ผลของรูปแบบการเติมอากาศต่อประสิทธิภาพการกำจัดเเอมโมเนียของตะกอนไบโอฟล็อกในระบบการเลี้ยงกุ้งขาวแบบปิด

Effects of different aeration systems on ammonia removal efficiency of biofloc in closed aquaculture system for Litopenaeus vannamei

Name: ศาศวัต ญานกาย

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษารูปแบบการเติมอากาศต่อประสิทธิภาพการกำจัดแอมโมเนียของตะกอนไบโอฟล็อกในระบบการเลี้ยงกุ้งขาวแบบปิด แบ่งการทดลองออกเป็น 3 ช่วง ช่วงที่ 1 ศึกษาอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนแตกต่างกัน 3 ระดับเท่ากับ 5:1, 10:1 และ 15:1 เพื่อให้ได้สัดส่วนที่เหมาะสมสำหรับการสร้างตะกอนไบโอฟล็อกเพื่อกำจัดสารอนินทรีย์ไนโตรเจน ผลการทดลองพบว่า 5:1 เป็นอัตราส่วนที่เพียงพอต่อการสร้างตะกอนไบโอฟล็อกที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดสารอนินทรีย์ไนโตรเจนได้อย่างสมบูรณ์ทั้งในรูปแอมโมเนียและไนไทรต์ผ่านกระบวนการไนทริฟิเคชันในเวลา 30 วัน โดยสามารถกำจัดแอมโมเนียและไนไทรต์จากค่าเริ่มต้น 5.95±0.77 และ 1.59±0.46 มก.ไนโตรเจน/ล. จนมีค่าต่ำกว่า 0.30 และ 0.50 มก.ไนโตรเจน/ล. ตามลำดับ ภายในเวลา 12 วัน และมีปริมาณไนเทรตคงค้างในระบบเท่ากับ 44.2±10.5มก.-ไนโตรเจน/ล. โดยมีปริมาณตะกอนไบโอฟล็อกที่ถูกผลิตขึ้นเท่ากับ 470.00±14.1 มก.-ของแข็งแขวนลอย/ล. การทดลองช่วงที่ 2 ศึกษาประสิทธิภาพของอุปกรณ์เติมอากาศแบบหัวทรายและแบบเวนจูรี่ดัดแปลง พบว่าอุปกรณ์เติมอากาศแบบเวนจูรี่ดัดแปลงมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบหัวทราย โดยมีสัมประสิทธิ์การถ่ายเทออกซิเจนที่อุณหภูมิใดๆ เท่ากับ 0.70±0.01 /ชม. มีอัตราการถ่ายเทออกซิเจนที่สภาวะมาตรฐานเท่ากับ 1.38±0.18 กก.-ออกซิเจน/ชม. มีประสิทธิภาพถ่ายเทอากาศที่สภาวะมาตฐานเท่ากับ 57.68±0.18 กก.-ออกซิเจน/กิโลวัตต์-ชม.และมีประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนที่มาตรฐานเท่ากับร้อยละ 7.73±0.99 ตามลำดับ การทดลองช่วงสุดท้ายศึกษาประสิทธิภาพการเติมอากาศในระบบเลี้ยงสัตว์น้ำแบบปิดที่ผนวกกับส่วนบำบัดไบโอฟล็อก โดยเริ่มต้นจากการเตรียมตะกอนไบโอฟล็อกล่วงหน้าที่อัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนที่ 5:1 เป็นระยะเวลา 45 วัน จากนั้นแยกเฉพาะส่วนตะกอนไบโอฟล็อกเพื่อเดินระบบร่วมกับการเลี้ยงกุ้งขาวระบบปิดที่ความหนาแน่นเริ่มต้น 0.3 กก./ลบ.ม. ทำการทดลองเป็นเวลา 60 วัน เปรียบเทียบระหว่างชุดควบคุมที่ติดตั้งอุปกรณ์เติมอากาศแบบหัวทราย และชุดทดลองที่ติดตั้งอุปกรณ์เติมอากาศแบบเวนจูรี่ ผลการทดลองพบว่ารูปแบบเติมอากาศที่แตกต่างกันไม่ส่งผลต่อขนาดตะกอนไบโอฟล็อก โดยมีขนาดเฉลี่ยใกล้เคียงกันอยู่ในช่วง 70–150 ไมครอน และมีปริมาณตะกอนไบโอฟล็อกอยู่ในช่วง 160–190 มก.-ของแข็งแขวนลอย/ล. ทั้งนี้ตะกอนไบโอฟล็อกในระบบมีความสามารถในการควบคุมปริมาณแอมโมเนียและไนไทรต์ให้มีค่าต่ำกว่า 1 มก.-ไนโตรเจน/ล. ผ่านกระบวนการไนทริฟิเคชัน และพบการสะสมไนเทรตเท่ากับ 30 มก.-ไนโตรเจน/ล. อย่างไรก็ตามปริมาณออกซิเจนละลายเฉลี่ยในชุดควบคุม (7.33±0.33 มก./ล.) มีค่าสูงกว่าชุดทดลอง (6.70±0.34 มก./ล.) ซึ่งเมื่อพิจารณาร่วมกับอุณหภูมิเฉลี่ยในชุดควบคุม (25.85±1.21 °ซ) และชุดทดลอง (28.57±0.34 °ซ) พบว่าอุณหภูมิในชุดทดลองสูงกว่าชุดควบคุม โดยผลจากความร้อนในการทำงานของเครื่องสูบน้ำในระบบเติมอากาศแบบเวนจูรี่ทำให้อุณหภูมิของน้ำในระบบเลี้ยงสัตว์น้ำสูงขึ้น ทั้งนี้อุณหภูมิที่สูงขึ้นส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนละลายน้ำในชุดทดลองต่ำลง

Abstract: This research evaluated the effects of different aeration systems on the ammonia removal efficiency of biofloc in a closed aquaculture system for whiteleg shrimp cultivation. The study consisted of three experiments. The first experiment investigated 3 different levels of initial carbon-to-nitrogen (C/N) ratio as 5:1, 10:1, and 15:1 to induce synthetic biofloc production for inorganic nitrogen removal. The results showed that the 30-day acclimation at a C/N ratio of 5:1 was sufficient to produce biofloc that effectively removed inorganic nitrogen, including ammonia and nitrite, through a complete nitrification process. Ammonia and nitrite could be removed from 5.95±0.77 and 1.59±0.46 mg-N/L to below 0.30 and 0.50 mg-N/L, respectively, within 12 days, while nitrate accumulated to 44.2±10.5 mg.-N/L with biofloc production at 470.00±14.1 mg-TSS/L. The second experiment investigated the efficiencies of aeration systems, between an aeration diffuser and a modified venturi. The results showed that the modified venturi had higher efficiency than the aeration diffuser, which has an oxygen transfer coefficient (KLa) of 0.70±0.01 /hour, a standard oxygen transfer rate (SOTR) of 57.68±0.18 kg-O2/hour, a standard aeration efficiency (SAE) of 57.68±0.18 kg-O2/Kilowatt-hour, and a standard oxygen transfer efficiency (SOTE) of 7.73±0.99%. The last experiment investigated the performance of aeration systems applied in a closed aquaculture system with a biofloc system. Beginning with the pre-induced biofloc at a C/N ratio of 5:1 then combine into the whiteleg shrimp cultivation at an initial density of 0.3 kg/m3 for 60 days, comparing between a control set with an aeration diffuser and a treatment set with a modified venturi. The results showed that different aeration systems did not affect the particle size of biofloc, with an average size in the ranges of 70–150 micron and the amount of biofloc in the ranges of 160–190 mg-TSS/L. Biofloc could control ammonia and nitrite below 1 mg-N/L through the nitrification process with nitrate accumulation of 30 mg-N/L. However, the dissolved oxygen level in the control (7.33±0.33 mg/L) was higher than in the treatment (6.70±0.34 mg/L). Considering the higher temperature of the treatment (28.57±0.34 °C) was above the control (25.85±1.21°C), this was a result of the heat generated by the installed pump which led to an increased water temperature. The higher water temperature leads to lower dissolved oxygen levels in the aquaculture tank of treatment set

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: วิบูลย์ลักษณ์ พึ่งรัศมี

Role: ที่ปรึกษา

Name: สรวิศ เผ่าทองศุข

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2565

Modified: 2567-10-13

Issued: 2567-10-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2022.882

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	6370275221.pdf	9.94 MB	1	2025-01-15 13:45:25

ใช้เวลา

0.033627 วินาที