ศักยภาพและอัตราการป้อนเศษอาหารต่อการผลิตก๊าซชีวภาพ ในระบบการหมักแบบ 2 ขั้นตอนร่วมกับการหมุนเวียนน้ำหมัก

บทคัดย่อ

การศึกษาศักยภาพและอัตราการป้อนเศษอาหารในการผลิตก๊าซชีวภาพในระบบหมักแบบ 2 ขั้นตอน โดยแบ่งการทดลองเป็น 2 การทดลองดังนี้ การทดลองแรกเป็นการศึกษาศักยภาพทางชีวเคมีในการผลิตก๊าซมีเทน โดยการย่อยสลายเศษอาหารและกลูโคสภายใต้กระบวนการหมักแบบไร้ออกซิเจน ผลปรากฏว่าเชื้อตั้งต้นที่ใช้ในการศึกษามีความว่องไวสูง และเศษอาหารมีศักยภาพที่ดีในการผลิตก๊าซชีวภาพ เศษอาหารและกลูโคสผลิตก๊าซชีวภาพสะสมได้ 0.98 และ 5.82 ลบ.ม./กก.ซีโอดี โดยมีองค์ประกอบของมีเทน 55.4 และ 49.2 % ตามลำดับ การทดลองที่ 2 เป็นการศึกษาอัตราการป้อนเศษอาหาร (0.25, 0.50, 1.0, 2.0 และ 3.0 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน) ต่อกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพ โดยใช้กระบวนการหมักแบบไร้ออกซิเจน 2 ขั้นตอนร่วมกับการหมุนเวียนน้ำหมัก จากการทดลองพบว่าอัตราการป้อนเศษอาหารที่ 1.0 kg COD/m³.day ร่วมกับการหมุนเวียนน้ำหมัก สามารถผลิตก๊าซชีวภาพและมีเทนเพิ่มขึ้นประมาณ 31.3 % เมื่อเทียบกับระบบที่ไม่มีการหมุนเวียนน้ำหมัก การป้อนเศษอาหารที่อัตราการป้อน เพิ่มขึ้นจาก 0.25 เป็น 0.50, 1.0 และ 2.0 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน ร่วมกับการหมุนเวียนน้ำหมัก ถึงแม้จะทำให้อัตราการผลิตก๊าซชีวภาพต่อหน่วย COD ลดลงเล็กน้อย แต่ปริมาณก๊าซชีวภาพสะสมที่ผลิตได้เพิ่มขึ้นจาก 0.065 เป็น 0.123, 0.221 และ 0.408 m³ ตามลำดับ อย่างไรก็ตามการป้อนเศษอาหารที่อัตราสูงสุด 3.0 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน ทำให้ปริมาณก๊าซชีวภาพสะสมลดลงอย่างเฉียบพลันเหลือเพียง 0.019 m³ อัตราการป้อนที่สูงนี้มีผลทำให้ระบบการหมักย่อยสลายกรดอินทรีย์ไม่ทันเกิดการสะสมของกรดอินทรีย์ระเหยง่าย (Volatile Fatty Acid; VFA) ในปริมาณที่สูง pH ต่ำ (5.2) และอัตราส่วนที่สูงเกินไปของ VFA/alkalinity (=1.35) ที่วิเคราะห์ได้ในน้ำหมักมีผลต่อการยับยั้งแบคทีเรียในการผลิตก๊าซมีเทน