ถังปฏิกรณ์บำบัดน้ำเสียไม่ใช้อากาศแบบลูกผสมได้ถูกออกแบบเพื่อแก้ปัญหาของ ถังปฏิกรณ์แบบตะกอนลอย (upflow anaerobic sludge blanket) ที่ชีวมวลถูกพัดพา ออกจากระบบได้ง่ายเมื่อมีอัตราการไหลที่เร็ว และเพื่อแก้ปัญหาการอุดตันของถัง ปฏิกรณ์แบบตัวกรองหรือตรึงฟิล์มเมื่อดำเนินระบบเป็นเวลานาน ทั้งยังลดค่าลงทุน ในส่วนวัสดุตัวกลาง งานวิจัยนี้เปรียบเทียบประสิทธิภาพถังปฏิกรณ์ลูกผสมที่มีชั้น ความสูงและความหนาแน่นของวัสดุตัวกลางต่างกันในการบำบัดน้ำทิ้งแป้งมันสำปะหลัง เสถียรภาพของระบบต่อการเพิ่มภาระการเติมสารอินทรีย์ที่สูงขึ้นและการลด hydraulic Retention time (HRT) นอกจากนี้ยังศึกษาการกระจายตัวของจุลินทรีย์และสารอาหาร ในบริเวณส่วนแขวนลอย (sludge zone) และบนวัสดุตัวกลาง (packed zone) ถังปฏิกรณ์ลูกผสมที่ใช้มีปริมาตรบรรจุ 6 ลิตรจำนวน 3 ถัง ส่วนที่เป็นตัว กลางเป็นเส้นใยไนล่อนบรรจุอยู่ส่วนบนของถังปฏิกรณ์ และส่วนของชีวมวลที่แขวนลอย อยู่ด้านล่าง เส้นใยไนล่อนที่บรรจุในแต่ละถังมีพื้นที่ผิวทั้งหมด 0.84 ตารางเมตร ความยาวของเส้นใยไนล่อนในถังที่ 1, 2 และ 3 เป็น 30, 40 และ 50 เซนติเมตร ทำให้ ชั้นความสูงของวัสดุตัวกลางต่อความสูงของถังปฏิกรณ์มีค่า 0.375, 0.500 และ 0.625 ความหนาแน่นของชั้นวัสดุตัวกลางเป็น 44, 33 และ 26 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ตามลำดับ น้ำเสียที่ใช้มาจากกระบวนการผลิตแป้งมันสำปะหลัง โดยมีการป้อนน้ำทิ้ง เข้าถังปฎิกรณ์อย่างต่อเนื่อง (continuous feeding) เป็นเวลา 323 วัน การศึกษา แบ่งเป็น 3 ช่วง ช่วงแรกเป็นการเพิ่มอัตราการรับภาระสารอินทรีย์จาก 0.5 เป็น 1, 2, 3 และ 4 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน ตามลำดับโดยให้ HRT คงที่ ที่ 5 วัน ช่วงที่สอง เป็นการศึกษาการเพิ่มอัตราการรับภาระสารอินทรีย์และลด HRT อย่างรวดเร็ว และช่วงสุดท้ายเป็นการศึกษาผลการไหลวนของเหลวต่อการทำงานของ ถังปฏิกรณ์ลูกผสม จากการศึกษาประสิทธิภาพโดยรวมของถังปฏิกรณ์ลูกผสมในการบำบัดน้ำทิ้งจาก โรงงานแป้งมันสำปะหลัง พบว่า ถังปฏิกรณ์ทั้ง 3 ถัง รับอัตราการรับภาระสารอินทรีย์ ได้สูงถึง 10 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน ที่ HRT 2 วัน ประสิทธิภาพ ในการกำจัดซีโอดีทั้ง 3 ถัง มีค่ามากกว่าร้อยละ 95 ปริมาณก๊าซชีวภาพที่ได้เป็น 14, 12 และ 12 ลิตรต่อวันของถังปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับ โดยมีส่วนประกอบ ของมีเทนร้อยละ 60 สารอินทรีย์ในน้ำทิ้งมากกว่าร้อยละ 90 ถูกกำจัดตั้งแต่ในชั้น ของ sludge bed ที่มีปริมาณชีวมวล (volatile suspended solid

VSS) 133, 150 และ 129 กรัม ของถังปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับ ในวันที่ 285 เมื่อลด HRT เหลือ 0.5-1 วัน พบว่า ความสามารถในการกำจัดซีโอดีของชั้น sludge bed เหลือร้อยละ 50-60 แต่การกำจัดซีโอดีในชั้นวัสดุตัวกลางเพิ่มขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพการกำจัด ซีโอดีโดยรวมของถังปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 เป็นร้อยละ 84, 80 และ 87 ตามลำดับ ที่อัตราการรับภาระสารอินทรีย์ 6 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน ที่ HRT 0.5 วัน และ ร้อยละ 61, 66 และ 83 ที่อัตราการรับภาระสารอินทรีย์ 10 กิโลกรัมต่อ ลูกบาศก์เมตรต่อวัน ที่ HRT 1 วัน อย่างไรก็ดีถังปฏิกรณ์ลูกผสมทั้ง 3 ถังไม่ สามารถรักษาเสถียรภาพของระบบได้ที่ HRT 0.5-1 วัน แม้ทำการทดลองที่อัตราการ รับภาระสารอินทรีย์เพียง 6 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน แม้ถังปฏิกรณ์ที่ 3 ที่มีความสูงของชั้นวัสดุตัวกลางมากที่สุด (50 เซนติเมตร) ไม่สามารถรักษาเสถียรภาพได้เมื่อดำเนินระบบที่ HRT 0.5-1 วัน แต่พบว่า นอกจาก มีประสิทธิภาพในการกำจัดซีโอดีดีกว่าอีก 2 ถังแล้ว ระบบยังดำเนินการได้นานกว่า ถังปฏิกรณ์ที่ 1 และ 2 ถึง 14 วัน ก่อนเกิดสภาวะล้มเหลว เมื่อหยุดป้อนน้ำเสีย ถังปฏิกรณ์ทั้ง 3 ถัง กลับคืนสู่สภาวะปกติได้ภายในระยะเวลา 7 วัน การศึกษาชีวมวลในชั้นวัสดุตัวกลาง พบว่า ถังปฏิกรณ์ที่ 1 ที่มีความหนาแน่น ของเส้นใยไนล่อนมากที่สุดมีปริมาณชีวมวล 88 กรัม เทียบกับ 60 และ 46 กรัม ของ ถังปฏิกรณ์ที่ 2 และ 3 ที่มีความหนาแน่นของเส้นใยไนล่อนน้อยลงตามลำดับ ชีวมวล ส่วนที่แขวนลอยมีประมาณ 66, 74 และ 65 กรัม ของถังปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับ ที่ระยะเวลาดำเนินการ 135 วัน เมื่อเพิ่มอัตราการไหล ปริมาณชีวมวลที่อยู่บนเส้นใย ไนล่อนลดลงเหลือเพียง 66, 58 และ 31 กรัม และมีปริมาณชีวมวลส่วนที่แขวนลอยเป็น 59, 64 และ 67 ของถังปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับ ในวันที่ 185 เมื่อเพิ่ม อัตราการรับภาระสารอินทรีย์เป็น 10 กิโลกรัมซีโอดีต่อลูกบาศก์เมตรต่อวัน และ ดำเนินระบบไปถึง 292 วัน ปริมาณชีวมวลที่อยู่บนเส้นใยไนล่อนเพิ่มเป็น 127, 106 และ 116 กรัม และชีวมวลส่วนที่แขวนลอยเป็น 119, 135 และ 91 กรัม ของถังปฏิกรณ์ ที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับ การไหลวนของเหลวในถังปฏิกรณ์ทั้ง 3 ถัง ด้วยอัตราการ ไหลที่ 2,775 มิลิลิตรต่อวัน วันละ 1 ชั่วโมง ทำให้ปริมาณชีวมวลส่วนที่แขวนลอย ลดลงเหลือ 70,79 และ 68 กรัม และที่อยู่บนเส้นใยไนล่อนเพิ่มขึ้นเป็น 167, 197 และ 181 กรัม ของถังปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับ ในวันที่ 323 การกระจายตัวของชีวมวลในส่วนที่แขวนลอย (sludge bed) เพิ่มขึ้น เมื่อ ดำเนินระบบไปนานขึ้นในวันที่ 243-255 (อัตราการรับภาระสารอินทรีย์ 6 กิโลกรัมต่อ ลูกบาศก์เมตรต่อวัน HRT 2 วัน) ความสูงของชีวมวลในชั้น sludge bed อยู่ที่ 10 เซนติเมตร ทั้ง 3 ถัง และเพิ่มเป็น 30, 40 และ 20 เซนติเมตร ของถังที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับ ในวันที่ 256-285 (อัตราการรับภาระสารอินทรีย์ 10 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์ เมตรต่อวัน HRT 2 วัน) เมื่อดำเนินระบบต่อไปที่อัตราการรับภาระสารอินทรีย์ 10 กิโลกรัม แต่อัตราการไหลเพิ่มขึ้น (HRT 1 วัน) ในวันที่ 286-292 พบการขยายตัวของ ชีวมวลในส่วนที่แขวนลอยเป็น 40, 40 และ 30 เซนติเมตร ของถังปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับส่วนการกระจายตัวชีวมวลบนเส้นใยไนล่อน พบว่า ที่ส่วนบนสุดของทุก ถังปฏิกรณ์มีปริมาณชีวมวลสูงสุดเทียบกับส่วนอื่น ๆ ของเส้นใยไนล่อนในระดับล่าง ตลอดจนการทดลอง แม้ว่าถังปฏิกรณ์ที่ 1 กักชีวมวลได้มากแต่ประสิทธิภาพของชีวมวลในการกำจัด ซีโอดีมีค่า 0.69 เทียบกับ 0.89 และ 0.97 กรัมซีโอดีต่อกรัม VSS ของถังปฏิกรณ์ที่ 2 และ 3 ตามลำดับ ในวันที่ 135 (อัตราการรับภาระสารอินทรีย์ 4 กิโลกรัมต่อลูก บาศก์เมตรต่อวัน HRT 5 วัน) ในทุกถังปฏิกรณ์เมื่อดำเนินระบบนานขึ้นมีชีวมวล เพิ่มขึ้น แต่ประสิทธิภาพของชีวมวลในการกำจัดซีโอดีต่ำลงโดยในวันที่ 185 มีค่า 0.33, 0.34 และ 0.43 กรัมต่อกรัม VSS และในวันที่ 292 มีค่า 0.14, 0.15 และ 0.22 กรัมต่อกรัม VSS ของถังที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับ การไหลวนของเหลวในระหว่างวันที่ 317-323 ด้วยอัตราการไหลที่ 2,775 มิลิลิตรต่อวัน วันละ 1 ชั่วโมง ทำให้มี ประสิทธิภาพการกำจัดซีโอดีเพิ่มขึ้นเป็น 0.38, 0.32 และ 0.39 กรัมต่อกรัม VSS