ขนมจีนเป็นอาหารพื้นบ้านของไทยที่เป็นเอกลักษณ์และวัฒนธรรมในการบริโภคแทนข้าว กรรมวิธีการผลิตขนมจีนจะมีน้ำทิ้งเกิดขึ้นในขั้นตอนต่างๆ มากมาย น้ำทิ้งจากกระบวนการผลิตขนมจีนมีค่า BOD สูงและเน่าเสียง่าย จตุพลและคณะ (2545) ปัจจุบันโรงงานผลิตขนมจีนปล่อยน้ำทิ้งลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติทำให้มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นโรงงานผลิตขนมจีนจัดเป็นอุตสาหกรรมหนึ่งที่มีปริมาณสารอินทรีย์ในน้ำทิ้งสูง ปัจจุบันการผลิตขนมจีนมีปริมาณการผลิตมากขึ้น เนื่องจากมีผู้นิยมบริโภคเป็นจำนวนมาก จึงทำให้มีปริมาณน้ำทิ้งเพิ่มมากขึ้นด้วย
การศึกษาครั้งนี้เป็นการหาแนวทางแก้ปัญหาดังกล่าว โดยการเปลี่ยนสารอินทรีย์ในน้ำทิ้งจากกระบวนการผลิตขนมจีนให้เป็นพลังงานในรูปของก๊าซชีวภาพและพัฒนาระบบถังหมักโดยใช้ระบบ Two-stage Anaerobic Digestion เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดและการผลิตก๊าซชีวภาพ อีกทั้งเป็นแนวทางการพัฒนาเพื่อนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่อไป

วัตถุประสงค์

1. เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำทิ้งจากกระบวนการผลิตขนมจีนภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนแบบสองขั้นตอน (Two-stage Anaerobic Digestion)
2. เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตก๊าซชีวภาพด้วยน้ำทิ้งจากกระบวนการผลิตขนมจีน
3. วิเคราะห์ผลประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับทางด้านเศรษฐศาสตร์วิศวกรรม

อุปกรณ์และวิธีการ

อุปกรณ์

               1. น้ำทิ้งจากกระบวนการผลิตขนมจีน เก็บตัวอย่างจากท่อน้ำทิ้งรวมของนิคมขนมจีน จ.ฉะเชิงเทรา

รูปที่ 1 บริเวณเก็บตัวอย่างน้ำทิ้ง

               2. เชื้อจุลินทรีย์เริ่มต้น เป็นเชื้อจุลินทรีย์ที่ผ่านการปรับสภาพ (acclimatization) ตะกอนจุลินทรีย์จากบ่อบำบัดมูลสุกรของภาควิชาสัตวบาล คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ
               3. ระบบถังหมัก ถังหมักที่ใช้เป็นระบบการย่อยสลายภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนแบบสองขั้นตอน (Two-stage Anaerobic Digestion) ในระดับห้องปฏิบัติการ (laboratory scale)

รูปที่ 2 ระบบถังหมัก

วิธีการ

1. การเตรียมน้ำทิ้งจากกระบวนการผลิตขนมจีนเข้าสู่ถังหมัก นำน้ำทิ้งที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิ –18 ?C มาละลายรอจนกลายเป็นน้ำและมีอุณหภูมิห้องจึงป้อนเข้าสู่ถังหมัก
2. การวิเคราะห์สมบัติของน้ำทิ้งจากกระบวนการผลิตขนมจีน นำน้ำทิ้งมาวิเคราะห์หาค่า BOD, COD, pH, TS, TVS, SS, VFA, TAlk, TKN และวิเคราะห์หาความสัมพันธ์ระหว่างค่า BOD กับ COD ตามวิธี Standard Method for the Examination of Water and Wastewater (Greenberg, 1992)
3. การเริ่มต้นดำเนินระบบและสภาวะในการดำเนินระบบ (Start-up and operating condition) เติมตะกอนจุลินทรีย์ลงในถังหมัก จากนั้นเติมน้ำทิ้งเข้าระบบแบบ semi-continuous โดยมีค่า HRT เริ่มต้น15 วัน คิดเป็น OLR 1.72 g.COD/l/d
4. การวิเคราะห์และเก็บข้อมูล นำน้ำทิ้งที่เข้าระบบไปวิเคราะห์หาค่า COD, pH, TS, TVS, SS, VFA, TAlk นำข้อมูลที่ได้ มาคำนวณหาประสิทธิภาพของระบบ บันทึกปริมาณก๊าซชีวภาพและวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซชีวภาพ
   

                    การผลิตก๊าซชีวภาพจากน้ำทิ้งในกระบวนการย่อยสลายภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนแบบสองขั้นตอน เมื่อดำเนินระบบที่ HRT 15 10 และ 8 วัน คิดเป็นอัตราการป้อนสารอินทรีย์เท่ากับ 2.45 3.06 และ 4.45 g.COD/l/d ตามลำดับ พบว่าประสิทธิภาพการกำจัดค่าซีโอดีมีค่าอยู่ระหว่าง 88.68-93.69 % ประสิทธิภาพการกำจัดของแข็งทั้งหมดมีค่าอยู่ระหว่าง 73.49-87.45 % ประสิทธิภาพการกำจัดของแข็งระเหยทั้งหมดมีค่าอยู่ระหว่าง 85.11-94.32 % และประสิทธิภาพการกำจัดค่าของแข็งแขวนลอยมีค่าอยู่ระหว่าง 88.75-95.62 % โดยที่ HRT 15 วัน อัตราการป้อนสารอินทรีย์ 2.45 g.COD/l/d มีประสิทธิภาพการกำจัดค่าซีโอดีสูงสุดเท่ากับ 93.69 % ปริมาณก๊าซชีวภาพทั้งหมดโดยเฉลี่ยที่เกิดขึ้น 4.28 ลิตรต่อวัน มีก๊าซมีเทนเป็นองค์ประกอบเท่ากับ 64.91 % ส่วนที่ HRT 8 วัน อัตราการป้อนสารอินทรีย์ 4.45 g.COD/l/d มีประสิทธิภาพการกำจัดค่าซีโอดีสูงสุดเท่ากับ 88.68 % ปริมาณก๊าซชีวภาพทั้งหมดโดยเฉลี่ยที่เกิดขึ้น 15.87 ลิตรต่อวัน และมีก๊าซชีวภาพเกิดสูงสุดถึง 21.05 ลิตรต่อวัน มีก๊าซมีเทนเป็นองค์ประกอบเท่ากับ 67.78 % จะเห็นว่าปริมาณก๊าซชีวภาพมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อ HRT ลดลง ผลการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์วิศวกรรมโดยคิดอัตราดอกเบี้ย 10 % ต่อปี เมื่อออกแบบระบบให้ถังหมักกรดมีปริมาตร 7,000 ลิตร ถังหมักก๊าซมีปริมาตร 15,000 ลิตร จะให้ผลตอบแทนคืนทุน12.44 % ใช้เวลาคืนทุนน้อยที่สุด 1.1 ปี

รูปที่ 3 กราฟแสดงเปอร์เซ็นต์ก๊าซมีเทนที่ค่า HRT 15, 10 และ 8 วันตามลำดับ
ตะกอนจุลินทรีย์ที่เกิดขึ้นในถังหมัก

รูปที่ 4 จุลินทรีย์ในถังหมักกรด จุลินทรีย์ในถังหมักก๊าซ