ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้ออกซิเจนเป็นที่ได้รับความนิยมสำหรับใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมประเภทกลุ่มอุตสาหกรรมอาหารหรือกลุ่มอุตสาหกรรมเกษตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเทศไทย เนื่องจากมีสภาพภูมิอากาศที่เหมาะสม คือ อุณหภูมิเฉลี่ยสูงและมีแดดจัดตลอดปี มีค่าใช้จ่ายในการดำเนินการต่ำ และควบคุมการเดินระบบง่าย อย่างไรก็ตามระบบบำบัดน้ำเสียแบบนี้ต้องใช้พื้นที่ในการติดตั้งสูง และอาจก่อให้เกิดกลิ่นเหม็นรบกวน รวมทั้งมีการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญ เช่น ก๊าซมีเทน (CH4) ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของปรากฏการณ์โลกร้อน (Global Warming)

                 การใช้แบคทีเรียสังเคราะห์แสง (Photosynthetic Bacteria; PSB) ในกระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบไร้ออกซิเจนสามารถนำสารอินทรีย์ในน้ำเสีย รวมทั้งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นไปใช้ในการสร้างเซลล์ ซึ่งช่วยลดการปล่อยสารมลพิษและก๊าซเรือนกระจกจากการบำบัดน้ำเสียดังกล่าว งานศึกษาวิจัยนี้มุ่งเน้นการประยุกต์ใช้งานระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้ออกซิเจนโดยใช้แบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีม่วงร่วมกับการใช้เทคโนโลยีเยื่อกรองในการบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมอาหาร โดยศึกษาประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียของถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสง 2 รูปแบบ คือ ถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบ Sequencing batch reactor (SBR) ซึ่งอาศัยการแยกเซลล์แบคทีเรียด้วยการตกตะกอน และถังปฏิกรณ์ชีวภาพร่วมกับการกรองเซลล์แบคทีเรียโดยใช้เยื่อกรองไมโครฟิลเตรชัน

               ถังปฎิกรณ์ชีวภาพที่ใช้ในการทดลองเป็นระดับห้องปฏิบัติการ  มี ปริมาตรใช้งาน 8 ลิตร ติดตั้งชุดใบกวน และแหล่งกำเนิดแสงได้แก่ หลอดไส้ทังสเตน ขนาด 60 วัตต์ จำนวน 3 หลอด เพื่อให้แสงตลอด 24 ชั่วโมง ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการโดยใช้น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมอาหาร โดยน้ำเสียที่ป้อนเข้าระบบมีปริมาณสารอินทรีย์ในรูปซีโอดีและบีโอดีเฉลี่ย  38,000 และ16,500 มก./ล ตามลำดับ กำหนดให้ระยะเวลากักน้ำในถังปฏิกรณ์ชีวภาพคงที่เท่ากับ 10 วัน

ภาพที่ 1 ผังและรูปการทดลองในระดับห้องปฏิบัติการ

               จากการทดลองพบว่า ถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงร่วมกับการใช้เยื่อกรองไมโครฟิลเตรชัน มีประสิทธิภาพในการกำจัดสารอินทรีย์สูงกว่าและมีเสถียรภาพดีกว่าเนื่องจากเซลล์แบคทีเรียถูกเก็บกักไว้ในระบบอย่างสมบูรณ์ยกเว้นเมื่อมีการระบายตะกอนส่วนเกินออก เมื่อประเมินปริมาณการผลิตเซลล์แบคทีเรียในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงร่วมกับการใช้เยื่อกรองไมโครฟิลเตรชัน พบว่ามีผลผลิตใกล้เคียงกับถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบให้แสงแบบเอสบีอาร์ แต่เนื่องจากไม่มีการหลุดลอดของเซลล์แบคทีเรียออกจากระบบ จึงส่งผลให้ความเข้มข้นของเซลล์แบคทีเรียในถังปฏิกรณ์สูงกว่า ซึ่งเซลล์แบคทีเรียที่อยู่ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพดังกล่าวมีคุณสมบัติสามารถนำไปใช้ประโยชน์เป็นโปรตีนเซลล์เดี่ยว (Single cell protein) เพื่อใช้เป็นอาหารเลี้ยงปลา ใช้ทำยาหรือเครื่องสำอางค์ได้ เนื่องจากประกอบด้วยวิตามินและสารที่เป็นประโยชน์ในรูปต่างๆ ระบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบใช้แสงที่พัฒนาขึ้นนี้ สามารถนำไปใช้งานในการบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมได้หลายประเภท ได้แก่ อุตสาหกรรมเกษตร ยา เคมีและปิโตรเลียม เป็นต้น