การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำเสียอุตสาหกรรมเอทานอลโดยการเติมโลหะไอออนEfficiency Increasement of Biogas Production from Vinasse by Trace Element Addition

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำเสียอุตสาหกรรมเอทานอลโดยการเติมโลหะไอออน ได้แก่ เหล็ก นิกเกิล และสังกะสี จากการเดินระบบของถังปฏิกรณ์ชนิดกวนสมบูรณ์ขนาด 10 ลิตร ที่อัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ 0.50–7.42 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวันพบว่า ระบบที่ไม่เติมโลหะไอออน (R1) ระบบที่เติมโลหะไอออนในทุกวันที่มีการเดินระบบ (R2) ระบบที่เติมโลหะไอออนในการหมักย่อยครั้งแรกของทุกอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ เมื่อร้อยละของก๊าซมีเทนน้อยกว่า 50% หรือเมื่ออัตราส่วนปริมาณกรดไขมันระเหยต่อค่าความเป็นด่าง (VFA/Alkalinity Ratio) มากกว่า 0.3 (R3) และระบบที่เติมโลหะไอออนในการหมักย่อยครั้งแรกของทุกอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์, เมื่อร้อยละของก๊าซมีเทนน้อยกว่า 50% หรือเมื่ออัตราส่วนปริมาณกรดไขมันระเหยต่อค่าความเป็นด่าง (VFA/Alkalinity Ratio) มากกว่า 0.5 (R4) โดยมีอัตราการผลิตก๊าซมีเทนเท่ากับ 198.90 ±33.56, 165.90 ±12.19, 229.40 ±19.89 และ 195.44 ±24.98 มิลลิลิตรต่อกรัมของแข็งระเหยที่ป้อนเข้า ตามลำดับ ซึ่งผลดังกล่าวแสดงให้เห็นว่า R3 ให้ผลดีที่สุด โดยระบบสามารถรองรับอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ได้สูงสุด 4.94 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน และมีประสิทธิภาพการผลิตก๊าซมีเทนเพิ่มขึ้นร้อยละ 15.33 เมื่อเปรียบเทียบกับการไม่เติมโลหะไอออน

The objective of this study is to investigate the effects of Trace Elements (TE) addition to increase efficiency of biogas production from vinasse. Multiple experiments were conducted to obtain the optimal feeding dosage of TE, which mainly consisted of iron, nickel and zinc. Experiments were performed in 10-litre lab-scale continuous stirred tank reactors at the organic load rates of 0.50–7.42 kgCOD/m3•d. The experiments included a control group and experimental groups as follows: The control case without TE addition (R1); the experimental groups with TE addition daily during system operation (R2); intervention with TE addition at the first fermentation stage in each organic load rate when the methane percentage was lower than 50% or when the volatile fatty acid/alkalinity ratio was more than 0.3 (R3); and the intervention with TE addition at the first fermentation stage in each organic load rate; when the methane percentage was lower than 50% or when the volatile fatty acid/alkalinity ratio was greater than 0.5 (R4). Observed specific methane production was198.90 ±33.56, 165.90 ±12.19, 229.40 ±19.89 and 195.44 ±24.98 ml/gVSadded. The results showed that R3 yielded the maximum organic loading rate of 4.94 kgCOD/m3•d, with 15.33% enhanced methane production efficiency as compared with the no-treatment control group.