ประสิทธิภาพในการบำบัดสารอนินทรีย์ไนโตรเจนของตะกอนชีวภาพในระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบไบโอฟล็อค : รายงานวิจัย

กษิดิศ หนูทอง

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/58813

Title:	ประสิทธิภาพในการบำบัดสารอนินทรีย์ไนโตรเจนของตะกอนชีวภาพในระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบไบโอฟล็อค : รายงานวิจัย
Other Titles:	Efficiency of inorganic nitrogen treatment by biological sludge in biofloc aquaculture system
Authors:	กษิดิศ หนูทอง
Email:	[email protected]
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Subjects:	น้ำเสีย -- การบำบัด -- การกำจัดไนโตรเจน น้ำเสีย -- การบำบัด -- วิธีทางชีวภาพ การบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ -- การทดลอง
Issue Date:	2557
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	งานวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลัก โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาถึงสภาวะที่เหมาะสมของการใช้งานระบบไบโอฟล็อกเพื่อการเลี้ยงสัตว์น้ำระดับความหนาแน่นสูง และศึกษาความสามารถของ ตะกอนชีวภาพในระบบไบโอฟล็อกในการควบคุมความเข็มข้นของสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจน ตลอดจนติดตามการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางกายภาพและเคมีของตะกอนชีวภาพในระหว่างการ เลี้ยงสัตว์น้ำ ผลการทดลองที่ 1 แสดงข้อมูลเบื้องต้นว่าระดับของตะกอนชีวภาพในช่วง 200 -500 mg SS/L มีความเหมาะสมในการควบคุมคุณภาพน้ำ เมื่อภาระไนโตรเจนจากอาหารสัตว์น้ำไม่เกิน 2.68 mg N/L/day การทดลองที่ 2 ศึกษาระดับของตะกอนชีวภาพและความหนาแน่นของ สัตว์น้ำที่ควรคงไว้ในระบบไบโอฟล็อก โดยที่มาของตะกอนชีวภาพเกิดจากการกระตุ้นโดยใช้ อาหารสัตว์น้ำ หรือใช้แป้งมันสำปะหลังและอาหารสัตว์น้ำในสัดส่วนน้ำหนักคาร์บอนต่อไนโตรเจน เท่ากับ 20:1 ผลการทดลองพบว่าเมื่อคงระดับตะกอนชีวภาพอยู่ระหว่าง 200 -300 mg SS/L ระบบไบโอฟล็อกสามารถควบคุมความเข้มข้นแอมโมเนียและไนไตรท์ได้น้อยกว่า 1.0 mg N/L และตะกอนชีวภาพมีอัตราการบำบัดแอมโมเนียอยู่ในช่วงตั้งแต่ 14 -16 mg N/g SS/day ข้อมูล จากการทดลองที่ 2 ถูกนำมาใช้ในการทดลองที่ 3 ซึ่งเลี้ยงปลานิลในระบบไบโอฟล็อกโดยไม่ถ่าย น้ำเป็นเวลา 60 วัน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสามารถในการควบคุมสารประกอบอนิน¬ทรีย์ไนโตรเจนของตะกอนชีวภาพเมื่อมีการควบคุมระดับตะกอน และติดตามการเปลี่ยนแปลง สมบัติทางเคมีของตะกอนชีวภาพระหว่างการเลี้ยงสัตว์น้ำ ผลการทดลองพบว่าเมื่อตะกอนชีวภาพ มีความเข้มข้นระหว่าง 200 -300 mg SS/L ระบบไบโอฟล็อกสามารถควบคุมแอมโมเนียและไนไตรท์ได้ต่ำกว่า 1.0 mg N/L เมื่อมวลของสัตว์น้ำในระบบไบโอฟล็อกมีค่าน้อยกว่า 3.7 kg/m3 ผล การวิเคราะห์ธาตุในตะกอนชีวภาพพบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงตามเวลาอย่างมีนัยสำคัญหลังจาก วันที่ 15 ทั้งในชุดควบคุมที่มีการเติมแป้งมันสำปะหลังและอาหารสัตว์น้ำทุกวัน และชุดทดลองที่ เติมอาหารสัตว์เท่านั้น อย่างไรก็ตามปริมาณธาตุคาร์บอนในชุดควบคุม (ร้อยละ 34.19 ± 0.172) มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับชุดทดลอง (ร้อยละ 32.17 ± 0.273) ขณะที่ ร้อยละของธาตุไนโตรเจนและไฮโดรเจนในตะกอนชีวภาพของชุดควบคุมและชุดทดลองไม่มีความ แตกต่างกัน ผลการทำสมดุลมวลไนโตรเจนพบว่าไนตริฟิเคชันมีความสาคัญต่อการบำบัดสารประ กอบอนินทรีย์ในระบบไบโอฟล็อกที่ผ่านการใช้งานมาซักระยะ (60 วัน) มากที่สุด โดยคิดเป็นร้อย ละ 44.2 และ 55.0 ของปริมาณไนโตรเจนที่เข้าสู่ระบบไบโอฟล็อกในชุดควบคุมและชดุทดลอง ตามลำดับ ตามมาด้วยกระบวนการนำไนโตรเจนเข้าสู่เซลล์ซึ่งมีสัดส่วนน้อยกว่าไนตริฟิเคชันมาก ผลการทำสมดุลมวลไนโตรเจนอาจทำให้สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการจัดการระบบไบโอฟล็อก เช่น หยุดการให้แหล่งคาร์บอนหลังจากใช้งานระบบไบโอฟล็อกเข้าสู่กระบวนการไนตริฟิเคชันที่ สมบูรณ์หรือ ปรับเปลี่ยนมาใช้อาหารที่มีโปรตีนต่ำลง นอกจากนี้ระหว่างการทดลองพบว่ามีความ จำเป็นต้องปรับปรุงหน่วยแยกตะกอนเพื่อให้มีประสิทธิภาพในการควบคุมตะกอนที่ความเข้มข้น ในช่วงแคบๆ และเพื่อให้ใช้งานได้สะดวกมากขึ้น
Other Abstract:	This study, divided into three main sections, intended to identify the optimal operating condition of bioﬂoc system for intensive aquaculture cultivation, assess the ability of biological sludge in controlling inorganic nitrogen concentration under practical limits, and monitor the temporal change in chemical compositions of biological sludge during aquaculture cultivation in bioﬂoc system. The ﬁrst experiment yielded the preliminary results that the biological sludge should be maintained between 200 and 500 mg SS/L given the nitrogen loading rates from feeding was up to 2.68 mg N/L/day. The second experiment tried to determine the suitable levels of biological sludge in bioﬂoc system and the corresponding aquaculture weight densities that would produce acceptable ammonia and nitrite concentrations provided that biological sludge formation was induced either by the addition of aquaculture feeds or addition of organic carbon source (tapioca starch) and aquaculture feeds at C:N weight ratio of 20:1. Results of the second experiment found that maintaining biological sludge in the range from 200 -300 mg SS/L led to acceptable ammonium and nitrite concentrations less than 1.0 mg N/L for the aquaculture weight density less than 7 kg/m3 for both methods of biological sludge induction. Ammonium degradation rates of the biological sludge associated with optimal operating condition (i.e., 200 -300 mg SS/L) were in the range from 14 -16 mg N/g SS/day. Data from the second experiments were employed in the third experiment, which cultivated tilapia in bioﬂoc system without water exchange for 60 days with aims to assess the control of inorganic nitrogen concentrations and to monitor the change in chemical composition of biological sludge. When the biological sludge was maintained in the range from 200 -300 mg SS/L, ammonia and nitrite concentrations in bioﬂoc systems could be kept below 1.0 mg N/L given the biomass of aquaculture was less than 3.7 kg/m3. CHN analysis indicated that elemental compositions of biological sludge from both control (tapioca starch and feed addition on the daily basis) and treatment (only feed addition) tanks were statistically insigniﬁcant different with respect to cultivation period after day 15. However, carbon compositions of biological sludge in control tanks (34.19 ± 0.172%) were statistically different to those of treatment tanks
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/58813
Type:	Technical Report
Appears in Collections:	Eng - Research Reports

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
b20444369_Kasidit No.pdf		2.05 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record