การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำเสียจากอาคารสำนักงานที่ผ่านการบำบัดด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสง(ชื่อเดิม : การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำที่ผ่านการบำบัดเพื่อนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสงในพื้นที่ระเบียงเขตเศรษฐกิจภาคตะวันออก)
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียจากอาคารสำนักงานด้วยระบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสง (Membrane Photobioreactor: MPBR) เพื่อนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ โดยอาศัยหลักการใช้สาหร่ายเซลล์เดียวในการดูดซับธาตุอาหารพืช (ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) ที่ยังคงเหลืออยู่ในน้ำเสียหลังจากผ่านการบำบัดขั้นต้นด้วยระบบ MBR แล้ว จุดเด่นของงานวิจัยนี้อยู่ที่การผสมผสานเทคโนโลยีสองระบบเข้าด้วยกัน คือระบบ MBR ที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดสารอินทรีย์ และระบบ MPBR ที่เน้นการบำบัดธาตุอาหารพืชโดยเฉพาะ ซึ่งเป็นปัญหาที่ระบบ MBR ทั่วไปแก้ไขได้ยาก การใช้สาหร่ายช่วยลดภาระการบำบัดและยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมกว่าวิธีการทางเคมี
ขั้นตอนการวิจัยเริ่มจากการทดสอบประสิทธิภาพของสาหร่าย 3 ชนิด คือ Chlorella vulgaris, Scenedesmus quadricauda และ Spirulina sp. ในการบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดด้วยระบบ MBR แล้ว โดยมีการทดลองในสภาพแวดล้อมที่ควบคุม เช่น ระดับการเจือจางของน้ำเสีย ความเข้มแสง และการเติมอากาศ ผลการทดลองพบว่า Chlorella vulgaris มีประสิทธิภาพสูงสุด สามารถบำบัดไนเตรตและฟอสเฟตได้มากกว่า 99% ภายใน 3 วัน แต่ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ในระบบ MPBR แบบต่อเนื่อง ในขณะที่ Spirulina sp. แสดงให้เห็นถึงความเหมาะสมในการใช้งานระบบ MPBR สามารถเจริญเติบโตและบำบัดธาตุอาหารพืชได้อย่างต่อเนื่อง แม้จะมีประสิทธิภาพต่ำกว่า Chlorella vulgaris ในการทดลองแบบ batch แต่ก็สามารถบำบัดไนเตรตและฟอสเฟตได้ถึง 40.9% และ 46.6% ตามลำดับ ภายใต้สภาวะ HRT 7.8 วัน และ SRT 80 วัน โดยต้องมีการเติมเหล็กเพิ่มเติมเนื่องจากน้ำเสียมีปริมาณเหล็กไม่เพียงพอต่อการเจริญเติบโตของสาหร่าย
งานวิจัยนี้มีความสำคัญในด้านการพัฒนาเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียอย่างยั่งยืน การนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ช่วยประหยัดทรัพยากรน้ำและลดมลพิษทางน้ำ นอกจากนี้ การใช้สาหร่ายในการบำบัดยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และอาจนำไปสู่การผลิตมูลค่าเพิ่มจาก biomass ของสาหร่ายได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม งานวิจัยนี้ยังมีข้อจำกัดบางประการ เช่น การทดลองในสเกลห้องปฏิบัติการ ซึ่งอาจไม่สะท้อนถึงประสิทธิภาพในสเกลโรงงานจริง และจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการปรับใช้เทคโนโลยีนี้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย รวมถึงการประเมินต้นทุนและประโยชน์ทางเศรษฐกิจ การวิเคราะห์ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมอย่างครอบคลุม และการพัฒนาขั้นตอนการเก็บเกี่ยวและการนำ biomass ของสาหร่ายไปใช้ประโยชน์อย่างมีประสิทธิภาพ
งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำเทคโนโลยี MPBR มาใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากอาคารสำนักงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ Spirulina sp. ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการบำบัดน้ำเสียอย่างต่อเนื่อง แต่ควรมีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ลดต้นทุน และขยายสเกลการใช้งานให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมจริง
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการบำบัดน้ำเสีย การจัดการน้ำ และอุตสาหกรรมที่ต้องการใช้น้ำอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:
- อุตสาหกรรมอสังหาริมทรัพย์: อาคารสำนักงานขนาดใหญ่ โรงแรม คอนโดมิเนียม สามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในการบำบัดน้ำเสียภายในอาคาร เพื่อลดต้นทุนการใช้น้ำและการกำจัดน้ำเสีย และสร้างภาพลักษณ์ที่ดีต่อสิ่งแวดล้อม
- อุตสาหกรรมการเกษตร: น้ำที่ผ่านการบำบัดจากระบบ MPBR สามารถนำไปใช้รดน้ำต้นไม้ ลดปริมาณการใช้น้ำสะอาด และยังเป็นปุ๋ยธรรมชาติให้กับพืช เพราะยังคงมีธาตุอาหารพืชที่สาหร่ายไม่สามารถดูดซับได้ทั้งหมด
- อุตสาหกรรมสิ่งแวดล้อม: บริษัทที่ให้บริการด้านการบำบัดน้ำเสีย สามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในการพัฒนาบริการที่มีประสิทธิภาพสูง เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และสร้างความได้เปรียบทางการแข่งขัน
- อุตสาหกรรมชีวภาพ: สามารถนำ biomass ของสาหร่ายที่เหลือจากกระบวนการบำบัดมาใช้ประโยชน์ เช่น การผลิตอาหารเสริม เครื่องสำอาง หรือวัตถุดิบในอุตสาหกรรมอื่นๆ เพิ่มมูลค่าให้กับกระบวนการบำบัด
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับบุคคลากรในหลายอาชีพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:
- วิศวกรสิ่งแวดล้อม: สามารถนำความรู้จากงานวิจัยนี้ไปใช้ในการออกแบบและพัฒนาระบบบำบัดน้ำเสีย ปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบที่มีอยู่ และแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับน้ำเสีย
- นักวิทยาศาสตร์: สามารถนำงานวิจัยนี้ไปต่อยอด ศึกษาหาสาหร่ายชนิดอื่นที่มีประสิทธิภาพมากกว่า หรือปรับปรุงสภาวะการเพาะเลี้ยงสาหร่ายให้เหมาะสมยิ่งขึ้น
- นักวิจัย: สามารถศึกษาความเป็นไปได้ในการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในพื้นที่ต่างๆ วิเคราะห์ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ
- ผู้ประกอบการ: สามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในการสร้างธุรกิจใหม่ๆ เช่น การให้บริการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบ MPBR หรือการผลิตผลิตภัณฑ์จาก biomass ของสาหร่าย
| รหัสโครงการ : | 102841 |
| หัวหน้าโครงการ : | ดร. สุดา อิทธิสุภรณ์รัตน์ |
| ปีงบประมาณ : | 2564 |
| หน่วยงาน : | กรมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อม |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | ศึกษาและพัฒนาถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสง (MPBR) ที่เหมาะสมในการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ ทดสอบสภาวะที่เหมาะสมและประสิทธิภาพการบำบัดธาตุอาหารพืชในน้ำที่ผ่านการบำบัดด้วยระบบ MPBR จัดทำแบบก่อสร้างระบบ MBR ร่วมกับ ระบบ MPBR ในการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ |
ดร. สุดา อิทธิสุภรณ์รัตน์. (2564). การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำเสียจากอาคารสำนักงานที่ผ่านการบำบัดด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสง(ชื่อเดิม : การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำที่ผ่านการบำบัดเพื่อนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสงในพื้นที่ระเบียงเขตเศรษฐกิจภาคตะวันออก). กรมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อม. ชลบุรี, ปทุมธานี.
ดร. สุดา อิทธิสุภรณ์รัตน์. 2564. "การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำเสียจากอาคารสำนักงานที่ผ่านการบำบัดด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสง(ชื่อเดิม : การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำที่ผ่านการบำบัดเพื่อนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสงในพื้นที่ระเบียงเขตเศรษฐกิจภาคตะวันออก)". กรมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อม. ชลบุรี, ปทุมธานี.
ดร. สุดา อิทธิสุภรณ์รัตน์. "การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำเสียจากอาคารสำนักงานที่ผ่านการบำบัดด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสง(ชื่อเดิม : การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำที่ผ่านการบำบัดเพื่อนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสงในพื้นที่ระเบียงเขตเศรษฐกิจภาคตะวันออก)". กรมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อม, 2564. ชลบุรี, ปทุมธานี.
ดร. สุดา อิทธิสุภรณ์รัตน์. การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำเสียจากอาคารสำนักงานที่ผ่านการบำบัดด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสง(ชื่อเดิม : การบำบัดธาตุอาหารพืชจากน้ำที่ผ่านการบำบัดเพื่อนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ด้วยถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนแบบใช้แสงในพื้นที่ระเบียงเขตเศรษฐกิจภาคตะวันออก). กรมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อม; 2564. ชลบุรี, ปทุมธานี.