การสร้างท่อบำบัดน้ำทิ้งที่เกิดจากกระบวนการฟอกหนัง

Abstract

การฟอกหนังเป็นอุตสาหกรรมพื้นฐานที่มีอยู่ทั่วทุกมุมโลกซึ่งมีการปลดปล่อยมลพิษที่สามารถสลายทางชีวภาพได้ต่ำออกมากับน้ำทิ้งและเป็นปัญหาหลักในสิ่งแวดล้อม ในจํานวนมลพิษที่ปล่อยออกมา โครเมียมจัดเป็นหนึ่งในสารปนเปื้อนหลักที่จําเป็นต้องกําจัดอย่างเร่งด่วน โดยปกติโครเมียมที่ถูกปล่อยออกมากับสิ่งแวดล้อมมักมีสองรูปแบบคือ ไทรวาเลนซ์โครเมียมหรือ Cr(III) ที่มีพิษต่ำ ละลายน้ําได้น้อยกว่า และมักเป็นสารอาหารที่สําคัญในการเจริญและระบบเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์เมื่อตกค้างที่ความเข้มข้นต่ำ และเฮกซาวาเลนซ์โครเมียมหรือ Cr(VI) ที่มีพิษรุนแรงกว่าเนื่องจากเป็นสารก่อมะเร็งที่ละลายน้ำได้ดีในทุกค่าพีเอช จากปัญหาดังกล่าวส่งผลให้มีการใช้เทคนิคที่หลากหลายกําจัด Cr(VI) ที่ปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมแต่ยังเป็นวิธีที่ไม่มีประสิทธิภาพสูง การสลายทางชีวภาพและการดูดซับทางชีวภาพได้รับการยอมรับว่าเป็นวิธีทางเลือกที่มีประสิทธิภาพในการกําจัดโครเมียม เนื่องจากการใช้ต้นทุนราคาที่ต่ำและใช้สารเคมีเกี่ยวข้องน้อย ได้เคยมีรายงานพบจุลินทรีย์หลายชนิดที่คัดแยกจากน้ำทิ้งและดิน แสดงศักยภาพในการกําจัดโครเมียมในอาหารเลี้ยง แต่ประสิทธิภาพในการกําจัดโครเมียมของจุลินทรีย์เหล่านี้ก็ยังจํากัดจากปัจจัยทางกายภาพ เช่น ค่าพีเอช อุณหภูมิ และความเค็มที่พบในน้ำทิ้ง งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์แรกในการค้นหาแบคทีเรียชนิดใหม่ที่มีศักยภาพในการกําจัดโครเมียมที่ปนเป็อนมากับน้ำทิ้งสังเคราะห์และพบว่า Bacillus subtilis ซึ่งเป็นแบคทีเรียผลิตเอนไซมHโปรติเอสที่คัดแยกได้จากตะกอนทะเลในอ่าวไทย สามารถรีดิวซH Cr(VI) ที่ความเข้มข้น 50 มิลลิกรัมต่อลิตร เป็น Cr(III) ได้ร้อยละ 69.5 เมื่อเลี้ยงเจริญในอาหารเลี้ยง LB ที่ค่าพีเอชเท่ากับ 7.0 เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส และความสามารถในการรีดิวซ์ Cr(VI) จะไม่ลดลงแม้ในสภาวะที่มีเกลือปนเป็นความเข้มข้นร้อยละ 1 (น้ำหนักต่อปริมาตร) นอกจากนี้งานวิจัยนี้ยังสนใจที่จะทดลองใช้ขยะเศษอาหาร กากกาแฟ และกากชา เป็นตัวดูดซับทางเลือกราคาถูกในการกําจัด Cr(VI) ในน้ำทิ้งสังเคราะห์ ผลการทดสอบเบื้องต้นพบว่า กระดูกหมู กากชา และกากกาแฟ เป็นตัวดูดซับทางเลือกที่มีประสิทธิภาพสูงในการดูดซับโครเมียม เมื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการดูดซับโครเมียมของวัสดุทั้งสามในระบบปิดพบว่า การใช้กากชาและกากกาแฟจํานวน 5 กรัมต่อลิตร สามารถดูดซับ Cr(VI) ความเข้มข้น 30 มิลลิกรัมต่อลิตรที่ปนเปื้อนในน้ำทิ้งสังเคราะห์ได้อย่างสมบูรณ์ ภายในเวลา 180 นาที ในสภาวะที่มีค่าพีเอชเท่ากับ 2.0 ด้วยการเขย่าที่ความเร็ว 250 รอบต่อนาที ที่อุณหภูมิช่วงกว้างตั้งแต่ 35-65 องศาเซลเซียส ขณะที่สภาวะที่เหมาะสมในการดูดซับโครเมียมของกระดูกหมูคือ การใช้น้ำเสียสังเคราะห์ที่มีค่าพีเอชเริ่มต้นเท่ากับ 4.0 และมีความเข้มข้นของโครเมียมเริ่มต้นเท่ากับ 2 มิลลิกรัมต่อลิตร ด้วยความเร็วในการเขย่า 300 รอบต่อนาที เป็นเวลา 60 นาที ที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส ผลการทดลองที่ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของ B. subtilis รวมทั้งกระดูกหมู กากชาและกากกาแฟ ที่สามารถนํามาใช้ในการกําจัดทางชีวภาพของโครเมียมในน้ำทิ้งจากโรงงานฟอกหนังต่อไปในอนาคตได้