การบำบัดน้ำเสียด้วยระบบ Sequencing Batch Reactor โดยเชื้อยีสต์
Treatment of Wastewater by Sequencing Batch Reactor with Yeast Strain


รศ.ดร.สันทัด ศิริอนันต์ไพบูลย์  (หัวหน้าโครงการ)
Suntud Sirianuntapiboon. (Assoc. Prof.)
สายวิชาเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม คณะพลังงานและวัสดุ
คุณอลงกรณ์ ปรียะธรรม
Alongkorn Preeyatum

ทุนหมวดเงินอุดหนุนประจำปี 2548 งบประมาณ 275,790 บาท

ความสำคัญและที่มาของการวิจัย

เนื่องจากประเทศไทยมีอุตสาหกรรมอาหารส่งออกเป็นอุตสาหกรรมหลักของประเทศ ซึ่งในแต่ละปีทำรายได้ให้กับประเทศไทยเป็นจำนวนมาก จึงทำให้น้ำเสียอุตสาหกรรมในแต่และปีมีปริมาณสูงตามไปด้วย ซึ่งเป็นปัญหาที่โรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ จะต้องทำการบำบัดน้ำเสีย เพื่อให้น้ำที่ปล่อยออกมาสู่ชุมชุน ผ่านมาตรฐาน ซึ่งในการบำบัดน้ำนั้นถ้าเลือกระบบ ไม่เหมาะสมแล้วละก็ทำให้สิ้นเปลืองทรัพยากรที่ใช้ในการบำบัดไม่ว่าจะเป็นทั้งบุคลากรและทุนทรัพย์ได้ เพราะในวางและดำเนินการในระบบบำบัดและต้องใช้กระบวนการที่ยุ่งยากหลายขั้นตอน ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของน้ำเสียและจุดมุ่งหมายของการบำบัด โดยอุตสาหกรรมอาหารในปัจจุบัน มีอัตราการเจริญเติบโต ค่อนข้างสูง และเป็นอีกอุตสาหกรรมหนึ่งที่ส่วนใหญ่มีการใช้น้ำในปริมาณมาก ทำให้มีน้ำเสียที่ต้องบำบัดปริมาณมากด้วย นอกจากนี้แล้วน้ำเสียที่เกิดจากอุตสาหกรรมอาหาร ยังเป็นน้ำเสียที่มีปริมาณสารอินทรีย์ที่เป็นองค์ประกอบค่อนข้างสูง
ปัจจุบันนี้เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียโดยใช้วิธีการทางชีวภาพมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับบำบัดน้ำเสียโดยใช้วิธีการทางเคมีโดยตรง เนื่องจากประหยัดค่าใช้จ่ายในการใช้สารเคมี และมีประสิทธิภาพในการบำบัดสูง สำหรับการบำบัดน้ำเสียให้สะอาดขึ้นเพื่อให้ได้ตามมาตรฐานกระทรวงอุตสาหกรรมและเพื่อการนำกลับมาใช้ใหม่ในทางอุตสาหกรรมนั้น โดยธรรมชาติของการใช้วิธีการบำบัดด้วยกระบวนการทางชีวภาพส่วนใหญ่เป็นการใช้จุลชีพย่อยสลายสารอาหารที่อยู่ในน้ำเสียและอาจมีการเติมสารเคมีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ซึ่งวิธีทางชีวภาพดังกล่าวก็สามารถทำได้หลายวิธี ทั้งแบบใช้อากาศหรือไม่ใช้อากาศ, รูปแบบของระบบบำบัด และวิธีการดำเนินการที่เหมาะสมกับน้ำเสียชนิดนั้น ๆ แต่ถึงกระนั้น ระบบที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็น ระบบตะกอนเร่งต่างๆ ที่นิยมใช้กัน ก็ยังคงมีปัญหา คือ พื้นที่ เนื่องระบบตะกอนเร่ง ทั่วไปจำเป็นต้องใช้พื้นที่ในการแบ่งโซน ในการบำบัด เพื่อจุดประสงค์ในแต่ละบ่อบำบัดไม่เหมือนกัน เช่น บ่อเติมอากาศ บ่อหมัก บ่อผึ่ง บ่อกวน บ่อพัก ต่าง ๆ เป็นต้น ดังนั้นโรงงานอุตสาหกรรมที่ไม่มีพื้นที่ หรือมีพื้นที่น้อยก็จะทำให้การสร้างระบบ เป็นไปได้ยาก และมีราคาแพง ซึ่งถ้าระบบที่นำมาใช้บำบัดมีการใช้พื้นที่น้อย ก็จะทำให้ประหยัดพื้นที่ ดังเช่น ระบบ เอสบีอาร์
ระบบเอสบีอาร์ (Sequencing Batch Reactor: SBR) เป็นระบบบำบัดน้ำเสียที่มีการทำงานเป็นช่วงๆ และเป็นระบบน้ำเสียที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่และยังสามารถใช้กับน้ำเสียจากบ้านเรือน ซึ่งโดยทั่วไประบบแบบนี้จะทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายและพื้นที่ในการก่อสร้าง สามารถเปลี่ยนการทำงานให้เหมาะสมกับลักษณะของน้ำเสียได้ และสามารถเลือกใช้ระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาควบคุมระบบได้เพื่อความสะดวกในการทำงาน อีกทั้งยังง่ายต่อการบำรุงรักษา และมีประสิทธิภาพสูงในการบำบัดน้ำเสียที่มีองค์ประกอบหลักเป็นสารประกอบอินทรีย์ หรือมีอัตราการไหลเป็นช่วงๆ นอกจากนี้ระบบเอสบีอาร์ยังสามารถบำบัดฟอสฟอรัสหรือไนโตรเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง การเลือกการทำงานแบบถังเดียวหรือหลายถังสามารถเพิ่มได้ ขึ้นอยู่กับความต้องการและความเหมาะสม และระบบ SBR มีลักษณะเด่น คือไม่ต้องมีระบบหมุนเวียนตะกอน และมีการปรับสภาพโดยทำหน้าที่เป็นถังปรับสภาพด้วยตัวเอง ซึ่งทำให้ระบบมีความสามารถในการรองรับต่อสภาวะการเปลี่ยนแปลงฉับพลันของอัตราการป้อนนำเสียได้เป็นอย่างดี ซึ่งหลักของระบบเอสบีอาร์ใช้ถังเพียง 1 ถังแทนการทำงานของ 3 ถัง โดยมีการเติมอากาศและการตกตะกอนภายในถังเดียวกัน ทำให้ประหยัดพื้นที่และค่าใช้จ่าย ทั้งยังเป็นการลดโครงสร้างของระบบบำบัดที่ซับซ้อนด้วย
ถึงแม้ว่าระบบบำบัดน้ำเสียแบบที่ใช้จุลินทรีย์ในปัจจุบัน จะมีความประสิทธิภาพในการบำบัดสูงแต่บางครั้งก็ไม่เหมาะสมกับการนำใช้กับน้ำเสียบางประเภท เช่นน้ำเสียจากโรงงานที่มียีสต์เป็นองค์ประกอบเนื่องจากการใช้ยีสต์ในการบำบัดน้ำเสียในโรงงานประเภทดังกล่าว จะทำให้สามารถนำตะกอนยีสต์กลับไปใช้ประโยชน์ได้อีก (Recovery)
ยีสต์เป็นเชื้อราชนิดหนึ่งที่สามารถกำจัดสารอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยส่วนใหญ่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ในสภาวะที่ค่อนข้างเป็นกรด เหมาะสมกับน้ำเสียที่มีปริมาณสารอาหารมาก ซึ่งถ้านำน้ำเสียนี้มาใช้ในระบบแบคทีเรียธรรมดา จะทำให้ระบบบำบัดน้ำเสียมีขั้นตอนการบำบัดที่ยุ่งยากซับซ้อน การนำยีสต์มาใช้บำบัดน้ำเสียจึงทำให้ได้ผลที่น่าพอใจ มีประสิทธิภาพที่ดี เนื่องจากถ้าระบบที่ทำงานแบบเป็นช่วงๆ และมีค่าบีโอดีสูงๆ ระบบจะเกิดสภาวะที่เป็นกรดอ่อนๆขึ้น จึงทำให้ยีสต์คงอยู่ในสภาวะนี้ได้ดีกว่าแบคทีเรียธรรมดา และยีสต์ก็สามารถใช้แบคทีเรียและสารอินทรีย์หรือพวกกรดอินทรีย์ต่างๆเป็นอาหาร เนื่องจากยีสต์มีขนาดค่อนข้างใหญ่กว่าแบคทีเรียทั่วไป จึงทำให้สามารถย่อยสลายสารอาหารและสะสมไว้ได้มากแบคทีเรียและยังทำให้ลดปัญหาตะกอนลอยได้อีก ดังนั้นการทดลองนำยีสต์มาประยุกต์ใช้ร่วมกับระบบที่มีประสิทธิภาพสูง และมีการทำงานเป็นช่วงๆ อย่างระบบเอสบีอาร์ซึ่งโดยทั่วไปในช่วงทำปฏิกิริยาของระบบเอสบีอาร์ จะเป็นการทำปฏิกิริยาระหว่างจุลินทรีย์กับสารอาหารในน้ำเสีย ในช่วงนี้เองที่เป็นช่วงที่ทำให้สารอาหารต่างๆ ในน้ำเสียถูกย่อยสลายไปซึ่งในงานวิจัยนี้จะเป็นการเปลี่ยนตัวทำปฏิกิริยาสารอาหารจากจุลินทรีย์เป็นยีสต์ โดยทำการควบคุม สภาวะให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของยีสต์ เนื่องจากยีสต์มีความสามารถในการย่อยสลายและดูดซึมสารอาหารประเภทอินทรีย์สารและไขมันในปริมาณมากได้เป็นอย่างดี ทั้งตัวยีสต์เองยังเป็นแหล่งสะสมของสารอาหารต่างๆ เช่นโปรตีน ไวตามิน ซึ่งเป็นการง่ายต่อการกำจัดและสามารถนำกลับไปใช้ประโยชน์ได้อีก และยังเป็นการเพิ่มมูลค่าของของเสียอีกด้วย

วัตถุประสงค์ของโครงการ

  1. เพื่อศึกษาถึงประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียของยีสต์ในระบบเอสบีอาร์ (Sequencing batch reactor) เปรียบเทียบกับระบบเอสบีอาร์ที่ใช้จุลินทรีย์
  2. >เพื่อศึกษาปัจจัยที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของยีสต์ในระบบเอสบีอาร์
  3. >เพื่อศึกษาขั้นตอนการทำงานของระบบเอสบีอาร์ (Sequencing batch reactor)
  4. >เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการบำบัดน้ำเสียของยีสต์ในระบบเอสบีอาร์ (Sequencing batch reactor)

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากการวิจัย

  1. สามารถใช้เป็นแนวทางที่จะนำไปใช้งานได้จริงในระบบอุตสาหกรรม
  2. เป็นแนวทางในการนำไปสู่การพัฒนาระบบบำบัดน้ำเสียให้มีประสิทธิภาพสูงขี้น
  3. เพื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นในระบบบำบัดน้ำเสียเดิมที่พบในระบบบำบัดน้ำเสียประเภท โรงงานอุตสาหกรรมอาหาร เช่น การควบคุมระบบบำบัด และประสิทธิภาพในการบำบัด
  4. ทราบถึงประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียของระบบเอสบีอาร์ (Sequencing Batch Reactor) ที่มีเชื้อยีสต์ และระบบเอสบีอาร์ที่ไม่ใช้เชื้อยีสต์
  5. ทราบถึงสภาวะที่เหมาะสมของระบบ ที่ทำให้เชื้อยีสต์บำบัดน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งทำให้ประหยัดเวลาและเงินทุน
  6. สามารถนำผลพลอยได้ (By product) ที่ได้มาใช้ประโยชน์ เช่น นำเชื้อยีสต์ไปใช้ให้เป็นประโยชน์ได้โดยเป็นแหล่งโปรตีนสำหรับสัตว์
return topic

Revised: 19 July 2004/13:43:10
© 2004 by Research and Intellectual Property Promotion Center.