การผลิตก๊าซชีวภาพจากผักตบชวาโดยการหมักและการหมักร่วมกับมูลโค

Biogas production from water hyacinth by anaerobic digestion and co-digestion with cow dung

Name: วรรณภา กระต่าย

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วศ.ม. (วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม) 2560

Classification :.LCCS: TP359.B48

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สาขาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: ก๊าซชีวภาพ -- การผลิต

ThaSH: มีเทน -- การผลิต

ThaSH: ผักตบชวา -- การใช้ประโยชน์

ThaSH: มูลโค -- การใช้ประโยชน์

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพจากผักตบชวาโดยการหมักและการหมักร่วมกับมูลโคภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน โดยเก็บตัวอย่างผักตบชวาจากแม่น้ำเจ้าพระยาบริเวณจังหวัดปทุมธานี มาทำการหมักแบบขั้นตอนเดียวใช้ถังหมัก 5 ถัง ความจุใช้งานถังละ 5 ลิตร เติมสารตั้งต้น เข้าระบบแบบกึ่งต่อเนื่องมีการเติมสารตั้งต้นเข้าทุก 5 วัน อัตราการเติมสารเข้าถังหมัก 625 มิลลิลิตร/5 วัน เป็นผลให้ระยะเวลาเก็บกัก สารหมักในถังมีค่า 40 วัน ทำการหมักที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ถังแรกใช้สารตั้งต้นเป็นผักตบชวาอย่างเดียวความเข้มข้น 20% โดย น้ำหนักสด (ผักตบชวา: มูลโค: น้ำ=20: 0: 80) ส่วนอีก 4 ถังเป็นสารละลายผสมผักตบชวาร่วมกับ มูลโคความเข้มข้น 20% โดยน้ำหนักสด ซึ่งมีอัตราส่วนของผักตบชวาและมูลโคแตกต่างกัน โดย อัตราส่วนของผักตบชวา: มูลโค: น้ำในถังหมักที่ 2, 3, 4 และ 5 มีค่า 16: 4: 80, 13: 7: 80, 10: 10: 80 และ 7: 13:80 ตามลำดับ ใช้เชื้อจุลินทรีย์เริ่มต้นจากกระเพาะหมักโคค่ามวลจุลินทรีย์เริ่มต้นในถังหมักเท่ากับ 18.77 กรัม/ลิตรผลการทดลองพบว่า ก๊าซมีเทนเฉลี่ยที่ได้จากการหมักผักตบชวาเพียงอย่างเดียว มีค่าเท่ากับ 48.56% ส่วนก๊าซมีเทนเฉลี่ยจากการหมักผักตบชวาร่วมกับมูลโคในอัตราส่วน 16: 4: 80, 13: 7: 80, 10: 10: 80, 7: 13: 80 มีค่าเท่ากับ 49.40%, 50.62%, 51.14% และ 52.61% ตามลำดับ ประสิทธิภาพการกำจัดสารอินทรีย์อยู่ในช่วง 45-72% โดยอัตราส่วนของสารละลายผสมที่มีผักตบชวา: มูลโค: น้ำเท่ากับ 10: 10:80 เป็นอัตราส่วนเหมาะสมเพราะให้ปริมาณก๊าซมีเทนสูงกว่า 50% และให้ประสิทธิภาพการกำจัดสารอินทรีย์ในระบบสูงกว่า 65% จึงนำมาศึกษาต่อโดยการปรับสภาพผักตบชวาก่อนการหมักเพื่อให้การย่อยในระบบง่ายขึ้น ด้วยการแช่ผักตบชวาด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 1% เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ผลการทดลองพบว่า ก๊าซมีเทนเฉลี่ยที่ได้จากการหมักผักตบชวาที่ผ่านการปรับสภาพมีค่าเพิ่มขึ้นจากเดิม 2.48% และให้ผลผลิตก๊าซมีเทนเพิ่มขึ้นด้วย The aim of this study is to assess the potential for utilizing water hyacinth as a renewable energy source for biogas production by anaerobic digesting water hyacinth alone and co-digesting water hyacinth with cow dung. Samples were collected from the Chao Phraya River at Pathumthani Province. Experiments were performed in single-stage semi-continuous anaerobic reactors. Five reactors were operated at 30 Celcius by a five day feeding. The reactor working volume was 5 liters and the feeding rate was 625ml/5 days giving rise to the hydraulic retention time of 40 days. The first reactor was fed with a slurry of water hyacinth alone of 20% (water hyacinth: cow dung: water was 20:0:80) by fresh weight. Another four reactors were fed with a mixture of water hyacinth and cow dung of 20% with different ratio of water hyacinth and cow dung. The ratios of water hyacinth: cow dung: water in the reactor numbers 2, 3, 4 and 5 were 16:4:80, 13:7:80, 10:10:80 and 7:13:80. Mixed ruminal microorganisms from cow were used as inoculum in all reactors. The biomass in the reactors approximately 18.77 g mixed liquor volatile suspended solids/liter. The results show that the average methane content obtained from the digestion of water hyacinth alone was 48.56 % and that of water hyacinth mixed with cow dung in the reactors that contained water hyacinth: cow dung: water at the ratios of 16:4:80, 13:7:80, 10:10:80, 7:13:80 was 49.40%, 50.62%, 51.14% and 52.61%, respectively. The percentages of organic waste degradation were in the range of 45-72 %. The recommended ratio of water hyacinth: cow dung: water was 10:10:80. At this ratio the methane content was over 50% and the organic waste degradation was over 65%. In addition, an experiment was set by pretreating water hyacinth at the recommended ratio with 1% sodium hydroxide prior to co-digestion. The results showed that the average methane content increased by 2.48%, and the methane yield increased too.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: สุชาติ เหลืองประเสริฐ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: นุษรา สินบัวทอง

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Name: สุริยะ สะวานนท์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2560

Modified: 2566-05-10

Issued: 2566-05-10

CallNumber: TP359.B48.ว171

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights

ใช้เวลา

0.01432 วินาที