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

งานวิจัยนี้ศึกษาการบำบัดไนโตรเจนด้วยกระบวนการไนทริฟิเคชันและดีไนทริฟิเคชันของวัสดุตัวกรองชีวภาพที่บรรจุภายในถังปฎิกรณ์เดียว เพื่อนำไปประยุกต์ใช้กับระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบปิด ตัวกรองชีวภาพที่ใช้ ในกระบวนการบำบัดไนทริฟิเคชัน ได้แก่ วัสดุเส้นใยไบโอคอร์ดและหินพัมมิสบด (ขนาด 1 - 3 มม.) ส่วนวัสดุตัวกลางที่ใช้ในกระบวนการบำบัดดีไนทริฟิเคชัน คือ หินพัมมิสบด แบ่งการทดลองออกเป็น 3 ช่วง การทดลองช่วงแรกเป็นการตรวจวัดอัตราการบำบัดไนทริฟิเคชันและดีไนทริฟิเคชันของตัวกรองชีวภาพ ผลการทดลองพบว่าไบโอคอร์ดและหินพัมมิสบดมีอัตราการบำบัดแอมโมเนียสูงสุดเท่ากับ 42.4 ± 0.8 และ 640 ± 387 ก.ไนโตรเจน/ลบ.ม.(ปริมาตรบรรจุ)/วัน ตามลำดับ โดยหินพัมมิสบดมีอัตราการบำบัดไนเทรตสูงสุดเท่ากับ 169.1 ± 8.8 ก.ไนโตรเจน/ลบ.ม.(ปริมาตรบรรจุ)/วัน การทดลองช่วงที่ 2 เป็นการนำตัวกรองชีวภาพที่เหมาะสมจากการนำข้อมูลอัตราการบำบัดมาวิเคราะห์และคำนวณเพื่อบรรจุลงในถังปฏิกรณ์ใบเดียวกันที่มีขนาด 20 x 20 x 35 ซม. โดยบรรจุหินพัมมิสบดหนา 5 ซม. และไบโอคอร์ดความยาว 1 ม. เปรียบเทียบประสิทธิภาพการบำบัดแอมโมเนียและไนเทรตระหว่างสภาวะที่ทำการเติมกับไม่เติมเมทานอลที่อัตราส่วนซีโอดีต่อไนเทรตไนโตรเจนเข้าระบบเท่ากับ 5:1 ผลการทดลองพบว่ากระบวนการไนทริฟิเคชันสามารถเกิดขึ้นได้ในสภาวะที่มีการปิดฝาถังปฏิกรณ์ด้วยพลาสติก มีการเปิดปั๊มเวียนน้ำ และมีออกซิเจนในน้ำเพียงพอ การเติมเมทานอลพร้อมแอมโมเนียมคลอไรด์ไม่มีผลยับยั้งกระบวนการไนทริฟิเคชัน ส่วนกระบวนการดีไนทริฟิเคชันสามารถเกิดต่อเนื่องได้ในสภาวะที่ทำการควบคุมออกซิเจนในน้ำให้เหลือน้อยที่สุดด้วยการปิดปั๊มเวียนน้ำแล้วทำการเติมเมทานอล ลงไป นอกจากนี้ยังพบว่าการเพิ่มไบโอคอร์ดลงในถังปฏิกรณ์ไม่มีความจำเป็น เนื่องจากหินพัมมิสบดเพียงอย่างเดียวสามารถบำบัดแอมโมเนียด้วยกระบวนการไนทริฟิเคชัน และบำบัดไนเทรตต่อด้วยกระบวนการดีไนทริฟิเคชันได้ อย่างมีประสิทธิภาพ จากนั้นการทดลองช่วงสุดท้ายเป็นการนำถังปฏิกรณ์ร่วมไนทริฟิเคชัน – ดีไนทริฟิเคชันขนาด 100 ล. ที่สร้างขึ้นตามสภาวะที่เหมาะสมที่ได้จากการทดลองช่วงที่ 1 และ 2 ไปใช้บำบัดน้ำเสียจริง ที่เกิดขึ้นจากบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำในระบบหมุนเวียนน้ำแบบปิด โดยนำมาเชื่อมต่อกับถังเลี้ยงปลานิลขนาด 100 ล. ที่มีการแยกตะกอนออกจากระบบด้วยการกรองผ่านใยกรองน้ำตลอดเวลา ทำการเดินระบบต่อเนื่องเป็นเวลา 4 เดือน ผลการทดลองพบว่าถังปฏิกรณ์ที่บรรจุหินพัมมิสบดเพียงอย่างเดียวสามารถควบคุมแอมโมเนียและไนไทรต์ให้มีปริมาณต่ำกว่า 1 มก.ไนโตรเจน/ล. และควบคุมไนเทรตให้มีปริมาณต่ำกว่า 50 มก.ไนโตรเจน/ล.ได้ ในขณะที่ ไนเทรตของชุดควบคุมเพิ่มสูงขึ้นถึง 352.47 ± 9.67 มก.ไนโตรเจน/ล.