การผลิตมีเทนโดยการย่อยร่วมของน้ำกากส่ากับกากน้ำตาล และการศึกษาปฏิกิริยาทางจลนพลศาสตร์

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตมีเทนโดยใช้การย่อยร่วมแบบไร้อากาศระหว่างน้ำกากส่ากับกากน้ำตาลโดยกระบวนการหมักแบบกะ และศึกษาปฏิกิริยาทางจลนพลศาสตร์ของกระบวนการผลิตมีเทนที่สภาวะเหมาะสม เพื่อใช้ในการประเมินระยะเวลากักเก็บ (Hydraulic retention time) และอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ (Organic loading rate) สำหรับใช้ในกระบวนการหมักแบบต่อเนื่อง ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่ากระบวนการย่อยร่วมระหว่างน้ำกากส่ากับกากน้ำตาลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตมีเทนและประสิทธิภาพการกำจัดค่าซีโอดี (Chemical oxygen demand: COD) ให้สูงขึ้นเมื่อเทียบกับการใช้น้ำกากส่าเป็นสับสเตรทเพียงชนิดเดียว โดยอัตราส่วนของน้ำกากส่าต่อกากน้ำตาล และความเข้มข้นของสับสเตรทที่เหมาะสมที่สุด คือ 3:2 และ 10 g-volatile solid (VS)/L ตามลำดับ ได้ปริมาตรแก๊สมีเทนสะสมและค่าผลได้ของมีเทนสูงที่สุดเท่ากับ 3,847 mL/L และ 385 mL/g-VS ตามลำดับ มีประสิทธิภาพในการกำจัดค่าซีโอดีสูงที่สุดเท่ากับ 91.59% จากการศึกษาปฏิกิริยาทางจลนพลศาสตร์ของกระบวนการผลิตมีเทนที่สภาวะเหมาะสม พบว่า ค่าคงที่ของอัตราการเกิดปฏิกิริยา (k) ที่ได้จากสมการปฏิกิริยาอันดับหนึ่งมีค่าเท่ากับ 0.135 d^-1 โดยสามารถประเมินระยะเวลากักเก็บ และอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ได้เท่ากับ 30 d และ 0.34 g-VS/L.d ตามลำดับ