ตัวกรองชีวภาพจากวัสดุธรรมชาติเพื่อกำจัดแอมโมเนียไนไตรท์และไนเตรทร่วมกับระบบเติมอากาศในระบบบำบัดน้ำในสระหรือบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ (ระยะที่ 1-2)
Biofilter from Natural Materials for Elimination of Ammonia, Nitrite, and Nitrate Co-operated with Aerator Using in Water Treatment in Ponds or Aquaculture (Phase 1-2)


ผศ.ดร.สายพิณ ไชยนันทน์
Saipin Chaiyanan. (Asst. Prof.)
ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์
รศ.ดร.สุรเชษฐ์ ชุติมา
Surachate Chutima. (Assoc. Prof.)
ผศ.ดร.วิมลศิริ พรทวีวัฒน์
Wimolsiri Porntaveewat. (Asst. Prof.)

ทุนหมวดเงินอุดหนุนประจำปี 2549 งบประมาณ 423,160 บาท
ทุนหมวดเงินอุดหนุนประจำปี 2550 งบประมาณ 415,790 บาท

ความสำคัญและที่มาของการวิจัย

ปัจจุบันการบำบัดน้ำเสียไม่ว่าจากแหล่งชุมชนหรือจากแหล่งเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ มักจะทำโดยการเพิ่มอากาศให้กับน้ำเสียให้มากที่สุด ซึ่งส่วนใหญ่จะทำโดยการตีน้ำหรือพ่นน้ำเพื่อให้น้ำสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศโดยมุ่งให้มีการกำจัดของเสียที่เป็นสารอินทรีย์และแอมโมเนียที่เป็นผลผลิตจากการย่อยสลาย จุลินทรีย์ที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ทำงานได้ดีในสภาพที่อากาศ แอมโมเนียได้จากการย่อยสลายโปรตีน แต่ในสภาพที่มีอากาศจะมีจุลินทรีย์จำพวกหนึ่งเปลี่ยนแอมโมเนียให้เป็นไนเตรท แอมโมเนียเป็นพิษต่อสัตว์น้ำการเติมอากาศจึงนับได้ว่าเป็นการแก้ปัญหาน้ำเสียได้ระดับหนึ่ง ไนเตรทที่เกิดขึ้นจากออกซิเดชั่นของแอมโมนียไม่นับว่าเป็นพิษโดยตรงต่อสิ่งมีชีวิต แต่ถ้ามีการสะสมไนเตรทในน้ำในปริมาณมากจะก่อให้เกิดปัญหากับสภาพแวดล้อมกลายเป็นมลพิษได้ เนื่องจากไนเตรทเป็นอาหารของสาหร่าย พืชน้ำและจุลินทรีย์บางกลุ่ม ถ้าระบบบำบัดน้ำเสียปล่อยน้ำที่บำบัดแต่สารอินทรีย์และแอมโมเนียแต่ไม่ได้มีการกำจัดไนเตรทลงสู่แหล่งน้ำ ไนเตรทอาจไปกระตุ้นการเจริญของพืชน้ำ และสาหร่ายซึ่งมีทั้งขนาดเล็กมองด้วยตาเปล่าไม่เห็นหรือขนาดใหญ่เห็นเป็นเส้นสาย เมื่อพวกนี้เจริญในน้ำเป็นจำนวนมากจนสังเกตเห็นลักษณะของน้ำเปลี่ยนไป อาจเห็นเป็นสีเขียวหรือสีแดงชัดเจน สาหร่ายหรือพืชน้ำพวกนี้จะแย่งออกซิเจนจากสัตว์น้ำ พวกนี้เจริญได้รวดเร็วจะแย่งออกซิเจนกันเองด้วย เมื่อออกซิเจนหมดก็จะตายกลายเป็นสารอินทรีย์สะสมอยู่ในน้ำ ทำให้เกิดการเน่าเสียของน้ำตามมา ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและเกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม สภาวะเช่นนี้เกิดกับบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำได้เช่นกัน ซึ่งการบำบัดน้ำที่ทำในบ่อเพาะเลี้ยงก็มีแต่การเติมอากาศโดยใช้เครื่องตีน้ำเพื่อกระตุ้นการกำจัดสารอินทรีย์ที่เป็นส่วนของอาหารที่เหลือและแอมโมเนียที่เกิดขึ้นในบ่อ ไม่มีการกำจัดไนเตรท บางครั้งจึงเห็นน้ำในบ่อเพาะเลี้ยงมีสีเขียวจัด สาหร่ายขนาดเล็กบางชนิดมีประโยชน์เป็นอาหารของสัตว์น้ำที่เพาะเลี้ยง แต่ในกรณีที่มีการเจริญมากจนแย่งออกซิเจนจากสัตว์น้ำส่งผลกระทบต่อการเจริญของสัตว์น้ำ และถ้ามากจนควบคุมไม่ได้ก็จะแย่งออกซิเจนกันเองเน่าตายทำให้น้ำเสีย ดังนั้นการบำบัดน้ำเสียโดยเฉพาะของเสียที่เป็นสารประกอบไนโตรเจนไม่ว่าจะเป็นการบำบัดน้ำเสียจากแหล่งชุมชนหรือจากบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำควรจะต้องกำจัดให้หมดซึ่งหมายถึง สารอินทรีย์ แอมโมเนีย และไนเตรท ก่อนที่จะถูกปลดปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ
ไนเตรทที่มีอยู่ในน้ำอาจถูกกำจัดโดยขบวนการทางชีววิธีที่เรียกว่าขบวนการดีไนตริฟิเคชั่น ซึ่งเป็นกิจกรรมของจุลินทรีย์กลุ่มที่แตกต่างจากกลุ่มที่กำจัดแอมโมเนีย จุลินทรีย์กลุ่มนี้จะเปลี่ยนไนเตรทให้เป็นไนไตรท์และเปลี่ยนต่อให้กลายเป็นก๊าซไนโตรเจนปลดปล่อยขึ้นสู่บรรยากาศ แต่ขบวนการนี้จะเกิดได้ดีในสภาพที่ไม่มีออกซิเจนหรืออากาศซึ่งแตกต่างจากพวกที่เปลี่ยนแอมโมเนียให้เป็นไนเตรท ดังนั้นการที่จะทำให้เกิดสภาพที่มีการทำงานทั้งของกลุ่มจุลินทรีย์ย่อยสลายสารอินทรีย์ กลุ่มจุลินทรีย์ที่เปลี่ยนแอมโมเนียให้เป็นไนเตรท และกลุ่มจุลินทรีย์ที่เปลี่ยนไนเตรทให้เป็นก๊าซไนโตรเจนในระบบบำบัดน้ำ จึงเป็นเรื่องที่จำเป็นต้องศึกษาทดลองและจำเป็นที่จะต้องออกแบบหรือดำเนินการทดลองที่ให้เหมาะกับสภาพการทำงานและใช้ได้จริงในระบบบำบัดน้ำในแหล่งน้ำและในบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ
ปัจจุบันการสนับสนุนการทำงานของจุลินทรีย์ในระบบบำบัดน้ำเสียทำกันโดยใช้วัสดุต่างๆที่ออกแบบให้เหมาะสมที่จะให้จุลินทรีย์เกาะและเจริญสร้างเป็นฟิลม์ชีวภาพบนพื้นผิวของวัสดุนั้น เมื่อจุลินทรีย์เจริญอยู่เป็นกลุ่มจะสามารถเกิดกิจกรรมได้ดี แต่เนื่องจากวัสดุตัวกลางดังกล่าวมักจะมีราคาแพงและมักจะสนับสนุนการเจริญและกิจกรรมของกลุ่มกำจัดแอมโมเนียได้ดีเท่านั้น จึงมีใช้กับระบบบำบัดน้ำขนาดเล็กและที่มีศักยภาพในการลงทุน เช่น ตู้ปลา บ่อเลี้ยงปลาคราฟ เป็นต้น
แนวความคิดของการวิจัยครั้งนี้มุ่งที่จะทำให้เกิดการบำบัดน้ำโดยใช้วัสดุตัวกลางที่ราคาถูกและสามารถที่จะสนับสนุนการทำงานของจุลินทรีย์ทั้งกลุ่มที่กำจัดแอมโมเนียที่ต้องการออกซิเจนในการทำงานและจุลินทรีย์กลุ่มที่กำจัดไนเตรทที่ไม่ต้องการออกซิเจนในการทำงานให้เจริญและมีกิจกรรมได้ในเวลาเดียวกัน และให้มีการนำระบบที่ใช้วัสดุตัวกลางที่ทำจากวัสดุธรรมชาติไปใช้ร่วมกับระบบการเติมอากาศในบ่อบำบัดหรือบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ เพื่อที่จะกำจัดสารประกอบไนโตรเจนที่เป็นปัญหาหรือเป็นของเสียให้หมดทุกรูปแบบจากน้ำจะได้ไม่เป็นภัยต่อสัตว์น้ำและเป็นปัญหากับแหล่งน้ำและสิ่งแวดล้อม

วัตถุประสงค์ของโครงการ

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากการวิจัย

ได้ระบบที่กำจัดของเสียสารประกอบไนโตรเจนอย่างสมบูรณ์เหมาะสมที่จะใช้กับการบำบัดน้ำในแหล่งน้ำขนาดใหญ่ ระบบบำบัดแบบนี้จะทำให้น้ำในสระหรือบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำอยู่ในสภาพที่ดี หรือน้ำเสียที่ผ่านระบบดังกล่าวเมื่อถูกปลดปล่อยสู่แหล่งน้ำจะไม่ก่อให้เกิดปัญหากับสิ่งแวดล้อม

return topic

Revised: 13 December 2005/13:43:10
© 1999 by Research and Intellectual Property Promotion Center.