Stability and modeling of biogas plant involving Co-Digestion of palm oil mill effluent and rubber latex wastewater using scale-down approach

เสถียรภาพและแบบจำลองกระบวนการหมักน้ำเสียร่วม จากโรงงานสกัดน้ำมันปาล์มและโรงงานน้ำยางข้น ของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพด้วยการทดลองแบบลดขนาด

Name: Nattawut Yingthavorn

Name: ณัฐวุฒิ ยิ่งถาวร

keyword: Biogas

ThaSH: Wastewater -- Treatment

; Natural gas

Abstract: The case study of the failure of the biogas power generation process is particularly interesting and it is the focus of this research. Especially the complexity in the process that mixes two wastewaters from a palm oil mill (POME) and a Rubber latex plant (RLE). The control without proper knowledge causes to the system to fail while the accumulation of sulfide until it inhibits to the production of methane. VFA acid production rose by more than 9,169 mg/L, which is more than the system can handle. A mathematical model was therefore created to simulate steady and dynamic state conditions. It was found that the sigmoidal equation could well explain the effect of VFA on ALK on pH, which was consistent with the experimental data and the failure could be explained systematically. In addition, the BMP experiment was conducted to study the co-digestive interaction between POME and RLE at different ratios in the temperature range of 30-45 oC. It was found that at 30-40 °C, RLE to POME ratio below 30% have a mutually supportive effect having the methane content between 53-55%, and the lowest methane was obtained at the proportion RLE 100%. The BMP experiments were described using the Gompertz two-substrate model and the Monod two-substrate model equations. The pilot-scale digestion for co-digestion was built to confirm the validity of the Monod two-substrate model equation. The digestion performed well at the beginning until day 55, after that free ammonia concentrations rose up above 1000 ppm. This caused the system to slowly collapse and eventually fail. However, biogas would still be produced, but the methane content decreased. The model is then calibrated using data from the scaled-down experimentation using the non-constrained least-square optimization. It has been found that the most readily biodegradable ratio is 15-25%. The Gompertz two-substrate model and Monod Two-substrate model are suitable for explaining and predicting both batch and continuous digestions. This study could be further developed for explain difficult degradation systems and more complex ones.

URL: https://opac.wu.ac.th/bibitem?bibid=b00156818

Abstract: การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์ที่จะนำปัญหาจริงที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งมีความน่าสนใจเป็นพิเศษและเป็นจุดที่น่าสนใจสำหรับงานวิจัยนี้ที่จะศึกษาความซับซ้อนของการผสมน้ำเสีย 2 ชนิด จากโรงงานสกัดน้ำมันปาล์ม (POME) และน้ำเสียจากโรงงานน้ำยางพารา (RLE) การควบคุมโดยปราศจากความรู้ที่ถูกต้องทำให้ระบบล้มเหลวจากการสะสมของซัลไฟด์จนไปยับยั้งการผลิตก๊าซมีเทน การผลิต VFA เพิ่มขึ้นมากกว่า 9,169 มก./ลิตร เกินกว่าที่ระบบจะรับได้ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์จึงถูกสร้างขึ้นเพื่อจำลองสภาพสภาวะคงที่ (Steady state) และในสภาวะ Dynamic พบว่าสมการ Sigmoidal สามารถอธิบายผลกระทบของสัดส่วน VFA ต่อ ALK ที่มีต่อ pH ได้ดี ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลจากการทดลองและอธิบายความล้มเหลวได้อย่างเป็นระบบ นอกจากนี้ยังได้ทำงานทดลอง BMP เพื่อศึกษาการย่อยน้ำเสียร่วมระหว่าง POME และ RLE ที่อัตราส่วนต่าง ๆ ในช่วงอุณหภูมิ 30 ถึง 45 oC พบว่าที่อุณหภูมิ 30 ถึง 40 oC ที่อัตราส่วน RLE ต่อ POME ต่ำกวา 30% จะมีส่วนที่สนับสนุนกันร่วมกัน โดยมีสัดส่วนมีเทนระหว่าง 53-55% และจะมีสัดส่วนมีเทนต่ำสุดที่อัตราส่วน RLE 100% การทดลอง BMP อธิบายโดยใช้แบบจำลองแบบ Gompertz two-substrate model และ Monod Two- Substrate model การสร้างการทดลองระบบการย่อยแบบย่อส่วน จะใช้เพื่อยืนยันความถูกต้องของสมการ Monod Two- Substrate model การย่อยทำได้ดีเริ่มต้นจากวันที่ 55 หลังจากนั้นความเข้มข้นของแอมโมเนียอิสระเพิ่มขึ้นมากกว่า 1,000 ppm ทำให้ระบบค่อย ๆ ล้มเหลวอย่างช้า ๆ และล้มเหลวอย่างสิ้นเชิงในที่สุด อย่างไรก็ตามก๊าซชีวจะยังคงผลิตได้ในอัตราส่วนมีแทนที่ลดลง จากนั้นแบบจำลองจะถูกปรับเทียบโดยใช้ข้อมูลจากการทดลองระบบการย่อยแบบย่อส่วน ด้วยวิธี non-constrained least square optimization พบว่าอัตราส่วนที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างรวดเร็วที่สุด อยู่ที่ 15-25% แบบจำลองแบบ Gompertz two-substrate และ Monod two-substrate model เหมาะสำหรับการอธิบายและทำนายทั้งแบบ Batch และการย่อยแบบต่อเนื่อง การศึกษานี้สามารถพัฒนาเพิ่มเติมเพื่ออธิบายระบบการย่อยสลายที่ยากและซับซ้อนมากขึ้น

WALAILAK UNIVERSITY. CENTER FOR LIBRARY RESOURCES AND EDUCATIONAL MEDIA

Address: NAKON SI THAMMARAT

Email: clm@wu.ac.th

Name: Chairat Siripatana

Role: chairman

Created: 2569

Modified: 2026-03-19

Issued: 2026-03-19

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TP350 N281 2022

eng

DegreeName: ปรัชญาดุษฎีบัณฑิต (วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมวัสดุ)

Level: Doctoral Degree

Descipline: วิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม

Grantor: มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์

©copyrights Walailak University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Chapter III.pdf	1.3 MB
2	Chapter IV.pdf	1.85 MB
3	Chapter V.pdf	417.96 KB
4	Bibliography.pdf	589.76 KB
5	Appendex.pdf	5.52 MB
6	Cerriclum vate_CV.pdf	522.57 KB
7	Front page.pdf	808.3 KB
8	Abstract.pdf	512.25 KB
9	Chapter I.pdf	610.32 KB
10	Chapter II.pdf	3.37 MB

ใช้เวลา

0.0659 วินาที