารอินทรีย์ 1.0 กิโลกรัมCOD ต่อลูกบาศก์เมตร ต่อวัน ลด HRT ลงได้ 22.1 วัน เกิดก๊าซ 0.37 ลูกบาศก์เมตร ต่อกิโลกรัมCOD ที่เติมต่อวัน การย่อยสลายสารอินทรีย์ร้อยละ 78.21 จากการวิเคราะห์ผลที่เกิดจากการเสียเสถียรภาพ เมื่อลด HRT ลงไปพบว่า มีความแตกต่างกัน ที่ภาระการเติม สารอินทรีย์ 0.5 กิโลกรัม COD ต่อลูกบาศก์เมตร ต่อวัน การสูญเสียเสถียรภาพอาจเป็นผลต่อเนื่องจากความสามารถในการเป็นบัฟเฟอร์ของระบบต่ำ เนื่องจากค่า Alkalinity ต่ำ ส่วนภาระการเติมสารอินทรีย์ 1.0 กิโลกรัมCOD ต่อลูกบาศก์เมตร ต่อวันการสูญเสียเสถียรภาพ เนื่องจากการรับภาระสารอินทรีย์เกินต้องการ (Overloading) โดยCOD ในถังปฏิกรณ์มีค่าสูงขึ้นมาก จากการศึกษาความสามารถของจุลินทรีย์ ที่แขวนลอยอยู่ในน้ำหมักในการเปลี่ยนสารอินทรีย์ให้เป็นก๊าซชีวภาพ พบว่า เพียงร้อยละ 3 - 10 ของก๊าซทั้งหมดที่เกิดในถังปฏิกรณ์ มาจากการทำงานของจุลินทรีย์ที่แขวนลอย นอกนั้นเนื่องมาจากจุลินทรีย์ที่เจริญบนสารรองรับ ภายหลังการทดลองผ่านไป 530 วัน พบว่า จุลินทรีย์ที่เกาะบนสารรองรับไม่สม่ำเสมอ โดยจะพบมากที่บริเวณอิฐชั้นบน ชั้นล่าง และชั้นกลางตามลำดับ ในอัตราส่วน 3.1 : 1.3 : 1 จากปริมาณที่ต่ำ และความไม่สม่ำเสมอของเชื้อนี้ ทำให้การรับภาระสารอินทรีย์ และปริมาณก๊าซที่ได้มีค่าต่ำ เมื่อเทียบถังปฏิกรณ์แบบตรึงฟิล์มทั่วไป จากการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์เบื้องต้น ระบบหมักนี้จะเริ่มให้อัตราผลตอบแทนที่เหมาะสม เมื่อถังปฏิกรณ์มีขนาดใหญ่กว่า 2,500 ลูกบาศก์เมตร อัตราผลตอบแทนการลงทุนจะสูงขึ้นตามขนาดถังปฏิกรณ์ที่เพิ่มขึ้น ราคาก๊าซชีวภาพที่จุดคุ้มทุนที่ถังปฏิกรณ์ขนาด 7,000 ลูกบาศก์เมตร เท่ากับ 1.84 บาท ถ้าขนาดถังปฏิกรณ์ใหญ่ขึ้น ราคาก๊าซชีวภาพที่จุดคุ้มทุนจะเริ่มลดลงช้ากว่าการเพิ่มขนาดถังปฏิกรณ์ในช่วงต้นๆ

Abstract: This study was biogas production from liquid squeezed from pineapple solid waste using downflow stationary fixed film reactor. The characteristic of reactor were, 94.08 litres working volume, 28 cm. diameter and 120 cm. height. The supporting material was 7.9 x 25 x 12 cm3. fired clay brick, which was packed uniformly. Ratio of surface area to reactor volume was 80.22 M2 M-3 Void fraction was 0.594. The aims of this project were to get basic informations of the above system such as organic loading rate, biogas productivity and stability of the system. During start-up period, organic loading rate was increased along with HRT reduction. Effect of HRT reduction was studied at fixed organic loading rate of 0.5 and 1.0 kgCOD M-3 working volume of reactor day -1. At organic loading rate of 0.5 kgCOD M-3 day-1, the operation was possible at HRT not shorter than 19.9 days. Gas production was 0.4 M3 kgCOD added-1 day-1 ,COD removal was 79.91 %. Increaseing organic loading rate to 1.0 kg COD M-3 day-1 increased HRT to 22.1 day. Gas production was 0.37 M3 kgCOD added-1 day-1 ,and 78.21 % COD removal. When HRT was shorter than the above mention, reactor failure occured. The result suggested that digester failure at HRT 1ower than 19.9 day (0.5 kgCOD M-3 day-1 organic loading) mainly due to low alkalinity. In contrast, overloading seemed to be the case at organic loading rate of 1.0 kgCOD M-3 day-1 resulted in higher COD effluent. It was found that only 3 - 10 % of total gas produced originated form the activity of bacteria suspended in effluent. After 530 days of operation, the attachment of microorganism on fixed support was inspected and the film was weighed. The film was the most at the top part of reactor and less dense at the middle. The weight ratio of volatile solid of biofilm on supporting material located at top, bottom and middle of reactor was 3.1 : 1.3 : 1. It was concludeo that inability of the fixed film reactor in receiving high organic loading and low biogas production rate caused by the poor development of biofilm on fixed support and uneven distribution along the packed column. Preliminary economic analysis revealed that the project was feasible if reactor was larger than 2,500 M3. The cost of biogas would be 1.84 baht per cubic meter for the size of 7,000 M3 reactor.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด.

Address: กรุงเทพมหานคร

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

Name: มรกต ตันติเจริญ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2553-07-06

Modified: 2553-07-06

Issued: 2553-07-06

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: BIT295

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีชีวภาพ

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	BIT295ab.pdf	56.87 KB	174	2024-07-23 11:31:07
2	BIT295.pdf	5.27 MB	291	2024-07-23 11:31:44

ใช้เวลา

0.021592 วินาที