การลดผลกระทบของซัลไฟด์และเพิ่มศักยภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำเสียที่มีซัลเฟตสูงด้วยกระบวนการซัลไฟด์ออกซิเดชันและดีไนตริฟิเคชัน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการลดผลกระทบของซัลไฟด์ต่อจุลินทรีย์ผลิตมีเทนในระบบผลิตก๊าซชีวภาพ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำเสียที่มีซัลเฟตสูง โดยควบคุมสภาวะที่เหมาะสมภายในระบบเพื่อให้เกิดการกำจัดทั้งสารอินทรีย์ ซัลเฟต และซัลไฟด์ ภายในสภาวะไร้อากาศ โดยทำการทดลองทั้งในระดับห้องปฏิบัติการและในสถานประกอบการผลิตยางแผ่น ซึ่งในระดับห้องปฏิบัติการมีการเติมไนเตรทในน้ำเสียก่อนเข้าระบบ โดยควบคุมอัตราส่วน Sulfate/Nitrate (S/N) ที่ 2.0 ศึกษาที่ระยะเวลาเก็บกักน้ำเสีย 10, 20 และ 30 วัน สำหรับการทดลองในสถานประกอบการ มีการใช้ไนเตรทจากระบบไนตริฟิเคชันของน้ำเสียจากสถานประกอบการเอง โดยไม่มีการเติมสารเคมีไนเตรท ผลการศึกษาพบว่า การเดินระบบที่ระยะเวลาเก็บกักน้ำเสีย 10, 20 และ 30 วัน มีประสิทธิภาพในการบำบัดสารอินทรีย์ในรูปซีโอดี เฉลี่ยร้อยละ 61.18±1.52, 82.99±2.24 และ 84.68±2.32 ตามลำดับ โดยที่ระยะเวลาเก็บกักน้ำเสีย 30 วัน เกิดก๊าซชีวภาพสูงสุด คือ 0.35±0.04 L-CH4/gCODremoved มีองค์ประกอบของก๊าซมีเทนร้อยละ 71.2±0.4 และจากการทดลองในสถานประกอบการพบว่า ระบบทำงานได้ใกล้เคียงกับการทดลองในห้องปฏิบัติการ โดยมีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดี เฉลี่ยร้อยละ 80.56±1.05 และอัตราการผลิตก๊าซชีวภาพเฉลี่ย 0.30±0.09 L-CH4/gCODremoved ระบบในการศึกษาครั้งนี้สามารถลดผลกระทบของซัลไฟด์ที่เกิดขึ้นในระบบต่อจุลินทรีย์สร้างมีเทน ทำให้กิจกรรมของจุลินทรีย์สร้างมีเทนมีค่าเพิ่มขึ้นจากระบบเดิมของสถานประกอบการ ที่มีค่าเฉลี่ย 0.035±0.001 gCH4/gVSS/d เพิ่มขึ้นเป็น 0.060±0.001 gCH4/gVSS/d
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
Achinas, S., Achinas, V., & Euverink, G. J. W. (2020). Microbiology and biochemistry of anaerobic digesters: An overview. In L. Singh, A. Yousuf, & D. M. Mahapatra (Eds.), Bioreactors (pp. 17-26). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821264-6.00002-4
American Public Health Association, American Water Works Association, & Water Environment Federation. (2005). Standard methods for the examination of water and wastewater (21st ed.). American Public Health Association.
Boonsawang, P., Laeh, S., & Intrasungkha, N. (2008). Enhancement of sludge granulation in anaerobic treatment of concentrated latex wastewater. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 30(Suppl.1), 111-119.
Brito, J., Valle, A., Almenglo, F., Ramírez, M., & Cantero, D. (2018). Progressive change from nitrate to nitrite as the electron acceptor for the oxidation of H2S under feedback control in an anoxic biotrickling filter. Biochemical Engineering Journal, 139, 154-161. https://doi.org/10.1016/j.bej.2018.08.017
Cai, Y., Li, X., Zaidi, A. A., Shi, Y., Zhang, K., Feng, R., Lin, A., & Liu, C. (2019). Effect of hydraulic retention time on pollutants removal from real ship sewage treatment via a pilot-scale air-lift multilevel circulation membrane bioreactor. Chemosphere, 236, Article 124338. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.07.069
Charcosset, C. (2014). Combining membrane processes with renewable energy technologies: Perspectives on membrane desalination, biofuels and biogas production, and microbial fuel cells. In A. Gugliuzza & A. Basile (Eds.), Membranes for clean and renewable power applications (pp. 44-62). Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1533/9780857098658.1.44
Cirne, D. G., van der Zee, F. P., Fernandez-Polanco, M., & Fernandez-Polanco, F. (2008). Control of sulphide during anaerobic treatment of S-containing wastewaters by adding limited amounts of oxygen or nitrate. Reviews in Environmental Science and Biotechnology, 7(2), 93-105. https://hdl.handle.net/1822/7867
Cortés, M. F., Trevilla, J. P., López, F. M. C., Buitrón, G., & Quijano, G. (2021). H2S oxidation coupled to nitrate reduction in a two-stage bioreactor: targeting H2S-rich biogas desulfurization. Waste Management, 120, 76-84. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.11.024
Ho, K. C., Chan, M. K., Chen, Y. M., & Subhramaniyun, P. (2023). Treatment of rubber industry wastewater review: Recent advances and future prospects. Journal of Water Process Engineering, 52, Article 103559. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2023.103559
Jawjit, S., & Liengcharernsit, W. (2010). Anaerobic treatment of concentrated latex processing wastewater in two-stage upflow anaerobic sludge blanket. Canadian Journal of Civil Engineering, 37(5), 805-813. https://doi.org/10.1139/L10-029
Lin, W. C., Chen, Y. P., & Tseng, C. P. (2013). Pilot-scale chemical–biological system for efficient H2S removal from biogas. Bioresource Technology, 135, 283-291. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.10.040
Mar, K. A., Unger, C., Walderdorff, L., & Butler, T. (2022). Beyond CO2 equivalence: The impacts of methane on climate, ecosystems, and health. Environmental Science & Policy, 134, 127-136. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2022.03.027
Pramanik, S. K., Suja, F. B., & Pramanik, B. K. (2020). Effects of hydraulic retention time on the process performance and microbial community structure of an anaerobic single-stage semi-pilot scale reactor for the treatment of food waste. International Biodeterioration & Biodegradation, 152, Article 104999. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2020.104999
Rattanapan, C., Kantachote, D., Yan, R., & Boonsawang, P. (2010). Hydrogen sulfide removal using granular activated carbon biofiltration inoculated with Alcaligenes faecalis T307 isolated from concentrated latex wastewater. International Biodeterioration & Biodegradation, 64, 383-387. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2010.04.005
Ruiz, G., Jeison, D., Rubilar, O., Ciudad, G., & Chamy, R. (2006). Nitrification–denitrification via nitrite accumulation for nitrogen removal from wastewaters. Bioresource Technology, 97(2), 330-335. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.02.018
Sangeetha, T., Rajneesh, C. P., & Yan, W. M. (2020). Integration of microbial electrolysis cells with anaerobic digestion to treat beer industry wastewater. In R. Abbassi, A. K. Yadav, F. Khan, & V. Garaniya (Eds.), Integrated microbial fuel cells for wastewater treatment (pp. 313-346). Butterworth-Heinemann. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817493-7.00015-1
Saritpongteeraka, K., & Chaiprapat, S. (2008). Effects of pH adjustment by parawood ash and effluent recycle ratio on the performance of anaerobic baffled reactors treating high sulfate wastewater. Bioresource Technology, 99(18), 8987-8994. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.05.012
Thongnueakhaeng, W., & Chaiprasert, P. (2015). Inoculum seed for simultaneous biological removal of sulfate and nitrogen-rich wastewater. Journal of Sustainable Energy & Environment, 6, 81-85.
Wang, Y., Jie, M., Zhang, H., Yang, J., & Xu, M. (2023). High-efficiency mixotrophic denitrification for nitrate removal in high-sulfate wastewater using UASB reactor. Water, 15(15), Article 2819. https://doi.org/10.3390/w15152819
Wen, Z., Liu, J., & Chen, F. (2011). Comprehensive biotechnology (2nd ed.). Elsevier.
Wongkittivimon, A. (2000). Treatment of latex processing wastewater by a hybrid anaerobic reactor [Master’s thesis, King Mongkut’s University of Technology Thonburi]. King Mongkut’s University of Technology Thonburi Repository. https://opac.lib.kmutt.ac.th/vufind/Record/1100088 (in Thai)
Xu, X. J., Chen, C., Wang, A. J., Fang, N., Yuan, Y., Ren, N. Q., & Lee, D. J. (2012). Enhanced elementary sulfur recovery in integrated sulfate-reducing, sulfur-producing reactor under micro-aerobic condition. Bioresource Technology, 116, 517-521. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.03.095
Xu, X., Yang, F., Liu, S., Xu, Y., & Wang, Y. (2014). Simultaneous removal of sulfide, nitrate and acetate under denitrifying sulfide removal condition: Modeling and experimental validation. Journal of Hazardous Materials, 264, 16-24. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.10.056
Xue, M., Nie, Y., Cao, X., & Zhou, X. (2022). Deciphering the influence of S/N ratio in a sulfite-driven autotrophic denitrification reactor. Science of The Total Environment, 836, Article 155612. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155612
Yekta, S. S., Svensson, B. H., Skyllberg, U., & Schnürer, A. (2023). Sulfide in engineered methanogenic systems-Friend or foe?. Biotechnology Advances, 69, Article 108249. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2023.108249
