Page 17 - 067

3

เนื่องจากสาหร่ายรวมถึงพืชใต้น้้าสามารถเจริญเติบโตได้อย่างรวดเร็วในพื้นที่ที่มีน้้าขัง ในแม่น้้าหรือใน
ทะเลโดยใช้สารอาหารหลักไนโตรเจน แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และพลังงานจากดวงอาทิตย์ในการ
สังเคราะห์แสง (Cheewasedtham et al., 2009; Koyama et al., 2014) ดังนั้นจึงมีความเป็นไป
ได้ในการเพาะเลี้ยงพรรณไม้ใต้น้้าโดยการเชื่อมต่อกับระบบผลิตแก๊สชีวภาพ เนื่องจากน้้าทิ้งที่ผ่านการ

ย่อยสลายแบบไร้อากาศนั้นอดมด้วยสารประกอบไนโตรเจน ซึ่งเป็นธาตุที่จ้าเป็นส้าหรับการ
ุ
เจริญเติบโตของพรรณไม้ใต้น้้าและใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในรูปของสารละลายไบคาร์บอเนตจาก
ระบบดูดซึมแก๊สเพื่อท้าความสะอาดแก๊สชีวภาพ
ปัญหาที่จะเกิดขึ้นในกระบวนการผลิตแก๊สชีวภาพโดยกระบวนการย่อยสลายร่วมแบบไร้

ื่
อากาศขั้นตอนเดียวของน้้าทิ้งโรงงานสกัดน้้ามันปาล์มและสาหร่ายน้้าจืดขนาดใหญ่ เพอเป้าหมายการ
ิ่
ิ
ั
เพมผลได้มีเทนให้ถึงจุดคุ้มทุนทางเศรษฐศาสตร์ ได้แก่ปัญหาอตราบรรทุกสารอนทรีย์เกิน (organic
ั
overloading) ท้าให้มีอตราการแตกตัวของซับสเตรตร่วมต่้าซึ่งส่งผลให้เกิดการผลิตมีเทนน้อย และ
เกิดความไม่เสถียรภายในถังปฏิกรณ์แนวทางที่มีศักยภาพและประหยัด ส้าหรับการแก้ปัญหาข้างต้น
ุ
คือการประยุกต์ใช้กระบวนการย่อยสลายแบบไร้อากาศสองขั้นตอนที่อณหภูมิต่างกัน (Two-stage
temperature phased anaerobic digestion: TPAD) ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนการสร้างกรด
(Acidogenesis) หรือขั้นตอนการหมัก (Fermentation) ที่อณหภูมิเทอร์โมฟลิก (50-70 C) สามารถ
ุ
้
ิ
ผลิตแก๊สไฮโดรเจนควบคู่กับการผลิตกรดอนทรีย์จากสารอนทรีย์ประเภทคาร์โบไฮเดรตและขั้นตอน
ิ
ิ
ิ
การผลิตมีเทนจากกรดอินทรีย์ (Methanogenesis) ที่อุณหภูมิเมโซฟลิก (25-40 C) กระบวนการสอง
้
ขั้นตอนดังกล่าว สามารถผลิตแก๊สเชื้อเพลิงชีวภาพซึ่งเป็นแก๊สผสมระหว่างแก๊สไฮโดรเจนและแก๊ส
มีเทนร้อยละ 10-30 ร้อยละ 70-90 โดยปริมาตร ตามล้าดับ มีชื่อทางการค้าว่าไฮเทน (Hythane)
ั
การผสมไฮโดรเจนปนกับมีเทนช่วยท้าให้การเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีขึ้น และลดอตราส่วนอากาศต่อ
เชื้อเพลิง ส่งผลให้การเผาไหม้มีเทนมีความเสถียรมากขึ้น (Cooney et al., 2007; Ge et al., 2011)
ิ
ื่
โดยทั่วไปกระบวนการหมักเพอผลิตไฮโดรเจนที่อณหภูมิเทอร์โมฟลิกมีข้อดีที่เหนือกว่ากระบวนการ
ุ
หมักที่อุณหภูมิเมโซฟิลิก เช่น เพิ่มความสามารถในการละลายของสารประกอบอนทรีย์ท้าให้จุลินทรีย์
ิ
ั
ิ
ิ่
สามารถแทรกเข้าไปเร่งปฏิกิริยาได้ดีขึ้น เป็นการเพมอตราการผลิตไฮโดรเจนและกรดอนทรีย์ ซึ่งช่วย
ลดระยะเวลากักเก็บน้้าในถังปฏิกรณ์ให้สั้นลง (Kongjan et al., 2011) นอกจากนี้แล้วปฏิบัติการ
ุ
หมักที่อุณหภูมิเทอร์โมฟิลิกสามารถป้อนน้้าทิ้งโรงงานสกัดน้้ามันซึ่งมีอณหภูมิสูงเข้าถังปฏิกรณ์โดยไม่
ต้องพกรอให้มีอณหภูมิลดลง ช่วยให้เกิดการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและสามารถป้องกันการ
ุ
ั
เกิดแก๊สชีวภาพตามธรรมชาติในบ่อพกน้้าได้ ซึ่งสามารถช่วยลดปัญหาการปล่อยแก๊สเรือนกระจกสู่
ั
บรรยากาศได้อีกทางหนึ่ง แก๊สมีเทนเป็นแก๊สเรือนกระจกที่มีความรุนแรงกว่าแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
ถึง 23 เท่า (Tilche and Galatola, 2008)
ั
งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการใช้น้้าทิ้งจากโรงงานสกัดน้้ามันปาล์ม (บริษัท ปาล์มพฒนาชายแดนใต้
ื่
จ้ากัด อ.หนองจิก จ.ปัตตานี) มาย่อยสลายร่วมแบบไร้อากาศกับพรรณไม้ใต้น้้าขนาดใหญ่เพอการ
ุ
ผลิตแก๊สไฮโดรเจนในขั้นตอนการผลิตกรดหรือการหมักที่สภาวะอณหภูมิเทอร์โมฟลิก และผลิตแก๊ส
ิ
ุ
มีเทนจากสารละลายกรดที่เกิดขึ้นจากขั้นตอนการหมัก ในขั้นตอนการผลิตมีเทนที่สภาวะอณหภูมิ
เมโซฟิลิก โดยใช้พืชใต้น้้าจืดขนาดใหญ่ชนิดสาหร่ายพุงชะโด (Ceratophyllum demersum) ซึ่งเป็น
ื
วัชพชน้้าที่เจริญเติบโตเร็ว (Koyama et al., 2014; Chambers et al., 2014) พรรณไม้ใต้น้้า