วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556

งานวิจัยนี้แบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลัก โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเทคโนโลยีไบโอฟล็อกเพื่อการเลี้ยงสัตว์น้ำ และศึกษาความสามารถของตะกอนชีวภาพในการควบคุมความเข้มข้นของสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจน ตลอดจนติดตามการเปลี่ยนแปลงลักษณะสมบัติของตะกอนในระหว่างการเลี้ยงสัตว์น้ำ ผลการทดลองส่วนที่ 1 แสดงข้อมูลเบื้องต้นว่าระดับของตะกอนชีวภาพในช่วง 200-500 มก.ของแข็งแขวนลอย/ล. (6-14 มล./ล.) มีความเหมาะสมในการควบคุมคุณภาพน้ำเมื่อภาระไนโตรเจนจากการให้อาหารสัตว์น้ำมีค่าไม่เกิน 2.68 มก.ไนโตรเจน/ล./วัน ที่ความหนาแน่นปลานิลเท่ากับ 3 กก./ลบ.ม. การทดลองส่วนที่ 2 ศึกษาระดับของตะกอนชีวภาพและความหนาแน่นของสัตว์น้ำที่สามารถคงไว้ได้ในระบบเทคโนโลยีไบโอฟล็อกที่ทำให้ความเข้มข้นของแอมโมเนียและ ไนไทรต์อยู่ในระดับที่ปลอดภัย โดยที่มาของตะกอนชีวภาพเกิดจากการให้อาหารสัตว์น้ำเท่านั้น ผลการทดลองพบว่าเมื่อระดับของตะกอนชีวภาพอยู่ระหว่าง200-300 มก.ของแข็งแขวนลอย/ล. (6-9 มล./ล.) ความเข้มข้นแอมโมเนียและ ไนไทรต์ในระบบมีค่าน้อยกว่า 1 มก.ไนโตรเจน/ล. และอัตราการบำบัดแอมโมเนียของตะกอนชีวภาพในช่วงดังกล่าวมีค่าเท่ากับ 16.07±5.77 มก.ไนโตรเจน/ก.ของแข็งแขวนลอย/วัน การทดลองส่วนที่ 3 คล้ายคลึงกับการทดลองส่วนที่ 2 ยกเว้นที่มาของตะกอนชีวภาพเกิดจากการเติมแป้งมันสำปะหลังและอาหารสัตว์น้ำในอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนเท่ากับ 20:1 ผลการทดลองที่ได้รับคล้ายคลึงกับการทดลองส่วนที่ 2 กล่าวคือระดับที่เหมาะสมของตะกอนชีวภาพอยู่ในช่วง 200-300 มก.ของแข็งแขวนลอย/ล. และตะกอนชีวภาพในช่วงดังกล่าวมีอัตราการบำบัดแอมโมเนียเท่ากับ15.20±20.15 มก.ไนโตรเจน/ก.ของแข็งแขวนลอย/วัน ข้อมูลจากการทดลองส่วนที่ 2 และ 3 ถูกนำมาใช้ในการทดลองส่วนสุดท้าย ซึ่งเลี้ยงปลานิลในระบบเทคโนโลยีไบโอฟล็อกโดยไม่มีการเปลี่ยนถ่ายน้ำเป็นระยะเวลา 60 วัน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสามารถในการควบคุมความเข้มข้นของสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจน และติดตามการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางเคมีของตะกอนชีวภาพระหว่างการเลี้ยงสัตว์น้ำ ผลการทดลองพบว่าเมื่อระดับตะกอนชีวภาพอยู่ระหว่าง 200-300 มก.ของแข็งแขวนลอย/ล. ความเข้มข้นของแอมโมเนียและไนไทรต์น้อยกว่า 1 มก.ไนโตรเจน/ล. เมื่ออัตราภาระไนโตรเจนจากอาหารไม่เกิน 2.28 มก.ไนโตรเจน/ล./วัน ผลการวิเคราะห์ธาตุในตะกอนชีวภาพพบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติระหว่างการทดลองทั้งในชุดควบคุม (เติมแป้งมันสำปะหลังและอาหารสัตว์น้ำทุกวัน) และชุดทดลอง (เติมอาหารสัตว์เท่านั้น) อย่างไรก็ตามปริมาณธาตุคาร์บอนในชุดควบคุม (ร้อยละ 34.19±0.172) มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับชุดทดลอง (ร้อยละ 32.17±0.273) ขณะที่ร้อยละปริมาณไนโตรเจนและไฮโดรเจนในตะกอนชีวภาพของชุดควบคุมและชุดทดลองไม่มีความแตกต่างกัน ผลการทำสมดุลมวลไนโตรเจนพบว่ากระบวนการไนทริฟิเคชันมีความสำคัญต่อการบำบัดสารประกอบอนินทรีย์ไนโตรเจนมากที่สุดเท่ากับร้อยละ 44.2 และ 55.0 ในชุดควบคุมและชุดทดลองตามลำดับ ตามมาด้วยกระบวนการนำไนโตรเจนเข้าสู่เซลล์ และยังอาจเปลี่ยนแนวทางการกระตุ้นให้เกิดตะกอนชีวภาพจากการเติมสารอินทรีย์คาร์บอนโดยตรงมาใช้อาหารที่มีโปรตีนต่ำแทน นอกจากนี้ผลการสังเกตระหว่างการเลี้ยงปลานิลในการทดลองสุดท้ายพบว่ามีความจำเป็นต้องปรับปรุงหน่วยแยกตะกอนเพื่อให้มีประสิทธิภาพและใช้งานสะดวกมากขึ้น