การเพิ่มประสิทธิภาพของการกําจัดสารอะคริลาไมด์ด้วยแบคทีเรีย Enterobactor aerogenes โดยใช้เทคโนโลยีระบบบําบัดน้ำเสีย

ธงชัย ศรีวิริยรัตน์

dc.contributor.author	ธงชัย ศรีวิริยรัตน์
dc.contributor.other	มหาวิทยาลัยบูรพา. คณะวิศวกรรมศาสตร์
dc.date.accessioned	2019-07-24T01:46:17Z
dc.date.available	2019-07-24T01:46:17Z
dc.date.issued	2562
dc.identifier.uri	http://dspace.lib.buu.ac.th/xmlui/handle/1234567890/3649
dc.description.abstract	อะคริลาไมด์เป็นสารก่อมะเร็งที่อาจปนเปื้อนในแหล่งรองรับน้ำทิ้งของโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้อะคริ ลาไมด์เป็นวัตถุดิบในกระบวนการผลิตได้ โครงการวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลาย อะคริลาไมด์ทางชีวภาพ ของแบคทีเรีย Enterobacter aerogenes ด้วยเทคโนโลยีระบบบําบัดน้ำเสีย Integrated Fixed Film Activated Sludge (IFAS) ระบบ IFAS เป็นการผสมผสานระบบที่ใช้ทั้งแบคทีเรีย แขวนลอยและไบโอฟิล์มสําหรับการบําบัดน้ำเสีย โครงการวิจัยใช้ระบบบําบัดน้ำเสียชีวภาพจําลองแบบ Sequencing Batch Reactor (SBR) ทําการบัดน้ำเสียสังเคราะห์ที่มีอะคริลาไมด์ความเข้มข้นต่าง ๆ กันที่ อุณหภูมิห้อง (28 oC) จํานวน 2 ระบบ เรียกว่า AS และ IFAS โดยระบบ AS เป็นระบบแอกทิเวเต็ดสลัดจ์ (Activated Sludge, AS) ทั่วไปเพื่อใช้เป็นระบบควบคุมและเปรียบเทียบ ระบบ IFAS ใช้ตัวกลาง BioPortz ปริมาตร 3 L หรือ 30% โดยปริมาตร ทั้งสองระบบมีระยะเวลากักเก็บทางชลศาสตร์เท่ากับ 24 ชั่วโมง และ อายุสลัดจ์เท่ากับ 9 วัน โดยมีการเติมอะคริลาไมด์ลงในน้ำเสียสังเคราะห์ที่ความเข้มข้นของอะคริลาไมด์ 200, 300, 400 mg AM/L โดยมีความเข้มข้นของสารอินทรีย์บ่งชี้ในรูปของซีโอดีคงที่เท่ากับ 400 mg COD/L โดย การใช้สารอินทรีย์อื่นเป็นแหล่งคาร์บอนเพิ่มเติม คิดเป็นอัตราส่วนของอะคริลาไมด์ต่อซีโอดีทั้งหมดเท่ากับ 0.50, 0.75 และ 1.00 ทั้งนี้ อัตราส่วนอะคริลาไมด์ต่อซ๊โอดีทั้งหมดเท่ากับ 1.0 มีเพียงอะคริลาไมด์เป็นแหล่งของคาร์บอนสําหรับการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเท่านั้น หลังจากนั้น จึงเพิ่มความเข้มข้นของอะคริลาไมด์ เท่ากับ 600 และ 800 mg AM/L เมื่อคํานวณเป็นอัตราส่วนอาหารในรูปของซีโอดีต่อจุลินทรีย์ (F/M) เท่ากับ 0.44, 0.66, และ 0.88 kg COD/kg MLVSS-day สําหรับน้ําเสียที่มีความเข้มข้นอะคริลาไมด์เท่ากับ 400, 600, และ 800 mg AM/L ผลการทดลองสรุปได้ว่า ระบบ IFAS มีประสิทธิภาพสูงกว่าระบบ AS สําหรับการ ย่อยสลายอะคริลาไมด์ทางชีวภาพเมื่อน้ำเสียมีอัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์น้อยกว่า 0.88 kg COD/kg MLVSS-day โดยอัตราการย่อยสลายอะคริลาไมด์เพิ่มสูงขึ้นตามความเข้มข้นอะคริลาไมด์ที่เพิ่มสูงขึ้นทั้งใน ระบบ AS และ IFAS ทั้งนี้ อะคริลาไมด์ที่ถูกกําจัดในการศึกษาครั้งนี้มีปริมาณมากกว่าความเข้มข้นที่รายงาน การใช้แบคทีเรีย E. aerogenes ในระบบบําบัดน้ำเสีย SBR เพราะแอมโมเนียที่มีอยู่ในน้ำเสียและที่ได้จากการ ย่อยสลายของอะคริลาไมด์ถูกกําจัดออกจากระบบด้วยวิธีการเปลี้องแก๊สแอมโมเนีย เนื่องจากอุณหภูมิและ ความเป็นกรดด่างปานกลาง ตลอดจนมีการเติมอากาศค่อนข้างรุนแรง นอกจากนั้น ยังพบว่า ระบบ IFAS ยังมี การกําจัดแอมโมเนียไนโตรเจนด้วยกระบวนการเฮเทอโรทรอฟิกไนตริฟิเคชันดีกว่าระบบ AS ซึ่งล้มเหลวโดย ตลอดในช่วง F/M ที่กําหนด หลังจากการทดลองที่อัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์ เท่ากับ 0.88 kg COD/kg MLVSS-day ระบบ AS และ IFAS ล้มเหลวในการกําจัดแอมโมเนียมไนโตรเจนด้วยกระบวนการเฮเทอโรทรอ ฟิกไนตริฟิเคชันเนื่องจากความเป็นพิษของอะคริลาไมด์ที่มีต่อแบคทีเรีย นอกจากนั้น ระบบ IFAS มีประสิทธิภาพด้อยลงเนื่องจากการอุดตันของตะกรันแคลเซียมคาร์บอเนตที่ตกผลึกที่อุณหภูมิที่ใช้ในการ ทดลองด้วย ทําให้พื้นที่ยึดเกาะภายในตัวกลาง BioPortz ลดน้อยลง	th_TH
dc.description.sponsorship	โครงการวิจัยประเภทงบประมาณเงินรายได้ จากเงินอุดหนุนรัฐบาล (งบประมาณแผ่นดิน) ประจําปีงบประมาณ พ.ศ. 2558	th_TH
dc.language.iso	th	th_TH
dc.publisher	คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา	th_TH
dc.subject	อะคริลาไมด์
dc.subject	สารก่อมะเร็ง
dc.title	การเพิ่มประสิทธิภาพของการกําจัดสารอะคริลาไมด์ด้วยแบคทีเรีย Enterobactor aerogenes โดยใช้เทคโนโลยีระบบบําบัดน้ำเสีย	th_TH
dc.title.alternative
dc.type	Research	th_TH
dc.author.email	sriwiri@eng.buu.ac.th
dc.year	2562	th_TH
dc.description.abstractalternative	Acrylamide (AM) is generally known as a carcinogen and can possibly be found from the industry using acrylamide in the production as the raw material. The objective of this project was to increase the acrylamide biodegradation efficiency of Enterobacter aerogenes with the Integrated Fixed Film Activated Sludge (IFAS) technology. The IFAS process combines both suspended growth and biofilm for biological wastewater treatment. In this study, two sequencing batch reactor (SBR) biological wastewater treatment systems called as AS and IFAS were operated in parallel at the room temperature of 28 oC. The AS, the conventional activated sludge system (AS), was used as a control system to compare the results with the IFAS system. The IFAS system was filled with 3 L of BioPortz media (30% v/v). Both systems were designed to have a nominal hydraulic retention time (HRT) of 24 hours and operated at a solid retention time of 9 days. Acrylamide was added into the synthetic wastewater at different concentrations of 200, 300, and 400 mg AM/L by maintaining a constant chemical oxygen demand (COD) of 400 mg COD/L; thus, the fractions of acrylamide in the wastewater were 0.50, 0.74, and 1.00. At the fraction of 1.00, acrylamide was a sole carbon source for the growth of bacteria. After that, the acrylamide concentrations of 600 and 800 mg AM/L were applied. Therefore, the food-to-microorganism (F/M) ratios of 0.44, 0.66, and 0.88 kg COD/kg MLVSS-day were obtained at the acryalamide concentrations of 400, 600, and 800 mg AM/L. The experimental results revealed that the IFAS system was greater in the acrylamide biodegradation rates than the AS system when the F/M rations were less than 0.88 kg COD/kg MLVSS-day. The acrylamide biodegradation rates increased with the acrylamide dosages. The acrylamide concentrations were greater than the concentrations reported in the literature of acrylamide biodegradation in the biological wastewater treatment system because ammonia nitrogen, which was reported as an inhibitor, from wastewater and from acrylamide biodegradation was completely removed by ammonia stripping as the results of moderate pH and temperature with vigourous mixing in the systems. In addition, the IFAS system was superior to the AS system for heterotrophic nitrification. The AS system was failed for all F/M ratios. At the F/M ratio of 0.88 kg COD/kg MLVSS-day, both AS and IFAS systems failed to perform heterotrophic nitrification as a result of acrylamide toxicity to bacteria. Besides, the performances of the IFAS system decreased as the BioPortz media was clogged with calcium carbonate deposites at the moderate temperature reducing the specific surface area of media	en