ผลผลิตชีวมวลและประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียของสาหร่ายสไปรูลินา TISTR 8222

Abstract

การวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงทดลอง มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยในการเพาะเลี้ยง ปริมาณผลผลิตชีวมวลที่ได้จากการเพาะเลี้ยง ประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสีย และวิธีการเก็บเกี่ยวผลผลิตชีวมวลของสาหร่ายสไปรูไลนา สายพันธุ์ TISTR 8222 โดยการศึกษาแบ่งเป็น 3 ส่วน ได้แก่ 1) การเพาะเลี้ยงด้วยอาหารที่มีสารอินทรีย์ (ซีโอดี) เป็นส่วนประกอบในปริมาณ 120, 220 และ 320 มิลลิกรัมต่อลิตร 2) การทดลองบำบัดน้ำเสียโดยใช้แบบจำลองการบภายใต้อุณหภูมิห้อง 26-30 °C ช่วงความเข้มแสง 3,620-3,980 ลักซ์ 2) การทดลองบำบัดน้ำเสียโดยใช้แบบจำลองการบำบัดน้ำเสียแบบเปิดและแบบเปิดเติมอากาศ 4 ชุดทดลอง คือ ชุดทดลองแบบเปิดเติมอากาศที่มีการเพิ่มแสงประดิษฐ์ ชุดทดลองแบบเปิดที่มีการเพิ่มแสงประดิษฐ์ ชุดทดลองแบบเปิดเติมอากาศที่ใช้แสงธรรมชาติ และชุดทดลองแบบเปิดที่ใช้แสงธรรมชาติ 3) การศึกษาวิธีเก็บเกี่ยวผลผลิตชีวมวลของสาหร่ายสไปรูลินาด้วยวิธีจาร์เทส จากผลการวิจัย พบว่า ปัจจัยหลักในการเพาะเลี้ยง ได้แก่ ปริมาณแสงสว่างในช่วง 3,620-3,980 ลักซ์ โดยไม่จำเป็นต้องมีแหล่งคาร์บอน และสามารถทำการเพาะเลี้ยงได้ที่อุณหภูมิห้อง (26-30 องศาเซลเซียส) ซึ่งจากผลการทดลองเพิ่มแหล่งคาร์บอนในรูปของซีโอดี พบว่า ไม่สามารถช่วยเพิ่มผลผลิตชีวมวลของสาหร่ายสไปรูลินาได้ โดยปริมาณผลผลิตชีวมวลเมื่อทำการเพาะเลี้ยงเป็นระยะเวลา 27 วัน มีค่าเท่ากับ 1,731, 1,996 และ 1,637 มิลลิกรัมต่อลิตร อัตราการเพิ่มผลผลิตชีวมวลเท่ากับ 52.0, 61.5, และ 47.7 มิลลิกรัมต่อลิตรต่อวัน สำหรับชุดการทดลองที่มีสารอินทรีย์เป็นส่วนประกอบในอาหารที่ใช้ในการเพาะเลี้ยง 120, 220 และ 320 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ และสามารถประมาณการปริมาณผลผลิตชีวมวลได้โดยใช้สมการเส้นตรง หลังจากทำการเพาะเลี้ยงได้ 5 วัน นอกจากนี้ผลการศึกษาประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียของสาหร่ายขนาดเล็กสไปรูไลนาโดยใช้ระบบบำบัดแบบเปิดและแบบเปิดเติมอากาศ เมื่อทำการบำบัดเป็นระยะเวลา 19 วัน โดยใช้น้ำเสียที่ผ่านการฆ่าเชื้อ พบว่า สามารถบำบัดซีโอดี ได้ร้อยละ 80,82m 87, 83 บำบัดทีเคเอ็นได้ร้อยละ 84,91,89,40 และบำบัดฟอสฟอรัสทั้งหมดได้ร้อยละ 32,38,25,43 สำหรับชุดการทดลองที่ใช้น้ำเสียที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อ มีประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีร้อยละ 79,78, 83, 86 บำบัดทีเคเอ็นร้อยละ 85, 89, 80, 51 และบำบัดฟอสฟอรัสร้อยละ 31,0,0,22 สำหรับชุดการทดลองที่ 1-4 ตามลำดับ ทั้งนี้ การเก็บเกี่ยวผลผลิตชีวมวลของสาหร่ายขนาดเล็กสไปรูไลนา ในการศึกษาครั้งนี้ ใช้การตกตะกอนด้วยเฟอริคคลอไรด์และสารส้มในการเก็บเกี่ยวผลผลิตชีวมวลของสาหร่ายสไปรูลินา พบว่า ปริมาณที่เหมาะสม ได้แก่ 150 และ 200 มิลลิกรัมต่อลิตร

This research is an experimental research. The purpose of the research was to study the cultivation factors, the obtained biomass production, the wastewater treatment efficiency, and the harvest biomass of Spirulina TISTR 8222. The study consisted of three parts such as 1) the cultivation by using of medium contains organics (COD) in 120, 220, and 320 mg/L. 2) the testing of wastewater treatment by using of wastewater treatment model in open system and open-aerated system including of four sub model types such as the model of open-aerated with the addition of artificial light, the model of open system with the addition of artificial light, the model of open-aerated with the national light, and the model of open system with the national light. The third part is the study of Spirulina biomass harvesting using Jar-test technique. From the results, it was found that the main factor for cultivation consisted of the light intensity in the range of 3,620-3,980 lux without any requirement for carbon source, and it could be cultivated under room temperature (26-30°C). The result of carbon source addition in terms of COD revealed that it did not help to increase Spirulina biomass production. After 27 days of cultivation, biomass production was achieved at 1,731, 1,996, and 1,637 mg/L with the growth rate of 52.0, 61.5, and 47.7 mg/L/d for the treatment of organics containing in cultivated medium of 120, 220, and 320 mg/L, respectively. The amount of biomass production could be predicted after 5 days of cultivation by using linear equation. Moreover, the study of wastewater treatment efficiency of Spirulina with the open and aerated-open treatment system showed that after 19 days of treatment using autoclaved wastewater, the COD removal of 80, 82, 87, 83 percent, the TKN removal of 84, 91, 89, 40 percent and the total phosphorus of 32, 38, 25, 43 percent were achieved. For the treatment using non autoclaved wastewater, the COD removal of 79, 78, 83, 86 percent, the TKN removal of 85, 89, 80, 51 percent and the total phosphorus of 31, 0, 0, 22 percent were observed for the treatment 1-4, respectively. Nevertheless, the testing of precipitation by ferric chloride and slum for harvesting of biomass production of Spirulina indicated that the appropriated dose was 150 and 100 mg/L.