รายงานการวจยฉบบสมบรณ

โครงการ ผลของชนดและปรมาณมลสตว ระยะเวลาในการกวนผสม และความเขมขน

ของแขงตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรโดยถงปฏกรณแบบ

กวนสมบรณ

Effect of Type and Quantity of Manures, Mixing Times and Total Solid

Concentrations on Biogas Production from Napier Grass by CSTR

คณะผวจย

ผชวยศาสตราจารย ดร.ปฏรป ผลจนทร

นางสาวปวนรตน บญออน

นางสาวภทรวด สขสวรรณ

ภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม

เสนอตอ

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม

สงหาคม/2557

กตตกรรมประกาศ

ขอกราบขอบพระคณทนอดหนนโครงการวจย จากงบประมาณเงนรายไดคณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเชยงใหม ปงบประมาณ 2556 ทไดใหทนสนบสนนงานวจยระดบบณฑตศกษาเพอใชในการ

ทางานวจยครงน

ขอขอบคณสถาบนวจยและพฒนาพลงงานนครพงค มหาวทยาลยเชยงใหม สาหรบความชวยเหลอ

ในดานวตถดบและถงปฏกรณบางสวนทนามาใชในการวจย

คณะผวจย

ABSTRACT

This research was divided into 2 parts. The first part was conducted to study effects of chicken

and/or dairy manures addition on biogas production from Napier Pakchong 1 grass. The second part was

done to study effects of mixing periods and total solid concentrations of Napier Pak Chong 1 grass on the

efficiency of biogas production.

The objective of the first part of this research was to study effects of chicken and/or dairy

manures addition on biogas production from Napier Pakchong 1 grass (Pennisetum purpureum ×

Pennisetum americanum) in the 20L lab scale CSTR . The reactor was operated at the organic loading

rate of 1.5 kgVS/m3.d with total solid concentration of 4% in the temperature controlled room at

35(±2)ºC. Experiments were constructed according to the 2 level Full Factorial Design theory using

chicken manure at 0 and 0.41 kg and dairy manure at 0 and 1.45 kg per 1 kg of grass silage. Result

showed the maximum specific methane yield (0.255 m3CH4/kgVSadded) was obtained when Napier

Pakchong 1 silage was used as the sole substrate. Specific methane yield when co-digesting grass silage

with both manures, with chicken manure, and with dairy manure were 0.190, 0.168 and 0.139

m3CH4/kgVSadded, respectively. This finding was expected to be the results of that the grass silage could be

degraded more easily than the utilized manures . However, using Napier Pakchong 1 silage as the sole

substrate could render the system less stable as higher VFA to Alkalinity ratios were observed even when

the alkalinity was added compared to those found in experiments using silage grass with manures.

Significant interaction effects of both manure additions were found. It was also observed that chicken or

dairy manure addition had significant negative effects on biogas production efficiencies at 95%

confidence level while codigesting both manures with grass silage resulted in the amount of produced

biogas being higher. Results of experiments at the center point showed the curvature relationship between

the amounts of manures and specific methane yields. Additional experiments according to the Central

Composite Design (CCD) theory were therefore conduct to construct the response surface. The optimum

condition for biogas production was gained when 0.1025 and 0.3625 kg of chicken and dairy manures

were co-digested with 1 kg of grass silage. The specific methane yield obtained was 0.249

ฏ

m3CH4/kgVSadded . Considering the area of Napier Pakchong1 grass planting of 1 rai with the yield of 70

tons fresh grass/rai, 7,175 kg and 25,375 kg of chicken and dairy manures were required per year. It were

calculated that 14,280 m3 biogas/VSadded having 52 to 55% would be generated.

The objective of the second part of this work was to study effects of mixing periods and total

solid concentrations of Napier Pak Chong 1 grass on the efficiency of biogas production. Experiments

were done using the 28 l-lab scale CSTR operated at the organic loading rate of 1.5 kgVS/m3.d with the

temperature controlled at 35±2°C. The 2-level Full Factorial Design of Experiment was conducted using

the mixing periods of 5 and 45 min/h and the total solid concentrations of grass of 4% and 12%. It was

found that there was significant interaction effect between the mixing period and total solid concentration

of grass at the confidence level of 90% (P=0.028). The reactor fed with the high solid concentration

required long mixing period while the short mixing period was sufficient for that fed with the low solid

concentration to gain the thoroughly mixing condition and high specific methane yield. The total solid

concentration was found to significantly affect the amount of methane yields (P=0.058) while the mixing

period did not have the significant effect on the methane yields (P=0.104), which could be tentatively

explained by the fact that the reactor was continuously stimulated by being regularly mixed once in every

hour. Additional experiments were conducted to verify the results obtained from the Full Factorial Design

of Experiment. The different ranges of mixing periods and total solid concentrations of Napier Pak Chong

1 grass used in this part of study were 0 and 53 min/h and 2%, 4% and 14%TS, respectively. It was found

that the mixing periods depended on the utilized total solid concentrations which was consistent to the

results obtained from the Full Factorial Design of experiment. Furthermore, the pH of the reactor content

could be maintained within the range of 6.25-7.37 without water recirculation throughout the

experimented duration. This ability was expected to occur from the alkalinity produced from proteins

contained in the relatively protein-rich Napier Pak Chong 1 grass. The maximum specific methane yield

(0.2688 (±0.0065) lCH4/gVSadded) was obtained at the mixing period of 53 min/h and the total solid

concentration of 14%. This amount of methane yield was equivalent to 88 (± 1.9) l of biogas from 1 kg of

grass or 6,027-6,293 m3 of biogas/ha/year.

ฐ

บทคดยอ

งานวจยนแบงออกเปน 2 สวน โดยสวนท 1 คอ การศกษาผลของการเตมมลไกและมลโคตอ

ประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 และสวนท 2 คอ การศกษาผลของ

ระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใช

หญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว

การทดลองสวนท 1 มจดประสงคเพอศกษาผลของการเตมมลไก และ/หรอมลโคตอ

ประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 (Pennisetum purpureum x

Pennisetum americanum) โดยถงปฏกรณแบบกวนสมบรณระดบหองปฏบตการขนาด 20 ลตร เดน

ระบบทอตราภาระบรรทกสารอนทรย 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน ความเขมขนของของแขงทงหมด 4% ทา

การทดลองทอณหภม 35(±2) องศาเซลเซยส ออกแบบการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design

แบบสองระดบ โดยใชปรมาณมลไก 0 และ 0.41 กก.และมลโค 0 และ 1.45 กก. ตอหญาหมก 1 กก.

ตามลาดบ พบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสดทได (0.255 ลบ.มเทน/กก.VSทเตม) เกดจากการหมก

ยอยโดยใชหญาเนเปยรปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว สวนปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการ

หมกยอยรวมระหวางหญาเนเปยรและและมลสตวทงสองชนด หญาเนเปยรกบมลไก และหญาเนเปยร

กบมลโคมคาเทากบ 0.190, 0.168 และ 0.139 ลบ.มเทน/กก.VSทเตมตามลาดบ ทงนอาจเปนผลจาก

การทหญาเนเปยรปากชอง 1 สามารถยอยสลายไดงายกวามลสตวทใช อยางไรกตามการเดนระบบ

ผลตกาซชวภาพโดยใชหญาเนเปยรเปนสารอาหารเดยวมแนวโนมทระบบจะมเสถยรภาพตา เนองจาก

คาอตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพดางมคาสงกวาในการทดลองทมการเตมมลสตว ถงแมวาจะม

การเตมดางเพมเตมในระบบ และยงพบวามลสตวทเตมมผลตอกนอยางมนยสาคญ ทงนพบวาการเตม

มลไกหรอมลโคมผลทางลบตอประสทธภาพการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 อยางม

นยสาคญทระดบความเชอมน 95% ในขณะทการเตมมลสตวทงสองชนดรวมกบหญาเนเปยรสงผลให

ไดกาซชวภาพสงกวาการใชมลสตวเพยงชนดเดยว ผลของการทาการทดลองทคากลางพบวา

ความสมพนธระหวางปรมาณมลสตวทใชกบปรมาณกาซมเทนจาเพาะเปนเสนโคง จงทาการทดลอง

ตามทฤษฎ Central Composite Design เพอสรางสมการทใชทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได

ฌ

โดยจากพนผวตอบสนองพบวาสภาวะทเหมาะสมในการผลตกาซชวภาพคอการเตมมลไกและมลโค

0.1025 และ 0.3625 กก. ตอหญาหมก 1 กก. โดยจะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.249 ลบ.มเทน/กก.

VSทเตม ทงนเมอพจารณาพนทในการปลกหญาเนเปยรปากชอง 1 จานวณ 1 ไร ซงปลกหญาเนเปยร

สดได 70 ตนสด/ป จะตองใชมลไกและมลโคในการหมกรวมคอ 7,175 กก. และ 25,375 กก./ป โดย

จะสามารถผลตกาซชวภาพทมการมเทนเปนองคประกอบในชวง 52 ถง 55% ไดปรมาณ 14,280 ลบ.

ม.กาซชวภาพ/ป

การทดลองสวนท 2 มวตถประสงคเพอศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความ

เขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 ตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพโดย

ใชถงปฏกรณแบบกวนสมบรณระดบหองปฏบตการขนาดปรมาตรใชงาน 28 ล. เดนระบบทอตรา

ภาระบรรทกสารอนทรย 1.5 กก.VS/ลบ.ม.วน ทาการทดลองภายใตสภาวะมโซฟลก (35±2 องศา

เซลเซยส) การทดลองออกแบบตามทฤษฎ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ โดยแตละปจจย

กาหนดใหมคาตาและสงคอ ระยะเวลาการกวนผสมเทากบ 5 นาท/ชวโมงและ 45 นาท/ชวโมง และ

ความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 4% และ 12% ผลการทดลอง

พบวาความเขมขนของของแขงทงหมดและระยะเวลาการกวนผสมมผลตอกนอยางมนยสาคญทระดบ

ความเชอมน 90% (P=0.028) โดยถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดสงตองการ

ระยะเวลาการกวนผสมนาน แตถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา การกวนผสมท

ระยะเวลาการกวนผสมสนเพยงพอทจะทาใหเกดการกวนผสมอยางทวถงและมคาปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทสงได โดยความเขมขนของของแขงทงหมดมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญ

(P=0.058) แตระยะเวลาการกวนผสมเปนปจจยหลกทไมมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางม

นยสาคญ (P=0.104) ทงนอาจเนองมาจากการทดลองนใชกวนผสมเปนชวงๆทกๆชวโมง ทาใหไม

เหนความแตกตางอยางมนยสาคญทระยะเวลาของการกวนผสมทตางกน นอกจากนไดทาการกาหนด

สภาวะการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full

Factorial Design โดยทาการแปรคาระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของแขงทงหมดของ

หญาเนเปยรปากชอง 1 เพมเตม โดยกาหนดคาระยะเวลาการกวนผสมเทากบ 0 นาท/ชวโมงและ 53

นาท/ชวโมง และคาความเขมขนของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 2%, 4% และ

ญ

14% ผลการศกษาพบวาระยะเวลาการกวนผสมขนกบคาความเขมขนของของแขงทงหมดทปอนเขาส

ระบบซงสอดคลองอยางชดเจนกบผลทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design ทงน

ตลอดระยะเวลาการทดลองระบบสามารถรกษาคาพเอชใหอยในชวง 6.25-7.37 โดยไมมการเวยนนา

กลบเขาสระบบ ความสามารถดงกลาวคาดวาเกดขนเนองจากคาสภาพความเปนดางทถกผลตขนจาก

โปรตนทมอยในหญาซงหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 มปรมาณโปรตนคอนขางสงเมอเทยบกบหญา

ชนดอน ผลการทดลองพบวาสภาวะการทดลองทระยะเวลากวนผสม 53 นาท/ชวโมงและคาความ

เขมขนของของแขงของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 14% มปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสดเทากบ

0.2688 (±0.0065) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม และปรมาณกาซชวภาพทผลตไดสงสดเทากบ 88 (±1.9) ล.

ตอปรมาณหญาทใช 1 กก. ซงเทากบมอตราการผลตกาซชวภาพประมาณ 6,027-6,293 ลบ.ม./ไร/ป

ฎ

สารบญเรอง

กตตกรรมประกาศ ก

คณะผวจย ข

บทคดยอ ฌ

ABSTRACT ฏ

สารบญเรอง ฑ

สารบญตาราง ด

สารบญภาพ ถ

บทท 1บทนา 1

1.1 ทมาและความสาคญของปญหา 1

1.2 วตถประสงคของการศกษา 2

1.3 ประโยชนทไดรบจากการศกษา 3

1.4 ขอบเขตของการวจย 3

บทท 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ 5

2.1 ทฤษฎกาซชวภาพ 5

2.2 หลกการทางานของระบบเอเอสบอาร 17

2.3 หญาเนเปยรพนธปากชอง 1 18

2.4 การออกแบบการทดลอง (Design of Experiment :DOE) 20

2.5 งานวจยทเกยวของ 25

บทท 3 การดาเนนงานวจย 31

3.1 วสดหมกรวม 31

สวนท 1 : การศกษาผลของการเตมมลไกและมลไกและมลโคตอประสทธภาพ

ในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 32

3. 2 ถงปฏกรณในระดบหองปฏบตการทใชในการทดลอง 32

3.3 การออกแบบการทดลอง 34

3.4 การทดลองเพมเตมเพอทดสอบความแมนยาของสมการและพนผวตอบสนอง 35

3.5 ขนตอนการดาเนนการทดลอง 36

สวนท 2 : การศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอ

ปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว 41

3.6 การทดลองโดยใชถงปฏกรณในระดบหองปฏบตการ 41

3.7 สภาวะทใชในการทดลอง 43

3.4 ขนตอนการดาเนนการทดลอง 45

3.9 การวเคราะหพารามเตอรตางๆ 49

บทท ผลการทดลองและวจารณผลการทดลอง 51

สวนท 1 : การศกษาผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพ

หญาเนเปยรปากชอง 1 51

4.1 การวเคราะหเชงแฟคทอเรยล 51

4.2 ผลการทดลองตามทฤษฏ Central Composite Design (CCD) 61

4.3 การทดลองเพมเตม 69

4.4 ผลของการเดนระบบตลอดระยะเวลาการทดลอง 72

4.5 การเปรยบเทยบผลการทดลองทไดกบผลจากงานวจยอนๆ 92

4.6 การนาผลการทดลองไปใชในการออกแบบและการเดนระบบจรง 98

สวนท 2 : การศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมด

ตอปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว 101

4.7 การวเคราะหเชงแฟคทอเรยล 101

4.8 ผลการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตาม

ทฤษฎ Full Factorial Design 109

4.9 การเปลยนแปลงของคาพารามเตอรตางๆตลอดการทดลอง 114

4.10 ศกยภาพในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 137

4.11 การเปรยบเทยบปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดกบงานวจยอนๆ 139

4.12 การนาผลการทดลองทไดไปประยกตใชในการออกแบบและเดนระบบผลตกาซชวภาพ

จากหญาเนเปยรปากชอง 1 144

บทท 5 148

5.1 สรปผลการทดลอง 148

5.2 ขอเสนอแนะ 150

เอกสารอางอง 152

สงตพมพจากโครงการน 159

ภาคผนวก 178

ภาคผนวก ก 179

ภาคผนวก ก.1 180

ภาคผนวก ก.2 226

ภาคผนวก ข 301

ภาคผนวก ข.1 302

ภาคผนวก ข.2 313

สารบญตาราง

หนา ตารางท 1. 1 แหลงทมาของหญาและมลสตวทนามาใชในการวจย 4

ตารางท 2.1 กรณผลกระทบทเปนไปไดทงหมดของ Full factorial design 21

ตารางท 2.2 เงอนไขการเปลยนแปลงคาของปจจย [22] 22

ตารางท 2.3 คาของปจจยในแตละรอบของการทดลอง [22] 22

ตารางท 2.4 แผนการทดลอง Central Composite Design กรณศกษา 3 ปจจย [ 22] 24

ตารางท 3.1 ลกษณะทางเคมของหญาและมลสตวทใชในการทดลอง Error! Bookmark not

defined.

ตารางท 3.2 สภาวะทใชในการทดลองทออกแบบตามทฤษฏ Full Factorial Design และ Central

Composite Design 35

ตารางท 3.3 สภาวะทใชในการทดลองเพมเตม 36

ตารางท 3.4 รายละเอยดการดาเนนการทดลอง 38

ตารางท 3.5 รายละเอยดพารามเตอรททาการวเคราะห 41

ตารางท 3. 6 สภาวะทใชในการทดลองทออกแบบตามทฤษฎ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ 44

ตารางท 3. 7 สภาวะทใชในการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการ

ทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design 45

ตารางท 3. 8 รายละเอยดการทดลอง 47

ตารางท 3. 9 รายละเอยดพารามเตอรททาการวเคราะห 50

ตารางท 4.1 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยทไดในแตละการ

ทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design Error! Bookmark not defined.

ตารางท 4.2 ผลการวเคราะหทางสถตโดยใชการวเคราะหความแปรปรวน 52

ตารางท 4.3 ผลการวเคราะหทางสถตโดยใชการวเคราะหการถดถอยเชงเสน 53

ตารางท 4.4 คา Biodegradable fraction (BF) ของหญาและมลสตวทใชในการทดลอง* 56

ตารางท 4.5 ผลการคานวณปรมาณไนโตรเจนรวมและปรมาณกาซแอมโมเนยในสารปอน 57

ตารางท 4.6 ลกษณะทางเคมของมลสตวทชวงตนและปลายของการทดลองเปรยบเทยบกบคาจาก

งานวจยของ Wang et al.[5] 59

ตารางท 4.7 ปรมาณลกนนในชวมวลชนดตางๆ 60

ตารางท 4.8 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย

ทไดในแตละการทดลองตามทฤษฎ CCD 62

ตารางท 4.9 การทดสอบขอสมมตฐานในการวเคราะหการถดถอย 64

ตารางท 4.10 การวเคราะหขอมลเพอสรางสมการทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 68

ตารางท 4.11 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลองและการทานายจากสมการท 4.3 71

ตารางท 4.12 การเปลยนแปลงอณหภมและพเอชของนาเขาและนาออก

เมอระบบเขาสสภาวะคงท 75

ตารางท 4.13 ปรมาณกรดไขมนระเหยและสภาพดางเมอเขาระบบสสภาวะคงท 79

ตารางท 4.14 ปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณของแขงระเหยของนาเขาและ

นาออกจากระบบเมอระบบเขาสสภาวะคงท 85

ตารางท 4.15 ปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณของแขงแขวนลอยระเหย

ของนาออกเมอระบบเขาสสภาวะคงท 88

ตารางท 4.16 ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ องคประกอบกาซชวภาพและปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะทสภาวะคงท 91

ตารางท 4.17 การเปรยบเทยบผลการทดลองทไดกบผลจากงานวจยอนๆ 96

ตารางท 4. 18ปรมาณกาซมเทนจาเพาะในแตละสภาวะการทดลองทออกแบบ

ตามทฤษฎ Full Factorial Design 102

ตารางท 4. 19 ผลการวเคราะหทางสถตโดยใชการวเคราะหความแปรปรวน 102

ตารางท 4. 20 ผลการวเคราะหทางสถตโดยใชการวเคราะหการถดถอยเชงเสน 103

ตารางท 4. 21 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะในแตละสภาวะการทดลองเพมเตม

เพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design 111

ตารางท 4. 22 อณหภมและพเอชทสภาวะคงท 115

ตารางท 4. 23 สภาพความเปนดาง )Alkalinity) และปรมาณกรดไขมนระเหย )VFA)

ทสภาวะคงท 118

ตารางท 4. 24 ปรมาณโปรตนในหญาแตละชนด 121

ตารางท 4. 25 ปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณของแขงระเหยทสภาวะคงท 125

ตารางท 4. 26 ปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยทสภาวะคงท 129

ตารางท 4. 27 ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ องคประกอบกาซชวภาพและปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะทสภาวะคงท 135

ตารางท 4. 28 การเปรยบเทยบปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดกบงานวจยอนๆ 141

ตารางท 4. 29 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา

ทระยะเวลาการกวนผสมตา /สง 146

ตารางท 4. 30 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากคาความเขมขนของของแขงทงหมดสง

ทระยะเวลาการกวนผสมตา /สง 147

สารบญภาพ

หนา รปท 2.1 กระบวนการยอยสลายสารอนทรยแบบไมใชออกซเจน ]15[ 7

รปท 2.2 กระบวนการทางานของระบบเอเอสบอาร [20] 18

รปท 2.3 กระบวนการออกแบบการทดลอง [21] 21

รปท 2.4 กราฟ CCD กรณ 3 ปจจย [22] 25

รปท 3. 1 หญาเนเปยรหมกทใชในการทดลอง 31

รปท 3. 2 แบบจาลองถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ 33

รปท 3. 3 ถงปฏกรณแบบกวนสมบรณทใชในการทดลอง 33

รปท 3. 4 เครองวดปรมาตรกาซชวภาพ 34

รปท 3. 5 แบบจาลองถงปฏกรณทใชในการทดลอง 41

รปท 3. 6 รายละเอยดของอปกรณและการตดตงระบบ 42

รปท 3. 7 เครองวดปรมาตรกาซชวภาพ 43

รปท 4.1 ผลของอทธพลรวมของปจจยทมตอกนตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 55

รปท 4.2 ผลของปจจยหลกทมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 61

รปท 4.3 กราฟ Residual Plots สาหรบปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 63

รปท 4.4 กราฟ Residual Plots สาหรบประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย 63

รปท 4.5 กราฟพนผวตอบสนอง )ก (และคอนทวร )ข (แสดงผลของปรมาณมลไก

และมลโคทเตมตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 65

รปท 4.6 กราฟพนผวตอบสนอง )ก (และคอนทวร )ข (แสดงผลของปรมาณมลไก

และมลโคทเตมตอประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย 66

รปท 4.7 การเปลยนแปลงอณหภมในนาออกจากถงปฏกรณตลอดระยะเวลาการทดลอง 73

รปท 4.8 การเปลยนแปลงพเอชในนาออกจากถงปฏกรณตลอดระยะเวลาการทดลอง 74

รปท 4.9 การเปลยนแปลงปรมาณกรดไขมนระเหยในนาออกจากถงปฏกรณตลอด

ระยะเวลาการทดลอง 80

รปท 4.10 การเปลยนแปลงสภาพดางในนาออกจากถงปฏกรณตลอดระยะเวลาการทดลอง 80

รปท 4.11 อตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพดางในนาออกจากถงปฏกรณตลอด

ระยะเวลาการทดลอง 81

รปท 4.12 การเปลยนแปลงปรมาณของแขงทงหมดตลอดระยะเวลาการทดลอง

ในถงปฏกรณ R1, R2, R 3 และ R4 83

รปท 4.13 การเปลยนแปลงปรมาณของแขงระเหยตลอดระยะเวลาการทดลอง

ในถงปฏกรณ R1, R2, R 3 และ R4 84

รปท 4.14 การเปลยนแปลงปรมาณของแขงแขวนลอยในนาออกตลอดระยะเวลาการทดลอง 87

รปท 4.15 การเปลยนแปลงปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยในนาออกตลอด

ระยะเวลาการทดลอง 87

รปท 4.16 ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะทผลตไดตลอดระยะเวลาการเดนระบบ 92

รปท 4.17 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตไดตลอดระยะเวลาการเดนระบบ 92

รปท 4. 18 ระดบนยสาคญของปจจยทศกษา 104

รปท 4. 19 ปจจยทมผลตอกนตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 105

รปท 4. 20 การแยกชนของหญาภายในถงปฏกรณเมอหยดการกวนผสม 107

รปท 4. 21 ผลของปจจยหลกทศกษาตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 108

รปท 4. 22 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดจากรปแบบการกวนผสมตางกน 113

รปท 4. 23 อณหภมของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 114

รปท 4. 24 การเปลยนแปลงคาพเอชของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 116

รปท 4. 25 สภาพความเปนดางของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 120

รปท 4. 26 ปรมาณกรดไขมนระเหยของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 122

รปท 4. 27 อตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางของนาออก

ตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 123

รปท 4. 28 ปรมาณของแขงทงหมดตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 127

รปท 4. 29 ปรมาณของแขงระเหยตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 127

รปท 4. 30 ปรมาณของแขงแขวนลอยตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 131

รปท 4. 31 ปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยในนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 131

รปท 4. 32 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ 133

รปท 4. 33 กาซชวภาพทผลตไดตอปรมาณหญาเนเปยรปากชอง 1 ปรมาณ 1 กก. 138

บทท 1 บทนา

1.1 ทมาและความสาคญของปญหา ในปจจบนเทคโนโลยการผลตกาซชวภาพกาลงไดรบความสนใจอยางกวางขวาง เนองจาก

การลดลงของปรมาณเชอเพลงฟอสซล ทาใหทกประเทศใหความสนใจกบการผลตพลงงานทดแทน

โดยใชวตถดบทมอยภายในประเทศเพอผลตพลงงานมาใชทดแทนพลงงานจากเชอเพลงฟอสซล โดย

ในป 2555 กระทรวงพลงงานของไทยไดจดทาแผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก

หรอ Alternative Energy Development Plan (AEDP) โดยมเปาหมายจะใชพลงงานทดแทนเปน

เชอเพลงในการผลตกระแสไฟฟาเพมขน 25% ภายใน 10 ป (2555-2564) ซงมเปาหมายจะผลต

กระแสไฟฟาจากกาซชวภาพ 600 เมกะวตต เนองจากประเทศไทยเปนประเทศเกษตรกรรม จงมของ

เสยและวสดตางๆ จากภาคเกษตรกรรมอยท วไป เชน มลสตว หรอพชตางๆ การผลตกาซชวภาพจาก

วสดเหลานจงมความเหมาะสมสาหรบประเทศไทย

หญาเนเปยรพนธปากชอง 1 ไดรบการสนบสนนจากกระทรวงพลงงานใหใชเปนวตถดบใน

การผลตกาซชวภาพเนองจากมศกยภาพสง โดยเพาะปลกงายและมผลผลตตอไรสงถง 70-80 ตนสด/

ไร/ป อกทงยงมศกยภาพในการผลตกาซชวภาพสงกวาหญาชนดอน (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและ

อนรกษพลงงาน, 2557) เนองจากหญาเนเปยรมองคประกอบเปนพวกของแขงจาพวกเซลลโลส เฮม

เซลลโลสและลกนนสงเมอเทยบกบหญาชนดอน จงจาเปนตองมการบาบดเบองตนกอนโดยวธการ

ลดขนาดและทาหญาหมก โดยพบวาการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรโดยการทาหญาหมก จะชวย

เพมปรมาณกาซมเทนขนกวาการใชหญาสด 19% [1] อยางไรกตามพบวา องคประกอบของหญาเน

เปยรขาดธาตอาหาร โดยเฉพาะไนโตรเจน โดยเมอพจารณาจากคาอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนท

มคาสงถง 50 [2] นอกจากนการผลตกาซชวภาพโดยใชหญาเนเปยรเปนวตถดบเดยวยงตองการการ

เพมสภาพดางเพอปองกนการลดลงของคาพเอชในถงปฏกรณ ทงนวตถดบทใชเตมเพอเพมสภาพดาง

ทนยมใชคอ มลสตว เนองจากมลสตวมปรมาณธาตอาหารโดยเฉพาะไนโตรเจนสง ทาใหชวยปรบคา

อตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนใหเหมาะสมตอกระบวนการยอยสลายแบบไรอากาศได [3- 4] จาก

การศกษายงพบวาการหมกยอยรวม (Co-digestion) ของวตถดบตงแตสองชนดขนไปยงชวยเพม

ปรมาณการเกดกาซมเทนไดมากกวาการยอยสลายของวตถดบเพยงชนดเดยว [5-6] อกทงการหมก

ยอยรวมยงชวยปรบปรมาณธาตอาหาร อตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน พเอช สารพษและสารยบย ง

ตางๆใหเหมาะสมตอกระบวนการยอยสลายแบบไรอากาศ [7-8] สาหรบชวมวลประเภทหญา การ

หมกรวมกบวตถดบทมไนโตรเจนสง เชนมลสตวจะชวยปรบคาอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนให

อยในชวงทเหมาะสม อกทงยงชวยเพมปรมาณกาซชวภาพทผลตไดอกดวย [9] โดยถงปฏกรณท

เหมาะสมกบการผลตกาซชวภาพจากชวมวลประเภทหญา คอ ถงปฎกรณแบบกวนสมบรณ (CSTR)

ซงเปนระบบทงายตอการออกแบบและการเดนระบบ อกทงยงมประสทธภาพในการกวน ไมทาให

เกดปญหาการอดตนในชนตะกอน [10]

การผลตกาซชวภาพจากหญาสวนใหญจะใชถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ [11-13] โดย

ระยะเวลาในการกวนผสมกบคาความเขมขนของของแขงทปอนเขาสระบบเปนพารามเตอรสาคญท

ใชในการเดนระบบและนาจะมความสมพนธตอกน Kaparaju et al. [14] ศกษาผลของการกวนผสมใน

ถงหมกไรออกซเจนแบบเทจากมลสตว โดยศกษารปแบบการกวน 3 อยางคอ การกวนอยางตอเนอง

)ควบคม ( , การกวนนอย )กวนเปนเวลา 10 นาทกอนทจะมการปอนของเสย (และการกวนเปนระยะ

)กวนตอเนองและหยดกวนเปนเวลา 2 ชวโมงกอนทจะมการปอนของเสย (พบวาปรมาณกาซมเทน

ของการกวนนอยและการกวนเปนระยะไดปรมาณกาซมเทนเพมขน 12.5% และ 1.3 % ตามลาดบ เมอ

เปรยบเทยบกบการกวนผสมอยางตอเนอง อยางไรกตามจากขอมลของงานวจยยงไมพบการศกษา

อยางเปนระบบของผลของระยะเวลาในการกวนผสมและคาความเขมขนของแขงทงหมดทปอนเขาส

ระบบตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจากชวมวลประเภทหญา ดงน นงานวจยนจงม

จดมงหมายเพอศกษาถงผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดท

ปอนเขาระบบโดยใชหญาเนเปยรปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยวตอปรมาณกาซชวภาพทได และจาก

การทบทวนงานวจยยงพบวา มการศกษาถงการผลตกาซชวภาพจากหญาสายพนธตางๆ โดยเฉพาะใน

สายพนธทมมากในตางประเทศ อยางไรกตาม การศกษาถงการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยร ปาก

ชอง 1 ซงเปนสายพนธทไดรบการสนบสนนจากกระทรวงพลงงานของไทยยงมอยอยางจากดและยง

ไมพบงานวจยทศกษาอยางเปนระบบถงผลของการหมกยอยรวมระหวางหญาเนเปยรปากชอง 1 กบ

มลสตว งานวจยนจงมจดมงหมายเพมเตมเพอศกษาผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพ

ในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 โดยใชถงปฏกรณแบบกวนสมบรณในระดบ

หองปฏบตการ

1.2 วตถประสงคของการศกษา 1.2.1 เพอศกษาผลของการเตมมลไกหรอมลโคและการผสมระหวางมลไกและมลโคตอ

ปรมาณกาซชวภาพทผลตไดจากการหมกยอยรวมกบหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 โดยถงปฏกรณแบบ

กวนสมบรณ

2

1.2.2 เพอศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอ

ปรมาณกาซชวภาพทผลตได โดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว โดยถงปฏกรณ

แบบกวนสมบรณ

1.3 ประโยชนทไดรบจากการศกษา 1.3.1 ไดองคประกอบของปรมาณมลไกและ/หรอปรมาณมลโคทเหมาะสมสาหรบการ

หมกยอยรวมกบหญาเนเปยรปากชอง 1 เพอใหไดกาซชวภาพสงสด

1.3.2 สามารถทานายปรมาณกาซชวภาพทผลตไดจากการใชชนดและปรมาณมลสตวท

ตางกนในการหมกยอยรวมกบหญาเนเปยรปากชอง 1

1.3.3 ไดระยะเวลาการกวนผสมและปรมาณของแขงทงหมดทเหมาะสมในการผลตกาซ

ชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1

1.4 ขอบเขตของการวจย 1.4.1 หญาและมลสตวทนามาใชในการวจย มแหลงทมาดงแสดงในตารางท 1.1

1.4.2 ดาเนนการทดลองโดยใชถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ ในระดบหองปฏบตการ

ขนาด 20 ล. ซงใชในการทดลองเพอหาองคประกอบของปรมาณมลไกและ/หรอปรมาณมลโคท

เหมาะสมสาหรบการหมกยอยรวมกบหญาเนเปยรปากชอง 1 เพอใหไดกาซชวภาพสงสดและ ถง

ปฏกรณแบบกวนสมบรณ ในระดบหองปฏบตการขนาด28 ล. ใชในการทดลองเพอหาระยะเวลาการ

กวนผสมและปรมาณของแขงทงหมดทเหมาะสมในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1

โดยถงปฏกรณทาจากอะคลลกใส ตดตงใบกวนทขบเคลอนดวยมอเตอรใหมความเรวรอบ 50 รอบตอ

นาท ทาการทดลองในหองควบคมอณหภม 35(±2) องศาเซลเซยล

1.4.3 ออกแบบการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design เพอหาผลของปจจยหลก

(Main Effect) และผลระหวางปจจย (Interaction Effect) พรอมทาการทดลองทคากลางเพอทดสอบ

ความสมพนธทอาจเปนเสนโคง โดยหากความสมพนธเปนเสนโคง ทาการหาจดทเหมาะสมโดยทา

การทดลองเพมตามทฤษฎ Central Composite Design (CCD)

3

ตารางท 1. 1 แหลงทมาของหญาและมลสตวทนามาใชในการวจย

รายการ แหลงทมา

หญาเนเปยรปากชอง 1 (อาย 45 วน) กลมเกษตรกรผปลกหญา จ.ลาปาง

มลไกไข RPM

บรษทอารพเอมฟารมแอนดฟด จากด อ.สนปาตอง จ.

เชยงใหม โดยเลยงไกไขระบบปดจานวน 25,000 ตว/

โรงเรอน มนาหนกตวไกประมาณ 2.2 กก. ยนกรงแบบ H

เฟรม มการเกบกวาดมลไกดวนระบบสายพานอตโนมต

มลโค บรษทเฟรชมลคฟารมจากด อ.บานโฮง จ.ลาพน โดยมการ

เลยงโคนมจานวน 3,000 ตว

1.4.4 ทาการทดลองเพอหาผลของชนดและปรมาณของมลไก (0 และ 0.41 กก.) และมล

โค (0 และ 1.45 กก.) ตอการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 ทผานการทาหญาหมก 1 กก.

1.4.5ทาการทดลองเพอหาระยะเวลาการกวนและคาความเขมขนของของแขงโดย

กาหนดคาตาและสงของปจจยคอ ระยะเวลาการกวนผสม 5 นาท/ชวโมง และ 45 นาท/ชวโมง และคา

ความเขมขนของแขงทงหมด (%TS) ของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 4% และ 12% พรอมทาการ

ทดลองทคากลาง (ระยะเวลาการกวนผสม 25 นาท/ชวโมง และคาความเขมขนของแขงทงหมด (%

TS) ของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 8%) เพอใหสามารถวเคราะหผลทางสถตได

1.4.6 การทดลองเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ

Full Factorial Design โดยทาการแปรคาระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของแขงทงหมด

(%TS) เพมเตม โดยกาหนดคาระยะเวลาการกวนผสม เทากบ 0 นาท/ชวโมง และ 53 นาท/ชวโมง

และคาความเขมขนของแขงทงหมด (%TS) ของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 2%, 4% และ 14%

1.4.7 การทดลองทา ทภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเชยงใหม

4

บทท 2 ทฤษฎและสรปสาระสาคญจากเอกสารทเกยวของ

2.1 ทฤษฎกาซชวภาพ กาซชวภาพคอกาซทเกดขนตามธรรมชาตจากการยอยสลายสารอนทรยภายใตสภาวะท

ปราศจากออกซเจนกาซชวภาพประกอบดวยกาซหลายชนดสวนใหญเปนกาซมเทน (CH4) ประมาณ

รอยละ 50-70 และกาซคารบอนไดออกไซด (CO2) ประมาณรอยละ 30-50 สวนทเหลอเปนกาซชนด

อนๆเชนไฮโดรเจน (H2) ไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) ออกซเจน (O2) ไนโตรเจน (N2) และไอนา

กาซมเทนบรสทธ นาหนกโมเลกล 16.04 ละลายน าไดเลกนอย ไมมรส ไมมส ไมมกลน กาซ

มเทน 1 ลบ.ม. ทอณหภม 35 องศาเซลเซยส มความหนาแนน 0.6346 กก./ ลบ.ม. ใหคาความรอน

31.79 เมกะจล (50.1 กก.จล/ก. )

กาซชวภาพ ปรมาตร 1 ลบ.ม. ทสภาวะมาตรฐาน (อณหภม 0 องศาเซลเซยส ความดน 1

บรรยากาศ) ใหคาพลงงานความรอน 23.4 เมกะจล (มเทนรอยละ 65) สามารถทดแทนกาซหงตม

(LPG) 0.46 กก. นามนเบนซน 0.67 ล. มนดเซล 0.60 ล. น ามนเตา 0.55 ล. หรอพลงงานไฟฟา 1.2-1.4

กโลวตต/ชม. (ขนอยกบประสทธภาพของเครองกาเนดไฟฟา)

2.1.1 หลกการและกลไกในการบาบดแบบไมใชออกซเจน

กระบวนการบาบดแบบไมใชออกซเจนน เปนกระบวนการบาบดแบบชวภาพในสภาพทไมม

ออกซเจน โดยจลนทรยทมความสามารถใชคารบอนไดออกไซดเปนตวรบอเลคตรอนจะยอยสลาย

สารอนทรย จงทาใหผลผลตสดทายของกระบวนการประกอบดวย มเทนคารบอนไดออกไซด

และกาซอนๆ ซงรวมเรยกวา กาซชวภาพ ซงมปฏกรยาในการยอยสลายสารอนทรย ดงสมการท 1

Organic Matter CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S (1)

กระบวนการนจลนทรยทเกยวของกบการยอยสลายมการเจรญเตบโตคอนขางชาทาใหระบบเรมตน

ไดชาอกทงประสทธภาพของระบบในการบาบดตาจาเปนตองใชระยะเวลาในการกกเกบของเหลว

(Hydraulic Retention Time, HRT) นานขน ระบบจงอาจจะมขนาดใหญขน นอกจากนระบบยงมการ

ปรบตวไมดนกตอการเปลยนแปลงสภาพแวดลอม และในระหวางการกาจดบางครงอาจมกาซ

ไฮโดรเจนซลไฟดเกดขนอกดวย

ทาใหมกลนเหมน ระบบนจงไมเปนทนยมนกในอดต แตมขอไดเปรยบเมอเทยบกบระบบบาบดแบบ

ใชออกซเจนดงน

ในปฏกรยายอยสลายแบบไมใชออกซเจน สารอนทรยทยอยสลายไดประมาณรอยละ 80 -90

จะถกเปลยนรปเปนกาซมเทน และ คารบอนไดออกไซด ซงกาซมเทน นสามารถนามาใชเปนพลงงาน

ในการหงตม ใหแสงสวาง เปนเชอเพลงแทนนามนเตาในการผลตไอนาในหมอไอน าใชกบเครองยนต

ดเซลเพอทดแทนนามนบางสวน ตลอดจนใชในการผลตไฟฟา

- กระบวนการบาบดน าเสยแบบไมใชออกซเจน สารอนทรยทถกยอยสลายนาไปใชในการ

สรางเซลลจลนทรยนอยมาก เมอเทยบกบระบบแบบใชออกซเจนทสารอนทรยประมาณ รอยละ 50

ถกนาไปใชในการสรางเซลลจลนทรย ดงนนการบาบดนาเสยดวยวธแบบไมใชออกซเจนจงลดปญหา

ในการกาจดตะกอนจลนทรยสวนเกนได

- การบาบดน าเสยโดยวธแบบไมใชออกซเจน มความตองการปรมาณอาหารเสรมในรปของ

BOD : N : P เปน 100 :1.1 :0.2 ซงนอยกวาระบบแบบใชออกซเจนทตองการคา BOD: N: P เปน 100

:5 : 1 ทงนเนองจากอตราการเตบโตของแบคทเรยมคาตา

- กระบวนการบาบดแบบไมใชออกซเจนไมตองการออกซเจน เนองจากระบบนใช

คารบอนไดออกไซดเปนตวรบอเลกตรอน ดงนนจงไมจาเปนตองเตมอากาศใหกบระบบ ชวยลด

คาใชจายในการเตมอากาศทจาเปนสาหรบกระบวนการบาบดแบบใชออกซเจนลงไดมาก

- กระบวนการนสามารถยอยสลาย Xenobiotic Compounds เชน Chlorinated Aliphalic

Hydrocarbon ประเภท Trichloroethylene, Trihalomethanes และ Recalcitrant Compounds ประเภท

Lignin สามารถรบนาเสยทมความเขมขนของสารอนทรยสงๆ ได

อยางไรกตามกระบวนการแบบไมใชออกซเจนมขอเสยบางประการคอ

- เปนกระบวนการทใชเวลายอยสลายนานกวากระบวนการแบบใชออกซเจน

- เปนกระบวนการทลมเหลวไดงายโดยสารพษตางๆ

- การเรมตนระบบตองใชเวลานาน

- ในการยอยสลาย Xenobiotic Compounds แบบไมใชออกซเจน โดยกระบวนการCo-

Metabolism ตองการ Primary Substrates ความเขมขนสงๆ

การยอยสลายสารอนทรยแบบไมใชออกซเจน เปนกระบวนการทคอนขางซบซอน แตม

ผสนใจในการนามาใชจานวนมาก เนองจากกาซมเทนทไดในผลผลตสดทายสามารถทจะนามาใชเปน

พลงงานไดเปนอยางด

2.1.2 ขนตอนการยอยสลายสารอนทรยแบบไมใชออกซเจน

กระบวนการยอยสลายสารอนทรยแบบไมใชออกซเจน เกดจากการเปลยนแปลงสารอนทรย

ใหเปน คารบอนไดออกไซด และมเทน ซงเปนผลตภณฑหลกดงสมการท 2

6

CnHaOb + (n-a/4-b/2)H2O (n/2 + a/8 - b/4)CH4 + (n/2 - a/8 + b/4)CO2 (2)

ปฏกรยาชวเคมการยอยสลายสารอนทรยโดยจลนทรยแบบไมใชออกซเจน สามารถแบงเปน

ขนตอนใหญๆ ได 3 ขนตอนดงแสดงในรปท 2.1

รปท 2.1 กระบวนการยอยสลายสารอนทรยแบบไมใชออกซเจน [15]

ขนตอนท 1 กระบวนการไฮโดรไลซส (Hydrolysis)

เปนขนตอนแรกซงสารประกอบเชงซอน (Complex Organic Compound) ทมโมเลกลขนาด

ใหญ เชน โปรตน คารโบไฮเดรตและไขมน จะถกยอยสลายทาใหเปนสารประกอบอนทรยอยางงายๆ

ทมโมเลกลขนาดเลกทละลายน าได เชน น าตาล กรดอะมโน กรดไขมน โดยอาศยปฏกรยาไฮโดรไล

ซส ซงจะถกยอยสลายโดยเอนโซมทปลอยออกมาจากแบคทเรยพวก Hydrolylic Organisms ทาให

แตกตวมขนาดโมเลกลเลกลง ปฏกรยานจะเกดขนไดชาโดยเฉพาะถามไขมนหรอสารทมโมเลกล

ขนาดใหญอยมาก และในขนตอนนยงไมมการลดปรมาณของคาซโอดของนาเสยลง

ขนตอนท 2 กระบวนการสรางกรด (Acidogenesis)

เปนขนตอนเปลยน Hydrolysis Product ใหเปนกรดไขมนและแอลกอฮอลชนดตางๆ ใน

ขนตอนนสารประกอบอนทรยอยางงายทถกสรางขนมาในตอนแรก จะถกใชเปนแหลงคารบอนและ

พลงงานของแบคทเรยพวก Facultative และ Obligate Anaerophs โดยกระบวนการหมก

(Fermentation) ผลของปฏกรยาของกระบวนการหมก มทงอยในรปออกซไดซ และรดวซ ในรป

ออกซไดซ สวนใหญจะเปนกรดทระเหยงาย (Volatile Acid) เชน กรดอะซตก (Acetic Acid) กรดโพ

7

รพโอนค (Propionic Acid) แบคทเรยกลมนเตบโตไดรวดเรวม Minimum Doubing Time ประมาณ 30

นาท สวนผลของปฏกรยาทอยในรปรดวซมอยหลายอยางขนอยกบชนดของแบคทเรยและตวรบ

อเลกตรอน เชน เมทานอล (Methanol) เอทธานอล (Ethanol) โพรพานอล (Propanol) บวทานอล

(Buthanol) หรอ กรดแลคตก (Lactic Acid) เปนตน นอกจากนแบคทเรยจาพวก Acetogenic Bacteria

ยงสามารถสรางกรดอะซตก กรดฟอรมก คารบอนไดออกไซด และกาซไฮโดรเจนไดจากกรดระเหย

งายทมขนาดใหญกวากรดอะซตก หรอผลปฏกรยาทอยในรปรดวซตวอนๆ ทเกดขนในปฏกรยาตอน

แรกการยอยสลายสารอนทรยในขนตอนนสามารถเกดได 2 ทคอ

การยอยสลายภายนอกเซลล

การยอยสลายภายนอกเซลลนจะเกยวของกบแบคทเรยพวก Fermentative Bacteria ซงจะ

ปลอยเอนไซมออกจากเซลล เพอทาปฏกรยาไฮโดรไลซส และลควทแฟรคชน กบสารอนทรยโมเลกล

ใหญ ใหอยในรปทเซลลของแบคทเรยสามารถนาไปใชได ตวอยางเชน โปรตน คารโบไฮเดรต และ

ไขมน จะถกยอยสลายเปนกรดอะมโน กลโคส และกรดไขมนตามลาดบ

การยอยสลายภายในเซลล

สารอนทรยโมเลกลเลกทผานการยอยภายนอกเซลลมาแลว จะถกดดซมเขาสเซลลของ

แบคทเรยเพอทาการยอยสลายภายในเซลล ซงผลสดทายจะไดกรดระเหยงายโมเลกลตา เชน พวก

กรดอะซตก กรดโพรไพโอนกเปนตน ปฏกรยาททาใหเกดกรดเรยกวาแอซโดจนซส (Acidogenesis)

การยอยสลายในขนตอนททาใหเกดกรดน จะไมมการลดภาระสารอนทรยของน าเสย

นอกจากมการสรางไฮโดรเจน เนองจากอเลคตรอนในสารอนทรยจะถกสงใหกบสารอนทรยทยง

เหลออยในน าเสย แตเมอมการสรางไฮโดรเจน อเลคตรอนจะถกสงใหกบไฮโดรเจนไอออน

เปลยนเปนกาซออกจากระบบ ทาใหสภาวะออกซเดชนลดลง ซงเปนการลดภาระสารอนทรย ดง

สมการท 3

2e- + 2H+ H2 (3)

ขนตอนท 3 กระบวนการสรางมเทน (Methanogenesis)

ขนตอนนแบคทเรยทสรางมเทน (Methane Producing Bacteria) จะทาหนาทยอยสลาย

ผลผลตจากการยอยสลายสารอนทรยในขนตอนการยอยสลายภายในเซลล ซงไดแก กรดอนทรย

คารบอนไดออกไซด และอนๆ การยอยสลายในขนตอนนจะเปนการลดภาระสารอนทรยและไดกาซ

มเทนขน

กลไกการยอยสลายในขนตอนน สวนใหญจะมาจากปฏกรยาชวเคมของการยอยสลายกรดอะ

ซตก ดงสมการท 4

8

CH3COOH CH4 + CO2 (4)

นอกจากนย งมกาซมเทนเกดมาจากปฏกรยาชวเคมระหวางกาซไฮโดรเจนกบกาซ

คารบอนไดออกไซด ดงสมการท 5

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O (5)

ในการยอยสลายแบบไมใชออกซเจนน พลงงานทอยในรปสารอนทรยประมาณรอยละ 90จะ

เปลยนไปอยในรปของกาซมเทน หรอประมาณไดวา 1 กก.ซโอดทถกกาจดจะใหกาซมเทน 0.31 -

0.44 ลบ.ม. โดยมสดสวนมเทนในรปกาซชวภาพประมาณรอยละ 60 - 75

2.1.3 จลนทรยทเกยวของในการบาบดแบบไมใชออกซเจน

การยอยสลายสารอนทรยโมเลกลใหญไปเปนสารทมขนาดโมเลกลเลกลง เชน มเทน และ

คารบอนไดออกไซด อาศยการทางานสมพนธกนของแบคทเรย 4 กลม ดงน

1) Hydrolytic Bacteria

แบคทเรยไมใชออกซเจนกลมน ยอยสลายสารอนทรยทมโมเลกลขนาดใหญ เชน

โปรตน เซลลโลส ลกนน และไขมน ไปเปนสารโมเลกลเดยวทละลายน าได เชน กรดอะมโน กรด

ไขมน กลโคส และกลเซอรอล การยอยสลายสารอนทรยเหลานถก catalyzed โดย Extracellular

Enzyme เชน ไลเปส โปรตเอส และเซลลเลส การยอยสลายขนตอนนเปนไปไดชาและมขอจากดใน

การยอยสลายของเสยบางประเภท เชน ของเสยจาพวกเซลลโลส (Cellulolytic Waste) ทมลกนนเปน

องคประกอบ

2) Fermentative Acidogenic Bacteria

Acidogenic หรอ Acid Forming Bacteria ยอยสลายน าตาล กรดอะมโน และกรด

ไขมนไปเปนกรดอนทรย อะซเตท กาซคารบอนไดออกไซด และกาซไฮโดรเจน อะซเตทเปน

ผลตภณฑหลกของการยอยสลายคารโบไฮเดรต รปแบบของผลตภณฑเปลยนแปลงตามชนดของ

แบคทเรยและสภาวะทเชอเจรญ เชน อณหภม พเอช และ Redox Potential

3) Acetogenic Bacteria หรอ Acetate-H2 Producing Bacteria

แบคทเรยกลมนยอยสลายกรดอนทรยระเหยงายและแอลกอฮอล ไดผลตภณฑ

เปนอะซเตท กาซไฮโดรเจน และกาซคารบอนไดออกไซด แบคทเรยกลมนตองการสภาวะทมความ

ดนยอยของไฮโดรเจน (H2 Partial Pressure) ตาในการยอยสลายกรดอนทรยระเหยงาย แตทภายใต

สภาวะทมความดนยอยของไฮโดรเจนสงทาใหการเกดอะซเตทลดลง และสารตงตนจะถกเปลยนไป

9

เปนกรดโพรไพโอนก บวทรก และเอทานอลมากกวามเทน ทาใหระบบมการสะสมของกรดอนทรย

มากขน คาพเอชของระบบลดลง เกดสภาวะไมเหมาะสมตอการทางานของ Methanogens แตในทาง

กลบกน Acetogenic Bacteria และ Methanogens มความสมพนธแบบพงพาอาศยกน (Symbiosis

Relationship) Methanogens ทาหนาทดงไฮโดรเจนทเกดขนไปใช ทาใหมคาความดนยอยของ

ไฮโดรเจนตาเหมาะสมตอการทางานของ Acetogenic Bacteria

การยอยสลาย เอทานอล โพรไพโอนก และบวทรก ไดเปนกรดอะซตกโดย Acetogenic

Bacteria ดงสมการท 6, 7 และ 8

CH3CH2OH + CO2 CH3COOH + 2H2 (6)

CH3CH2COOH + 2H2O + CO2 + 3H2 CH3COOH (7)

CH3CH2 CH2COOH + 2H2O + 2H2 2CH3COOH (8)

Acetogenic Bacteria เจรญเตบโตไดเรวกวา Methanogenic Bacteria มาก โดย Acetogenic Bacteria ม

µmaxประมาณ 1 hr-1 ขณะท Methanogenic Bacteria ม µmaxประมาณ 0.04 hr-1

ง) Methanogenic Bacteria

การยอยสลายสารอนทรยแบบไมใชออกซเจนทเกดขนตามธรรมชาต ทาใหเกดมเทนเกดขน

500-800 ลานตนตอป ทถกปลอยสบรรยากาศ Methanogenic Bacteria ทเกดในธรรมชาตพบในชน

ตะกอนของแมน าลาคลอง หรอในกระเพาะของสตวเคยวเออง แบคทเรยกลมนมทงทเปนแกรมบวก

และแกรมลบ ขนกบชนดของ Cell Envelop ของแบคทเรย ในแบคทเรยชนดแกรมบวกม

Psudomurein, Methanochondroitin และ Heteropolysaccharide สวนเซลลแบคทเรยชนดแกรมลบม

ชนผวเปนไกลโคโปรตน มรปรางหลายรปแบบเชน Spherical Lobed Spiral Plate หรอ Rod

เจรญเตบโตไดชา ระยะเวลาทใชในการเพมจานวนเปน 2 เทา อยในชวงตงแต 3 วน (ท 35องศา

เซลเซยส ) ถง 50 วน (ท 10 องศาเซลเซยส)

4) Methanogenic Bacteria แบงเปน 2 กลมคอ

- Hydrogenotrophic Methanogens หรอ Hydrogen Utilizing

Chemolithotrophs เปลยนไฮโดรเจนและคารบอนไดออกไซดไปเปนมเทน ดงสมการท 9

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O (9)

Methanogens กลมนมบทบาทสาคญ โดยชวยคงสภาวะของระบบใหมระดบความดนยอย

ของไฮโดรเจนตา ซงจาเปนสาหรบการเปลยนกรดอนทรยและแอลกอฮอลไปเปนอะซเตท

- Acetotrophic Methanogens หรอ Acetate Splitting Bacteria ซงจะ

เปลยนอะซเตทไปเปนมเทนและคารบอนไดออกไซด ดงสมการท 10

CH3COOH CH4 + CO2 (10)

10

Methanogens กลมนแบงเปน 2 พวกใหญๆ คอ Methanosarcina sp. และ Methanothrix sp.

การยอยสลาย Lignocellulosic waste ในชวง Thermophillic (58องศาเซลเซยส) พบวาใน 4 เดอนแรก

Methanosarcina sp.เปน Acetotrophic Bacteria หลกทพบมากในถงปฏกรณตอมา Mehanosarcina sp.

(µmax = 0.3 ตอวน ; Ks = 200 มก./ล. ) ถกแทนทโดย Methanothrix sp. (µmax0.1 ตอวน ; Ks = 30มก./

ล.) ซงสมมตฐานไดวาเปนผลเนองจาก Methanothrix sp.มคา Ksของอะซเตทตากวา ประมาณ 2 ใน 3

ของมเทนทเกดขนในถงปฏกรณ เกดจากการเปลยนอะซเตทโดย Acetotrophic Methanogens และ 1

ใน 3 เปนผลของปฏกรยาระหวางคารบอนไดออกไซดและไฮโดรเจนโดย Hydrogenotrophic

Methanogens

2.1.4 ปจจยทมผลตอการยอยสลายแบบไมใชออกซเจน

ในระบบบาบดแบบไมใชออกซเจนนอกจากการทน าเสยในถงปฏกรยาตองไมมออกซเจนอย

เลย เนองจากออกซเจนเปนอนตรายตอแบคทเรยสรางมเทน ปจจยทมผลตอระบบสามารถจาแนก

ออกเปน 2 ลกษณะ ไดแก ปจจยทางดานสภาพแวดลอม ซงไดแก คาพเอช อณหภม ความเปนดาง

สารพษ สารยบย งและลกษณะของของเสย กบปจจยทเกยวของในการเดนระบบ ไดแก การกวน เวลา

กกเกบ และอตราภาระบรรทกสารอนทรย

1) คาพเอช

แบคทเรยทสรางมเทน จะมความไวตอคาพเอชมากทสด โดยขนตอนการเกดกาซ

ชวภาพ จะเกดขนไดดทพเอช 6.5-7.2 คาพเอชทเหมาะสมเทากบ 7.0 [16] ประสทธภาพของระบบจะ

ลดลงอยางรวดเรวเมอพเอชตากวา 6.2 ในขณะทแบคทเรยชนดทสรางกรด สามารถอาศยอยในสภาพ

ทมคาพเอช 5.0-8.0 และยงสามารถทางานไดทพเอช 6.0-6.5 นอกจากน คาพเอชยงสงผลทางออมตอ

แบคทเรยทผลตมเทน โดยมคาพเอชจะสงผลตอรปอออน ของสารตางๆ เชน Volatile Fatty Acid,

แอมโมเนย (NH3) และไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) ซงจะมความเปนพษตอแบคทเรยแตกตางกน

อยางไรกตามในการออกแบบบางครงไดแยกขนตอนการสรางกรดและการสรางมเทนออกจากกน

เพอทจะทาใหสามารถยอยสลายน าเสยทมองคประกอบของเซลลโลสหรอสวนทมองคประกอบเปน

ไฟเบอรบางสวนกอน เชนการหมกขยะอนทรยเปนตน

2) สภาพความเปนกรด (Acidity) และความเปนดาง (Alkalinity) ของระบบ

สภาพความกรดและความเปนดางเปนพารามเตอรทสาคญมากตอการทางานของ

แบคทเรยในกระบวนการหมกแบบไมใชออกซเจน ซงตองอาศยแบคทเรยสองพวกทางานรวมกน

อยางตอเนอง ถาระบบมปรมาณกรดอนทรยระเหยงาย 8,000-10,000 มก./ล.ในรปของกรดอะซตกจะ

เปนพษตอระบบถงหมกโดยตรง ดงนนในการรกษาสมดลของระบบ ปรมาณการสรางกรดจะตอง

เทากนกบอตราการใชไปเพอสรางมเทน แตถามการสรางกรดไขมนระเหยงายมากเกนไป จะสงผลให

พเอชของระบบตา เกดการยบย งการทางานของแบคทเรยสรางมเทน ดงนนปญหาทมกเกดขนใน

11

ระบบบาบดแบบไมใชออกซเจนคอ การสะสมของกรดไขมนระเหยงาย ซงจะทาใหพเอชลดลงถา

ระบบไมมสภาพบฟเฟอรเพยงพอ

สภาพความเปนดางในถงหมกแบบไมใชออกซเจน สวนใหญจะอยในรปของไบคารบอเนต

ทาหนาทเปนบฟเฟอรใหแกระบบ โดยจะมหนาทในการสะเทนคารบอนไดออกไซดและกรดไขมน

ระเหยงายในระบบเพอใหพเอชเปนกลาง ดงนนสภาพความเปนดางนอยทสดทจะปองกนไมใหเกด

การเปลยนแปลงของคาพเอชจะเทากบปรมาณดางไบคารบอเนตทใชในการสะเทนกรดคารบอ

นครวมกบปรมาณดางไบคารบอเนตเพอใชในการสะเทนกรดไขมนระเหยงาย

สาหรบปรมาณดางทตองการเพอใชในการสะเทนกรดคารบอนคจะขนอยกบความสามารถ

ในการละลายของกาซคารบอนไดออกไซดในน า ซงความสามารถในการละลายจะสอดคลองกบ

ความดนแยกสวน (Partial Pressure) ของคารบอนไดออกไซด ซงหากถงปฏกรยามการระบายกาซทด

การสะสมของคารบอนไดออกไซดในระบบไมมาก ยอมทาใหความตองการดางเพอสะเทนกรดคาร

บอนคมคาไมสงนกหรอคาไมเปลยนแปลงมาก สวนปรมาณดางเพอใชในการสะเทนกรดไขมนระเหย

งายจะมคาเทากบปรมาณกรดไขมนระเหยงายเนองจากจานวนโมลทเขาทาปฏกรยาของกรดไขมน

ระเหยงายและดางไบคารบอเนตเปนแบบ 1 ตอ 1

ในบางครงการหาปรมาณดางทตองการจากปรมาณกรดระเหยงายและกรดคารบอนคในน า

อาจทาใหการควบคมระบบทาไดลาชา แกไขปญหาไดไมทนทวงท ดงนนอาจประเมนปรมาณดางท

ตองเตมจากสดสวนระหวางปรมาณกรดไขมนระเหยงายและปรมาณดางทมอยในระบบ โดยถา

อตราสวนของกรดไขมนระเหยงายตอสภาพความเปนดางในรปของไบคารบอเนต (VFA/Alk) มคา

นอยกวา 0.4 แสดงวาระบบมกาลงบฟเฟอรสง หากอตราสวนดงกลาวมคาสงกวา 0.8 แสดงวากาลง

บฟเฟอรของระบบมคาตามาก พเอชสามารถทจะลดลงไดอยางรวดเรว นอกจากจะเปรยบเทยบในรป

ของกรดไขมนระเหยงายกบความเปนดาง การควบคมปรมาณบฟเฟอรในระบบอาจจะวดในรปความ

เปนดางกบซโอด โดยสดสวนระหวางความเปนดางกบซโอดน าเขา (Alk/COD) ไมควรตากวา 0.4 แต

การวดในรปของสดสวนดงกลาวไมคอยไดรบความนยมเทากบกบในรปแบบแรก สภาพความเปน

ดางภายในระบบหมกแบบไมใชออกซเจนมาไดจากหลายแหลง ตวอยางของสภาพความเปนดางทได

อาจจะมาจากเกลอของแอมโมเนย เชนแอมโมเนยมไบคารบอเนต (NH4HCO3) และแอมโมเนยอะซ

เตท (CH3COONH4) ดงสมการท 11 ซงกลไกดงกลาวสามารถเกดขนไดเอง เนองจาก Alanine และ

Glycine จะมอยในนาเสยทมโปรตนผสมอย

CH3 – CH – COOH + 2CH2 COOH + 5H2 O 3CH4 + CO2 + NH4 HCO3 (11)

NH2 NH2

Alanine Glycine Bicarbonate Alkalinity

12

Methane formers

intermediate

และถากระบวนการยอยสลายแบบไมใชออกซเจนเปนไปอยางสมบรณ แอมโมเนย ไบ

คารบอเนตจะเปนตวควบคมการเปลยนแปลงของพเอชโดยจะทาหนาทเปนตวบฟเฟอรซงจะลดสภาพ

ความเปนกรดลงเนองจากกรดอนทรยระเหยงายดงสมการท 12, 13 และ 14

C6 H12 O6 3CH3 COOH (12)

3CH3 COOH + 3NH4 HCO3 3CH3COONH4 + 3H2 + 3CO23CH3 (13)

COONH4 + 3H2 O 3CH4 + 3NH4 HCO3 (14)

จากสมการถาน าทงมปรมาณของไนโตรเจนอยางเพยงพอและมการยอยสลายสารอนทรยอย

อยางสมบรณแลวจะไดแอมโมเนยมไบคารบอเนต ซงจะเปนบฟเฟอรททาปฏกรยากบกรดอนทรย

ระเหยงายทเกดจากแบคทเรยททาใหเกดกรด และจะไดแอมโมเนยมอะซเตท (CH3COONH4) ซง

แอมโมเนยมอะซเตทนจะถกยอยสลายโดยแบคทเรยททาใหเกดกาซมเทน ใหกลายเปนมเทนตอไป

โดยจะไดแอมโมเนยมไบคารบอเนตกลบคนมา

แตถาปรมาณของไบคารบอเนตบฟเฟอรไมเพยงพอทจะทาปฏกรยากบกรดอนทรยระเหยงาย

แลว จะทาใหไดกรดอนทรยระเหยงายมปรมาณเพมมากขน ทาใหพเอชตาลงจนกระทงแบคเรยททา

ใหเกดกาซมเทนไมสามารถยอยสลายแอมโมเนยมอะซเตทได นอกจากนการเปลยนแปลงพเอชยง

ขนอยกบปรมาณกาซคารบอนไดออกไซดทเกดขนในปฏกรยาการยอยสลายแบบไมใชออกซเจนอก

ดวย โดย McCarty (1964) ไดหาความสมพนธระหวางพเอชและปรมาณไบคารบอเนตทเหมาะสม

พบวาความเปนดางไมควรตากวา 1,000 มก./ล. ในรปของ CaCO3เพอปองกนไมใชพเอชตาลงจนเปน

อนตรายตอแบคทเรยในระบบ

3) อณหภม

ชวงอณหภมทเหมาะสมสาหรบการเจรญเตบโตของแบคทเรยแบบไมใชออกซเจน

สามารถแบงออกไดเปน 3 ชวง คอ

3.1) ชวงเทอรโมฟลก (Thermophilic) จะมอณหภมประมาณ 50-65 องศา

เซลเซยส โดยเรยกแบคทเรยททางานในชวงอณหภมนวา Thermophilic Bacteria

3.2) ชวงมโซฟลก (Mesophilic) จะมอณหภมประมาณ 20-45 องศา

เซลเซยสโดยเรยกแบคทเรยททางานในชวงนวา Mesophilic Bacteria

3.3) ชวงไซโครฟลก (Psychorophilic) จะมอณหภมประมาณ 5-15 องศา

เซลเซยสโดยเรยกแบคทเรยททางานในชวงนวา Psychrophilic Bacteria

สาหรบกระบวนการผลตกาซชวภาพชวงการทางานของแบคทเรยจะอยในชวงม

โซฟลกและเทอรโมฟลก โดยในชวงเทอรโมฟลกการบาบดน าเสยแบบไมใชออกซเจนจะมอตราการ

Acid

13

ยอยสลายสารอนทรยไดรวดเรวกวาชวงมโซฟลก ทงในแงของการสลายสารอนทรยและการผลตกาซ

ชวภาพ โดยสามารถทาการยอยสลายสารอนทรยไดเรวกวาชวงมโซฟลกประมาณรอยละ 20-50

ดงนนสาหรบในตางประเทศทอยในเขตหนาวจงจาเปนตองเพมอณหภมใหกบน าทง แตสาหรบ

ประเทศไทยนนระบบบาบดจะทางานอยในชวงมโซฟลกไดเองโดยไมตองใชความรอนชวย แมวา

ประสทธภาพของระบบในชวงมโซฟลกจะดอยกวาแตเมอเปรยบเทยบในเรองของคาใชจายจะพบวา

คาใชจายในการทาความรอนจะแพงมาก ทาใหไมนยมทจะออกแบบระบบบาบดใหอยในชวงเทอร

โมฟลก

เนองจากแบคทเรยจะมความไวตอการเปลยนแปลงอณหภม การลดหรอเพมอณหภมเพยง 2 -

3 องศาเซลเซยสจะมผลตอการเปลยนแปลงของกาซมเทนอยางมาก ดงนนการรกษาอณหภมให

สมาเสมอ จงมความสาคญมากกวาจะใหมอณหภมทมอตราการยอยสลายสงสด ในการออกแบบ

ระบบจงควรมการปองกนไมใหอณหภมของระบบมการเปลยนแปลงมาก

วตสา (2546) ไดศกษาผลของการใชความรอนจากการเผากาซชวภาพโดยตรง และความรอน

ทงจากเครองยนตผลตไฟฟา ในการเพมอณหภมใหแกบอหมกในระบบกาซชวภาพขนาด 1,000 2,000

และ 5,000 ลบ.ม. พบวาใชเวลาในการใหความรอนประมาณ 15-20 วน เพอใหอณหภมคงท ซงการใช

ความรอนจากการเผากาซชวภาพโดยตรงจะเพมอณหภมได 40-43 องศาเซลเซยสสวนการใชความ

รอนทงจากเครองยนตผลตไฟฟาอยางเดยวจะเพมอณหภมได 37-38 องศาเซลเซยสและกรณทใชความ

รอนทงสองรวมกนจะเพมอณหภมได 38-43 องศาเซลเซยสตามลาดบ การเพมอณหภมของบอหมกทา

ใหอตราการยอยสลายเกดไดเรวขน ปรมาณกาซสงตอวนเพมขน และสามารถรองรบน าเสยไดเพม

มากขนดวย สงผลใหสามารถเลยงสกรไดมากขน โดยการใชความรอนจากการเผากาซชวภาพโดยตรง

จะทาใหสามารถเลยงสกรไดเพมขนรอยละ 10-27 การใชความรอนทงจากเครองยนตผลตไฟฟาอยาง

เดยวจะเลยงสกรไดเพมขนรอยละ 5-10 และการใชความรอนรวมจะเพมไดรอยละ 2-5

4) สารพษและสารยบยงปฏกรยา

นาเสยทจะบาบดดวยกรรมวธทางชววทยาไมควรมสารทเปนพษอย ซงสารทเปนพษ

อาจอยไดท งในรปของสารอนทรยหรออนนทรย ท งนผลของสารพษอาจจะมตงแตพษโดยตรง

(Toxic) ไปถงแคเพยงยบย ง (Inhibit) การทางานของแบคทเรย โดยเฉพาะอยางยงผลของสารพษทม

ตอแบคทเรยทสรางมเทน เนองจากแบคทเรยสรางกาซมเทนจะมความไวตอสงทมารบกวน ความ

รนแรงของพษหรอการยบย งจะเปนสดสวนโดยตรงกบความเขมขนของสารนนๆ อยางไรกตามใน

บางกรณสารเหลานนกอาจกระตนการทางานของแบคทเรยใหมประสทธภาพมากขนไดหากมความ

เขมขนทพอเหมาะ สารทเปนพษหรอยบย งการทางานของแบคทเรยในระบบบาบดน าทงทางชววทยา

แบบไมใชออกซเจนแบงออกไดเปนกลมๆ ดงตอไปน

พษของอออนบวก

14

อออนบวกทเปนพษตอแบคทเรยในระบบบาบดแบบไมใชออกซเจนไดแก โซเดยม

(Na+) โพแทสเซยม (K+) แมกนเซยม (Mg2+) และแคลเซยม (Ca2+) ซงธาตเหลานโดยปกตในระดบ

ความเขมขนทพอเหมาะจะเปนธาตทมประโยชนตอแบคทเรย แตถามมากเกนความจาเปนจะเกดเปน

พษตอแบคทเรยได ปกตอออนบวกทมวาเลนซสงจะมความเปนพษมากกวาอออนบวกทมวาเลนซตา

พษของอออนสามารถลดความเปนพษลงได (Antagonism) เมออยรวมกบธาตอนๆ

ในปรมาณทเหมาะสม เชน พษของ Na+มความเขมขน 3,500 มก./ล. สามารถทาใหลดลงได ถาม Mg2+

และ Ca2+ ทมความเขมขนเหมาะสมอยระหวาง 50-1,000 มก./ล. แตในทางตรงกนขามอออนบางชนด

จะไปเพมความเปนพษใหมากขนเมออยรวมกน (Synergism) โดยการลดหรอเพมความเปนพษของอ

ออนแตละชนด

พษของโลหะหนก

ไดแก แมงกานส (Mn), สงกะส (Zn), แคดเมยม (Cd), นเกล (Ni), โคบอลท (Co),

ทองแดง (Cu) และโครเมยม (Cr) ซงจะอยในน าทงในรปของอออน ทงนโลหะหนกทมกพบ โดย

ทองแดง (Cu2+) จะมผลตอระบบผลตกาซชวภาพมากทสด ทงนคาความเปนพษของสารประกอบ

โลหะหรออออนโลหะหนกจะขนอยกบระดบพลงศกยทางไฟฟา คาพเอชและ Ionic Strength ของ

ระบบ เนองจากโลหะหนกแตละชนดสามารถทจะรวมตวเปนสารประกอบเชงซอนกบแอมโมเนย

คารบอเนต ซลไฟด และฟอสเฟตได ดงนนจงเปนการยากในการประเมนความเปนพษของโลหะหนก

แตละชนด อยางไรกตามแมวาโลหะหนกจะเปนพษตอแบคทเรยในระบบไมใชออกซเจนแตโลหะ

หนกบางประเภทยงมความจาเปนสาหรบแบคทเรย แมจะในปรมาณเพยงเลกนอยกตาม ยกตวอยาง

เชนนกเกลหรอโคบอลตเปนตน

ความเปนพษของโลหะหนกสามารถลดลงได ถาน าเสยมปรมาณของซลไฟด

พอเหมาะเพราะวาซลไฟดสามารถรวมกบโลหะหนกเปนเกลอของโลหะหนกซงไมละลายน า ยกเวน

โครเมยมเนองจากโครเมยมทมประจบวกหก (Cr6+) จะถกรดวซใหเปนโครเมยมทมประจบวกสาม

(Cr3+) ซงในพเอชทวไปของระบบถงหมกแบบไมใชออกซเจนโครเมยมจะไมละลายน าจงไม

กอใหเกดความเปนพษ ในการใชซลไฟดในการลดความเปนพษของโลหะหนกโดยปกตจะใชซลไฟด

0.5 มก. ในการตกตะกอนโลหะหนก 1.0 3 5มก . แตการเตมซลไฟดอาจกอใหเกดปญหาตอระบบ

เนองจากตวซลไฟดเอง สาหรบการควบคมไมใหเกดพษเนองจากการเตมซลไฟดลงไปมากเกนไป

อาจทาไดสองวธดวยกน โดยวธแรกใหทาการวเคราะหปรมาณไฮโดรเจนซลไฟดในกาซชวภาพอยาง

ตอเนองและทาการหยดเตมซลไฟดทนทเมอตรวจพบกาซไฮโดรเจนซลไฟด หรอใชอเลคโทรดแบบ

Silver-Silver Sulfide วดปรมาณของซลไฟดทละลายอยในนา โดยจะวดออกมาในรปของ pS

15

พษของกรดไขมนระเหย

กรดไขมนระเหยถาถกสรางขนมามากเกนไป เชน ในสภาวะทมสารอนทรย หรอ

อาหารเขามามากแบคทเรยจะผลตกรดไขมนระเหยออกมามาก หากวาระบบมกาลงของบฟเฟอรไม

เพยงพอจะทาใหคาพเอชของระบบลดลงสงผลตอการทางานของแบคทเรยชนดผลตมเทนได แตถา

ระบบมกาลงบฟเฟอรทดทสามารถรกษาพเอชใหเปนกลางไดจะพบวาแมกรดไขมนระเหยงายม

ปรมาณมากกจะไมเกดความเปนพษตอแบคทเรย

5) การกวน (Mixing)

การกวนเปนการทาใหสวนผสมทอยในระบบมการกระจายตวอยางทวถง ทาให

ระบบมการยอยสลายไดอยางตอเนอง นอกจากนการกวนยงชวยปองกนมใหมการแยกชนของของเสย

ซงการแยกชนของของเสยจะสรางปญหาใหกบระบบ โดยสลดจลอยดานบนสดซงมการสะสมตวของ

ของเสยทมความหนาแนนตา การสะสมตวของชนสลดจลอยจะลดประสทธภาพในการสรางกาซและ

เปลยนรปสารอนทรยในระบบ ในทางปฏบตสามารถลดปญหาการเกดชนสลดจลอยไดโดยการเพม

การกวนใหแกระบบ หากระบบมความเขมขนของแขงตา และมสดสวนของสารทมเสนใยอยไมมาก

กสามารถใชการหมนเวยนของเหลว หรอกาซในถงหมกมากวนสวนผสมในระบบได ทงนหากระบบ

มแนวโนมการสะสมตวของสลดจลอยคอนขางสง กจาเปนตองใชการกวนโดยใชเครองมอทางกล

เชน ใบพด หรอการหมนถงหมกรอบแกนหมน เปนตน

6) เวลากกเกบ (Retention Time)

เวลากกเกบในระบบของการหมกแบบไมใชออกซเจนมความหมายถง เวลากกเกบ

จลชพ (Solid Retention Time, SRT) หรอเวลากกเกบน า (Hydraulic Retention Time, HRT) อยในถง

หมกจนกระทงออกมาจากระบบ ซงการควบคมระบบมกเลอกใชคาเวลาการกกเกบคาใดคาหนง การ

ควบคมคาเวลากกเกบในการเดนระบบมความสาคญคอ ถาเวลาเกบกกยาวนานเกนไป กจะทาให

สนเปลองเนองจากตองใชถงหมกขนาดใหญเกนความจาเปน นอกจากนเวลากกเกบขนกบความยาก

งายในการยอยสลายของสารอนทรย หากสารอนทรยยอยสลายยากเวลากกเกบทนานขนจะชวยใหเกด

การยอยสลายไดมากขน ในทางตรงกนขามหากใชเวลากกเกบสนเกนไป แบคทเรยกจะเจรญเตบโตไม

ทน เกดการชะแบคทเรยออก ซงจะสงผลใหประสทธภาพในการทางานของระบบลดลง ดงนนการ

ควบคมเวลาเกบกกทเหมาะสมจะทาใหแบคทเรยทอยในระบบมปรมาณคงท ระยะเวลาเกบกกเปน

คาทขนอยกบปจจยสภาพแวดลอมภายในระบบและลกษณะของของเสยทปอนเขาสระบบ รวมไปถง

ชนดของแบคทเรยในระบบเปนสาคญ

7) อตราภาระบรรทกสารอนทรย (Organic Loading Rate, OLR)

อตราภาระบรรทกสารอนทรย เปนปจจยในการดาเนนการอยางหนงทจะมผลตอ

ประสทธภาพการยอยสลายสารอนทรยภายในระบบ ทงนเนองจากการเปลยนสารอนทรยในระบบให

16

กลายเปนกาซมเทนนน ความเขมขนของแบคทเรยตองมอยอยางพอเหมาะกบปรมาณสารอนทรยใน

ชวงเวลาหนง จงจะทาใหการยอยสลายสารอนทรยเปนไปอยางมประสทธภาพ หากมการปอน

สารอนทรยเขาระบบมากเกนไปจะทาใหการยอยสลายสารอนทรยลดลง เนองจากแบคทเรยบางสวน

ถกทาลายไปเพราะสภาพทไมสมดล ในทางตรงกนขามหากปอนสารอนทรยเขาระบบนอยเกนไปจะ

ทาใหมการใชถงหมกอยางไมเตมประสทธภาพทไดทาใหไมคมคาในการลงทน อยางไรกตามคาของ

อตราภาระบรรทกสารอนทรยจะแตกตางไปตามธรรมชาตและชนดของนาเสย

2.2 หลกการทางานของระบบเอเอสบอาร ระบบเอเอสบอาร เปนกระบวนการบาบดนาเสยทางชวภาพแบบไมใชออกซเจน โดยขนตอน

การทาปฏกรยา และตกตะกอนเกดขนในถงปฏกรยาใบเดยว เหมอนกบระบบเอสบอาร(Sequencing

Batch Reactor) แตกตางกนตรงทระบบเอสบอารเปนระบบแบบใชออกซเจนระบบ เอเอสบอาร

พฒนาขนโดยอาศยหลกการในการสรางเมดตะกอนทสามารถตกตะกอนไดดเหมอนทเกดในระบบย

เอเอสบ [17] กระบวนการทางานประกอบดวย 4 ขนตอน ดงแสดงในรปท 2.2 คอ

ก. เตมนาเสยเขาระบบ (Fill)

ข. ทาปฏกรยา (Mixing)

ค. ตกตะกอน (Settle)

ง. ดงนาออก/ระบายนาทผานการบาบดแลว (Draw)

โดยเวลาทงหมดสาหรบ 1 วฏจกรของระบบเอเอสบอาร จะนบจากเวลาทเรมขนตอน Fill ไป

จนถงกระทงสนสดกระบวนการ Draw แบคทเรยในถงเอเอสบอารจะอยในถงจนกวาจะมการระบาย

บางสวนทงไปหรอมจลนทรยหลดออกไปพรอมกบน าทระบายออก ความถและปรมาณการระบาย

แบคทเรยทงขนอยกบปรมาณสารอนทรยในน าเสยทเตมลงไปในระบบและอายสลดจเฉลย (SRT)

ระบบทไดรบสารอนทรยมากและผลตแบคทเรยมากกตองระบายแบคทเรยทงมาก จนอาจตองระบาย

ทงทกวงจรการทางาน แตระบบทไดรบสารอนทรยต า ผลตแบคทเรยไดนอย ไมจาเปนตองมความถ

ในการระบายทงเทากบระบบทไดรบสารอนทรยสง

สวนระบบการกวนผสมในถงพบวาอาจไมจาเปนตองมการกวนผสมตลอดเวลา โดยการกวน

แบบเปนชวงๆ ไมกนาทในแตละชวโมงเพอใหจลชพผสมกบตะกอน สามารถใหประสทธภาพในการ

บาบด และปรมาณกาซชวภาพทเกดขนเทยบเทากบการกวนตลอดเวลา [18] อยางไรกตามในงานวจย

ของ Sung and Dague. (1995) ใชน าเสยสงเคราะหในการทดลองซงมลกษณะสมบตตางจากชวมวล

โดยเฉพาะปรมาณของแขงในสารปอนถงปฏกรณ ทงน ความยดหยนของระบบเอเอสบอาร อธบายใน

การทดลองระดบหองปฏบตการโดย Banik and Dague (1996) [19] ทอณหภมในชวง 5-25 องศา

เซลเซยสในการบาบดนาเสยสงเคราะหทใชนมผงขาดมนเนยเปนสารอนทรยหลก โดยมความเขมขน

17

สารอนทรยในรปซโอด 600 มก./ล. และคาการกกเกบ 6-24 ชวโมงพบวาระบบมประสทธภาพในการ

กาจดสารอนทรยในรปซโอดไดในชวงรอยละ 92-98 ทอณหภม 25 องศาเซลเซยส(อตราภาระบรรทก

สารอนทรย 1.2-2.4 กก.ซโอด/ลบ.ม. วน) และยงคงรกษาประสทธภาพไดสงถงรอยละ 75-85 เมอใช

อณหภมเทากบ 5 องศาเซลเซยส (อตราบรรทกสารอนทรย 0.9-2.4 กก.ซโอด/ลบ.ม. วน)

รปท 2.2 กระบวนการทางานของระบบเอเอสบอาร [20]

ในชวงปลายของการทาปฏกรยาในถงเอเอสบอารอตราการบาบดสารอนทรย และอตราการ

เกดกาซจะเกดในอตราทตาซงเปนขอดสาหรบการตกตะกอน หลงจากจบชวงทาปฏกรยาทเหมาะสม

แลวเมดตะกอนจะมความหนาแนนเพยงพอตอการแยกตวออกจากน าเสย วฏจกรของกระบวนการเอ

เอสบอารอยในชวง 6-24 ชวโมง และอายตะกอนจะอยในชวง 50-200 วน และความเขมขนของ

ของแขงทงหมดในน าออก อยในชวง 50-100 มก./ล. แตถาทอณหภมตาลงจะสงผลใหความเขมขน

ของของแขงทงหมดในนาออกมปรมาณทสงขน

2.3 หญาเนเปยรพนธปากชอง 1 ชอพนธ (ไทย) ปากชอง 1 (องกฤษ) Pak Chong 1

ชอวทยาศาสตร Pennisetum purpureum x Pennisetum americanum

ลกษณะพนธ0 เปนหญาขามป ลาตนมลกษณะตงตรงสง 2.5- 3.5 เมตร และเมอออกดอกมความ

สงถงปลายชอดอก 3.5- 4.5 เมตร เปนหญาเนเปยรทนาเขาจากไตหวน แลวนาไป

ปลกคดเลอกทดสอบทศนยวจยและพฒนาอาหารสตวนครราชสมา

ผลผลต0 ใหผลผลตน าหนกสด 12-15 ตนตอไรตอรอบการตดทก 60 วน หรอผลผลต

นาหนกแหง 2-2.5 ตนตอไรตอรอบ

คณคาอาหาร มโปรตนรอยละ 13-17 และคารโบไฮเดรตทละลายนาได (WSC) รอยละ 11-12 ท

การตดทก 60 วน

18

- การปลก

โดยนาทอนพนธหญาเนเปยรปากชอง1 มาตดเปนทอนสนๆ ประมาณ 25-30 ซ.ม.ใหมตาตด

มาทอนละ 2 ตา มดรวบเปนกาๆละ 10 ทอนนาไปใสตระกลาคลมดวยกระสอบปาน หรอฟางขาว บม

ไวในทรม รดน าใหชมประมาณ 5 – 7 วน จะแตกรากและยอดออนภายหลงจากทเตรยมดนเสรจ เพอ

ปองกนการสญเสยความชนจากดนควรปลกทนท นาไปปลกโดยใชระยะปลกระหวางแถว 120

เซนตเมตร ระหวางตน 80 เซนตเมตร ปลกหลมละ 2 ทอนปกไขวทอนพนธเอยง 30 องศาให 1 ขอจม

อยในดนประมาณ 1-2 นว

- การกาจดวชพช

กาจดวชพชครงแรก หลงจากปลกประมาณ 2-3 สปดาห โดยใชแรงงานคนแรงงานสตว หรอ

เครองจกรกลเกษตร สวนใหญจะกาจดวชพชแคครงเดยวหลงจากกาจดวชพชใหใสปยยเรย (46-0-

0) กอละ 1 ชอนโตะ เรงใหหญาตงตวและเจรญเตบโตเรว แตกกอด ใบเขยวเขมดกงาม ลาตนสงใหญ

ทาใหคลมวชพช

- การใหนา

หญาเนเปยรสายพนธนตอบสนองตอการใหน าไดดมาก ถาสามารถวางระบบการใหน าใน

แปลงปลกไดจะมการเจรญเตบโตและใหผลผลตสงตอเนองตลอดทงปการใหน าสามารถใหไดหลาย

ระบบ เชน สปรงเกลน าเหวยง มนสปรงเกล ทอน าหยดเทปน าพง หรอปลอยไหลไปตามรองหนาดน

การใหนาแบบระบบน าหยดหากสามารถใสปยไปพรอมกบน าไดเลย จะยงชวยประหยดเวลา และทา

ใหการใสปยไดผลดมากขน พบวาการใหน าแบบระบบสปรงเกลน าเหวยง และ มนสปรงเกล ทกๆ 3-

5 วน หรอปลอยนาไหลไปตามรองหนาดนทกๆ7-10 วน ทาใหหญาสามารถใหผลผลตไดตลอดทงป

- การเกบเกยวผลผลต

เพอใหระบบรากของหญาพฒนาเจรญเตบโตและแขงแรงเตมท ใหตดครงแรกหลงปลก

ประมาณ 75 วน จากนน ใหตดทกๆ 45-60 วน การตดหญาทาไดโดยการใชมด เคยว เครองตดหญา

สะพายไหล เครองเกบเกยว Double Chopper การเกบเกยวหญาเนเปยรสายพนธน ตองตดใหชดดน

ทสด เพอใหแตกหนอใหมจากใตดน จะทาใหมขนาดโตอวบอวน แลวจะกลายเปนลาตนทสมบรณให

ผลผลตสง ถาตดสงเหลอขอไวจะมแขนงออกมาจากขางขอ ลาตนเลกทาใหไดผลผลตตาการปลกใน

เขตชลประทานหรอเขตททาการใหน าไดและมการใสปยสมาเสมอตดไดปละ 5-6 ครง ใหผลผลต

นาหนกสดประมาณ 100 ตน/ไร/ป การปลกในพนท 1 ไรพบวาสามารถเลยงโคได 7-8ตว ตลอดทงป

19

2.4 การออกแบบการทดลอง (Design of Experiment :DOE)

การออกแบบการทดลองเปนการวเคราะหหาผลกระทบจากหลายๆ ปจจยทสงผลใน

ขณะเดยวกนตอผลลพธทสนใจ (response) กลาวคอเปนชดของการทดลอง ซงในแตละครงจะทาการ

ปรบเปลยนคาของปจจย (input variable) อยางเปนระบบตามรปแบบทไดวางแผนเอาไว และ

สงเกตการณเปลยนแปลงของ output (response) ทเกดขนทาการบนทกผลลพธทไดจาการทดลองแต

ละครง ดงแสดงในรปท 2.3

จากรปท 2.3 จะเหนวากระบวนการมปจจย (factor) หรอ input (X1, X2, X3, X4) ตางๆท

สงผลตอคา Y ซงเปนคณลกษณดานคณภาพ (quality characteristic) ของกระบวนการในการ

ออกแบบการทดลองเราตองการทจะทาการทดลองอยางเปนระบบเพอทจะหาความสมพนธเชงสถต

ของ Y และ X โดยทพยายามใชทรพยากรในการทดลองใหมประสทธภาพมากทสด ความสมพนธเชง

สถตทไดจะทาใหม ความรเกยวกบกระบวนการ ( process knowledge ) เพอนาไปปรบปรง

กระบวนการตอไป

การออกแบบการทดลองงานวจยนใชทฤษฏการออกแบบการทดลองเชงแฟคทอเรยลเปนการ

ทดลองทมงศกษาอทธพลทสงผลใหกบตวแปรตอบสนอง โดยทวไปแลวอาจกลาวไดวา การ

ออกแบบเชงแฟคทอเรยล เปนแผนการทดลองทมประสทธภาพมากทสดในการตรวจสอบอทธพล

ของหลายๆปจจยพรอมกน กลาวคอมการใชระดบของปจจยตางๆรวมกนจงสามารถตรวจสอบ

อทธพลตางๆ ในการทดลองครงหนงๆ ไดพรอมกนเชน ถาปจจย A ม 2 ระดบ ปจจย B ม 3 ระดบ แต

ละซ าจะม 2x3 รปแบบการทดลอง (Treatment Combination) อทธพลในการทดลองแบงได 2

ประเภทคอ อทธพลหลก (Main Effect) คอ อทธพลของปจจยทแสดงตอตวแปรตอบสนองมนเองเมอ

มการเปลยนแปลงของปจจยเกดขนและอทธพลรวม (Interaction Effect) คอ อทธพลของปจจยหนงท

จะเปลยนไปเมอมการเปลยนแปลงของปจจยรวมกน

20

รปท 2.3 กระบวนการออกแบบการทดลอง [21]

2.4.1 Full Factorial Design

เปนการออกแบบวธการทดลองทผทาการทดลองจะตองทาการทดลองใหครบทกเงอนไขการ

เปลยนแปลงคาของทกปจจย และจะตองวเคราะหผลกระทบตอตวแปรตอบสนองทกกรณดงตวอยาง

ตารางท 2.1

ตารางท 2.1 กรณผลกระทบทเปนไปไดทงหมดของ Full factorial design

Main Effects 2-Way Interaction 3-Way Interaction

A AB ABC

B AC

C BC

รปแบบของการทดลองเชงแฟคทอเรยลทสาคญ ไดแก

1) 2-Level Full factorial design

หมายถง เมอใช Full factorial โดยแตละปจจยเปลยนแปลงได 2 ระดบ จะตองทาการทดลอง

ทงหมดเทากบ 2k โดยท k คอจานวนปจจย เชน ตวอยางท ในการทดลองม 3 ปจจย แตละปจจยม

เงอนไขการเปลยนแปลงคาดงตารางท 2.2 และในการทดลองนจะตองมจานวนรอบการทดลองเทากบ

2 3 = 8 ดงตารางท 2.3

21

ตารางท 2.2 เงอนไขการเปลยนแปลงคาของปจจย [22]

ปจจยหลก คาทเปลยนแปลงไป (Condition)

A ALow = 1.25 AHigh = 3.25

B BLow = 20 BHigh = 40

C CLow = 2300 CHigh = 2500

ตารางท 2.3 คาของปจจยในแตละรอบของการทดลอง [22]

การทดลอง A B C

1 1.25 20 2300

2 1.25 20 2500

3 1.25 40 2300

4 1.25 40 2500

5 3.25 20 2300

6 3.25 20 2500

7 3.25 40 2300

8 3.25 40 2500

จากตารางท 2.1 หมายความวา ผทาการทดลองจะตองปรบเปลยนคาของปจจยทงสามคอ A,

B และ C ใหเปนไปตามตารางท 2.1 โดย 1 รอบการทดลอง จะตองมการบนทกคาตวแปรตอบสนอง 1

ครง แลวคอยปรบเปลยนคาของปจจยใหเปนไปตามรอบการทดลองท 2 และวดคาตวแปรตอบสนอง

อกครง ทาเชนนไปจนกวาจะครบทกการทดลอง

2) 3-Level Full factorial design

หมายถงเมอใช Full factorial โดยแตละปจจยเปลยนแปลงได 3 ระดบ เราจะตองทากาi

ทดลองทงหมด เทากบ 3k เชนในการทดลองม 3 ปจจย จะตองมจานวนรอบการทดลองเทากบ 33 =27

ขอดของ Full factorial design

1. ไมเกดผลกระทบทมคาเทากบหรอเหมอนกบผลกระทบอกตว คอสามารถแยกแยะผลได

อยางชดเจน (ไมเกด Alias)

2. สามารถวเคราะหปจจยหลก (Main factor) และปจจยทมผลตอกน (Interaction factor) ได

ทงหมด

22

ขอดอยของ Full factorial design

1. ตองทาการทดลองใหครบทกการทดลองทาใหตองสนเปลองทรพยากรมาก ใชเวลามาก

2. เมอจานวนการทดลองมากๆ อาจจะประสบปญหาในการปองกนความคลาดเคลอนของ

การปรบเปลยนคาของปจจยใดๆได

2.4.2 การออกแบบการทดลองแบบ Central Composite (Central Composite

Design;CCD)

การออกแบบแผนการทดลองโดยวธ Central Composite นมความเหมาะสมสาหรบใชใน

การศกษา หรอสรางตวแบบในลกษณะของโพลโนเมยลดกร 2 (Second-order or Quadratic Model)

จากงานวจยตางๆ พบวา CCD นนมความยดหยน (very flexible) ในการใชงาน และมประสทธภาพ

มากทสด เมอเปรยบเทยบกบแผนการทดลองอนทใชในการศกษาตวแบบโพลโนเมยลดกร 2

โดยแผนการทดลองแบบ CCD กรณศกษา 3 ปจจย ในตารางท 2.4 สามารถแสดงในรปกราฟ

ไดดงรปท 2.4

แบบแผนการทดลอง CCD มขอดหลายประการ ดงน

1) เหมาะทสด (Most Effective and Efficient) ในการศกษาสมการโพลโนเมยลดกร 2

(Second-order or Quadratic Model) กรณศกษาปจจยเชงปรมาณ (Quantitative Factors)

2) มความยดหยนในการใชงานสง เนองจากมคา Resolution ใหเลอกไดครอบคลมทกคา

เนองจากสามารถเลอกใชไดทงสวนทเปนการทดลองแฟคทอเรยลเตมรป 2 ระดบ (2k Full Factorial)

และการทดลองแฟคทอเรยลบางสวน

3) โครงสรางซ าซอนสาหรบ Revolution III หรอ IV สามารถคานวณไดเชนเดยวกบ 2k-p การ

ทดลอง Fractional Factorial

4) การออกแบบ CCD สามารถแยกทดลองไดเปนสวนๆ ตามลาดบ คอ การทดลองสวนของ

Factorial (Factorial Portion) และจดศนยกลาง (Center point) กอนจากนนทาการสรางสมการตวแบบ

เชงเสนตรงสาหรบกรณศกษาปจจยท 2 ระดบ และพยากรณสวนของจดศนยกลาง (Center point) ถา

สมการในรปเสนตรงไมเหมาะสมจงทาการทดลองเพมในสวนของจดแกน (Axial portion) จะได

สมการโพลโนเมยลดกร 2 หรอ Quadratic Model

ขอเสยของการทดลอง CCD คอ เหมาะสาหรบกรณศกษาปจจยเชงปรมาณ ดงนนในกรณทม

ปจจยเชงคณภาพ (Qualitative Factors) จะตองทาการปรบแปลงแผนการทดลอง โดยเฉพาะกรณทม

ปจจยเชงคณภาพมากกวา 1 ปจจย จาเปนทจะตองใชการทดลองแฟคทอเรยลบางสวน หรอการ

ออกแบบ แบบ D-Optimal

23

ตารางท 2.4 แผนการทดลอง Central Composite Design กรณศกษา 3 ปจจย[ 22]

ก) CCD k=3 ใชในการทดลอง 23

ก) CCD k=3 ใชในการทดลอง 23-1

Run A B C

Run A B C

1 - - -

1 - - -

2 - - +

2 - + + F

3 - + -

3 + - +

4 - + + F

4 + + -

5 + - - 5 0 0 0

6 + - +

6 0 0 0 C

7 + + -

7 0 0 0

8 + + +

8 α 0 0

9 0 0 0

9 –α 0 0

10 0 0 0

10 0 Α 0 A

11 0 0 0 C

11 0 –α 0

12 0 0 0 12 0 0 α

13 0 0 0

13 0 0 –α

14 0 0 0

15 α 0 0

F = ส ว น ข อ ง ก า ร ท ด ล อ ง แ ฟ ค ท อ เ ร ย ล

(Factorial portion

16 –α 0 0

17 0 α 0 A

C = สวนของจดศนยกลาง (Centerpoint

portion

18 0 –α 0

19 0 0 α

A = สวนของจดแกน (Axial portion)

20 0 0 –α

24

รปท 2.4 กราฟ CCD กรณ 3 ปจจย [22]

2.5 งานวจยทเกยวของ Hidaka et al. [23] ศกษากระบวนการยอยสลายระหวางหญาทตดจากสวนสาธารณะกบกาก

ตะกอนน าเสยในถงปฏกรยาแบบไรออกซเจนทงแบบเทและแบบตอเนอง โดยการเดนระบบทา

ภายใตสภาวะเมโซฟลก และหญาทนามาใชจะถกตดดวยเครองตดหญาจนมขนาดเลกกวา 20 มม. ใน

ถงปฏกรยาแบบเทจะใชหญา 93% ซงมอตราการเกดกาซมเทนประมาณ 0.2 NL/gVS-หญา โดยในถง

ปฏกรยาแบบตอเนองจะใชเวลาในการเดนระบบ 81 วน ทอตราสวนระหวางกากตะกอนน าเสยกบ

หญาเทากบ 10:1 จะมอตราการเกดกาซมเทน 0.09 NL/gVS-หญาโดยคาทไดจะนอยกวาอตราการเกด

กาซมเทนงานวจยอนๆทใชหญาหมกในการผลตกาซชวภาพ เนองในงานวจยนไมมการควบคมชนด

ของหญา และหญาทนามาใชเปนหญาทเพงถกตดไมมการหมกกอนทจะนามาใสถงปฏกรยาใน

งานวจยน จากการศกษานพบวาการเตมหญาลงไปในการหมกยอยสลายจะชวยเพมอตราสวน

คารบอนตอไนโตรเจนได ซงจะชวยเพมอตราการเกดกาซมเทน

Lehtomaki [24] ศกษากระบวนการ pre-treatment ของวตถดบจาพวกหญาตออตราการเกด

กาซมเทนทงทางดานกระบวนการทางกายภาพและกระบวนการทางเคม จากการศกษาการบาบด

ขนตนทางดานกายภาพแสดงใหเหนวาการตด-สบใหหญาและฟางขาวมขนาดเลกมากๆ มผลนอยมาก

ตอการเพมอตราการเกดกาซมเทน สวนกระบวนการการบาบดขนตนทางเคมโดยวธแชเศษหญาลงใน

NaOH 20% ทอณหภม 20 องศาเซลเซยส เปนเวลา 72 ชวโมง จะทาใหอตราการเกดกาซมเทนเพมขน

จาก 0.23 ลบ.ม.CH4/กก.-1 VS ไปเปน 0.27 ลบ.ม.CH4 /กก.-1 VS คดเปนรอยละในการเปลยนแปลง

17%

25

Lehtomaki et al.[12] ศกษากระบวนการยอยสลายระหวางมลโคกบฟางขาวและหญาหมก

เปรยบเทยบประสทธภาพกบการหมกโดยใชมลโคอยางเดยว ทาการทาทดลองโดยใชถงปฏกรยาแบบ

กวนสมบรณขนาด 5 ล. ทอณหภม 35 องศาเซลเซยส เรมทาการทดลองโดยใชมลโคเปนเชอตงตน ท

อตราภาระบรรทกสารอนทรย 2 กก.VS/ลบ.ม.วน และเวลากกเกบน า 20 วน หลงจากนนเปลยน

อตราสวนของสารตงตนใหอยในชวงอตราสวนระหวาง 90:10 จนถง 60:40 (มลโคตอฟางขาว, หญา)

และเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยเปน 3 และ 4กก.VS/ลบ.ม.วน และเวลากกเกบน าเปน 18 และ

16 วน สาหรบหญาและฟางขาวตามลาดบ ผลจากการทดลองทอตราสวน 70:30 จะใหอตราเกดกาซ

มเทนสงสดท 0.268 และ 0.213 ลบ.ม.CH4 /กก.-1 VS สาหรบมลโคผสมกบหญาและฟางขาว

ตามลาดบ เปรยบเทยบกบการใชมลโคอยางเดยวจะใหคาอตราการเกดกาซมเทนเทากบ 0.15 ลบ.ม.

CH4 /กก.-1 VS และแนวโนมในการกาจด VS จะเพมขนตามอตราสวนระหวางหญาและฟางขาวตอ

มลโคดวย

Puyuelo et al. [4] พบวาคาอตราสวน C/N ทเหมาะสมสาหรบการยอยสลายแบบใชอากาศ

และไมใชอากาศ คออยในชวง 20-30 การศกษาสวนใหญมกวดปรมาณคารบอนและไนโตรเจนใช

วธการทางเคม อยางไรกตามคารบอนในของเสยทเปนสารอนทรยบางชนดไมสามารถถกยอยไดโดย

วธการทางกายภาพ เพอทจะหาอตราสวน C/N ทสามารถเกดการยอยไดตามกระบวนการทางชวภาพ

ไดมการหาปรมาณของคารบอนทยอยสลายไดทางชวภาพตามกระบวนการใชอากาศ (BOCAE) และ

ไมใชอากาศ (BOCAN) ตามปกตแลวนาธรรมชาตและผลตภณฑทไดจากการถกยอยจะม BOCAE มาก

ในทางตรงกนขามตวอยางทถกเกบหลงจากกระบวนการบาบดแบบใชอากาศจะประกอบดวย BOCAN

สงกวา ในกรณตางๆพบวา สวนประกอบทเปน BOC มกมคาตากวาปรมาณคารบอนรวมทงหมด

(TOC) ดงนนอตราสวน C/N ทคดจาก BOC จงคา ตากวาอตราสวน C/N ทคดจาก TOC เสมอ จาก

การศกษาพบวาอตราสวน C/N มความสาคญมากตอกระบวนการบาบดแบบชวภาพสาหรบ

สารอนทรย

Wang et al. [25] ศกษาความเปนไปไดในการเพมปรมาณกาซมเทนทเกดจากจาก

กระบวนการยอยสลายแบบไมใชอากาศจากสารตงตนหลายชนด โดยสารตงตนทนามาศกษา ไดแก

มลโค มลไก และฟางขาวสาล โดยพจารณาจากสวนประกอบและอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน

การยอยสลายรวมระหวางมลโค มลไกและฟางขาวสาลจะใหปรมาณกาซมเทนทเกดขนมากกวาการ

ยอยสลายสารเพยงชนดเดยว แ ทอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนเพมขนปรมาณกาซมเทนทเกดใน

ชวงแรกจะเพมขนและหลงจากนนจะลดลง ทอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนมคาเทากบ 25:1 และ

30:1 พบวามการยอยสลายทดโดยมพเอชคงทและความเขมขนของแอมโมเนยมไนโตรเจนและ

แอมโมเนยอสระตา ปรมาณกาซมเทนทเกดขนสงสดจากการทานายโดยใชพนทผวตอบสนอง

26

(response surface) พบวาเกดขนทอตราสวนของมลโคตอมลไกเทากบ 40.3:59.7 และอตราสวน

คารบอนตอไนโตรเจนเทากบ 27.2:1

Wang et al. [5] ไดมการศกษาเพอหาคาทเหมาะสมในการเตมสารปอนทเปนสารตงตนใน

การยอยสลายแบบไมใชอากาศ โดยใชวธ simplex-centroid mixture design (SCMD) และ central

composite design (CCD) ในการประเมนปรมาณกาซมเทนทเกดขนจากการตอบสนองตวแปรท

ตางกน สารปอนทนามาใชคอ มลโค มลไก มลสกร และฟางขาว โดยในแตละการทดลองจะฟางขาว

และมลสตวสองชนดจะถกผสมกนในแตละถง สวนประกอบแตละตวจะเปนตวแปรอสระใน SCMD

และ CCD และเกยวของกบ 2 ปจจย คอมลสตวและอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน การยอยสลาย

รวมระหวางสารปอน 3 ชนด ใหผลวามปรมาณกาซมเทนทเกดขนมากกวาการยอยสลายของสารปอน

เพยงชนดเดยวหรอสองชนด จากกราฟพนทผวตอบสนอง SCMD แสดงใหเหนถงความสมพนธทม

ตอกนระหวางสารปอนแตละชนดในการยอยสลายรวม และ CCD แสดงใหเหนถงความสมพนธทม

ตอกนระหวางอตราสวนของมลสตวกบอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน ทง SCMD และ CCD ตาง

กมความสมพนธกบการเตมสารปอนทเหมาะสมในการยอยสลายรวมแบบไมใชอากาศ

Xie et al.[26] ศกษากระบวนการหมกรวมระหวางมลสกรและหญาเลยงสตวโดยใช

อตราสวนระหวางมลสกรและหญาเลยงสตวเปน 1:0, 3:1, 1:1, 1:3 และ 0:1 กอนการหมกไดสบหญา

เปนชนเลกๆ ขนาดไมเกน 20 มม. พบวาอตราการเกดกาซมเทนทอตราสวน 3:1 และ 1:1 เปน 304.2

และ 302.8 ลบ.ม.CH4/ก.VS ตามลาดบ และระบบเกดความลมเหลวทอตราสวน 0:1 ระยะปรบตวของ

เชอในระบบทอตราสวน 1:0, 3:1, 1:1 และ 1:3 เปน 29.5, 28.1, 26.4, และ 21.3 วนตามลาดบ อตรา

การเกดกาซมเทนในแตละวนมความสมพนธเปนเสนตรงกบความเขมขนของกรดอะซตก แสดงวา

การเกดกาซมเทนนาจะมาจากการเปลยนกรดอะซตกใหเปนกาซมเทน การศกษานพบวาอตราสวน

ระหวางมลสกรและหญาเลยงสตวทดทสดในการหมกรวมคอ 1:1 เพราะใหอตราการเกดกาซมเทนท

สง และมระยะเวลาปรบตวสน

Xie et al.[27] ศกษากระบวนการหมกรวมระหวางสวนทเปนของแขงของมลสกรและหญา

แหงทใชเลยงสตว ทาการทดลองโดยใชถงปฏกรยาแบบ CSTR จานวน 3 ถงเดนระบบทอณหภม 35 ±

1 องศาเซลเซยส ใชอตราสวนของหญาทเตมเปน 20%, 30% และ 40% ในแตละถงตามลาดบ

ทาการศกษาทอตราภาระบรรทกสารอนทรย 1.0, 1.5, 2.0 และ 3.0 กก.VS/ลบ.ม.วน พบวาอตราภาระ

บรรทกสารอนทรยมผลตอประสทธภาพของระบบมากกวาอตราสวนของหญาทเตม การเพมอตรา

ภาระบรรทกสารอนทรยขน 3 เทา (จาก 1.0 เปน3.0 กก.VS/ลบ.ม.วน) จะเพมปรมาณกาซมเทนขน

เฉลย 88% และลดปรมาณกาซมเทนตอของแขงระเหยไดทใชลง 38% ทอตราภาระบรรทก

สารอนทรย 3.0 กก.VS/ลบ.ม.วน พบวาปรมาณกาซมเทนทเกดขนจากการยอยสลายมลสกรอยในชวง

27

38-41% ของปรมาณกาซมเทนทเกดขนทงหมด โดยพลงงานทไดจากสกร 654 ตว จะคดเปนไฟฟา

268-371 MWh/a และแปลงเปนพลงงานความรอนได 383-530 MWh/a

Forster-Carneiro et al. [28] ศกษากระบวนการผลตกาซชวภาพจากเศษอาหาร )FW)ใน

เครองปฏกรณแบบเท 6 เครองทอณหภม 55 องศาเซลเซยส เพอหาคาเหมาะสมระหวางคาปรมาณ

ของแขงทงหมดและปรมาณเชอตงตน ในการทดลองกาหนดคาปรมาณของแขงทงหมดของเศษ

อาหารท 20%, 25% และ 30% และปรมาณเชอตงตนท 20% และ 30% โดยปรมาตร ประสทธภาพทด

ทสดสาหรบการยอยสลายเศษอาหารและการเกดกาซมเทนเปนเครองปฏกรณทมปรมาณของแขง

20 % และปรมาณเชอตงตน 30% โดยปรมาตร ใหผลผลตกาซมเทนเทากบ 0.49 ล.กาซชวภาพ /ก.VS

ทเตม ดงนนจงสรปไดวาปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณเชอในถงปฏกรณมผลตอประสทธภาพ

ในการผลตกาซชวภาพสาหรบการยอยสลายแบบไรอากาศของเศษอาหาร

Chen et al. [29] ศกษาการยอยสลายรวมกนแบบไมใชออกซเจนระหวางตนขาวโพดกบมล

ไสเดอน (Vermicompost : VC) ทาการทดลองในเครองปฏกรณแบบเท ทอณหภม 35±1 องศา

เซลเซยส โดยเรมตนการเดนระบบทคาของแขงทงหมด (TS) ตงแต 1.2% ถง 6.0% ทสดสวนของมล

ไสเดอนตงแต 20% ถง 80% ของของแขงทงหมด พบวาท TS เทากบ 4.8%ไดคาผลผลตกาซมเทน

สงสดเทากบ 217.60±13.87 มล .กาซมเทน /ก.TS ทเตม และท TS เทากบ 6.0% พบคา pH ตาสด

เทากบ 5.10 ในวนท 4 ของการทดลอง การยอยสลายรวมเปนการเพมอตราการผลตกาซมเทนเทากบ

4.42-58.61% เมอเทยบกบการยอยสลายตนขาวโพดเพยงอยางเดยว สรปไดวาการยอยสลายรวม

ระหวางตนขาวโพดกบมลไสเดอนจะเปนประโยชนทาใหเกดการปรบปรงกระบวนการยอยสลายและ

ใหผลผลตกาซมเทนเพมขน

Hidaka et al. [11] ศกษากระบวนการยอยสลายระหวางหญาทตดจากสวนสาธารณะกบกาก

ตะกอนนาเสยในถงปฏกรยาแบบไรออกซเจนทงแบบเทและแบบตอเนอง โดยการเดนระบบทา

ภายใตสภาวะมโซฟลก และหญาทนามาใชจะถกตดดวยเครองตดหญาจนมขนาดเลกกวา 20 มม. ใน

ถงปฏกรยาแบบเทมอตราการเกดกาซมเทนประมาณ 0.2 ล .กาซมเทน /ก.VSทเตม โดยในถงปฏกรยา

แบบตอเนองจะใชเวลาในการเดนระบบ 81 วน ทอตราสวนระหวางกากตะกอนนาเสยกบหญาเทากบ

10:1 จะมอตราการเกดกาซมเทน 0.09 ล .กาซมเทน /ก.VSทเตม โดยคาทไดจะนอยกวาอตราการเกด

กาซมเทนงานวจยอนๆทใชหญาหมกในการผลตกาซชวภาพ เนองจากในงานวจยนไมมการควบคม

ชนดของหญา และหญาทนามาใชเปนหญาทเพงถกตดไมมการหมกกอนทจะนามาใสถงปฏกรยา จาก

การศกษานพบวาการเตมหญาลงไปในการหมกยอยรวมจะชวยเพมอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน

)C/N) ซงจะชวยเพมอตราการเกดกาซมเทน

28

Kaparaju et al. [14] ศกษาผลของการกวนผสมในถงหมกไรออกซเจนแบบเทจากมลสตว

โดยทาการประเมนการทดลองในระดบหองทดลองและระดบปฏบตการจรง ทอณหภม 55 องศา

เซลเซยส โดยศกษารปแบบการกวน 3 อยางคอ การกวนอยางตอเนอง )ควบคม( , การกวนนอย )กวน

เปนเวลา 10 นาทกอนทจะมการป ◌อนของเสย (และการกวนเปนระยะ )กวนตอเนองและหยดกวน

เปนเวลา 2 ชวโมงกอนทจะมการปอนของเสย (ในระดบหองทดลองใชถงขนาด 3.6 ล .โดยทาการ

ปอนของเสย 12 ชวโมง/ครง พบวาปรมาณกาซมเทนของการกวนนอยทสดและการกวนเปนระยะ ได

ปรมาณกาซมเทนเพมขน 12.5 %และ 1 .3 %ตามลาดบเมอเปรยบเทยบกบการกวนผสมอยางตอเนอง

การศกษาระดบปฏบตการจรงใชถงขนาด 800 ล. ทาการปอนของเสย 8 ชวโมง /ครง เกดผลสนบสนน

กน โดยคาเฉลยอตราการผลตกาซชวภาพของการกวนเปนระยะเพมขน 7 % เมอเทยบกบการกวนผสม

อยางตอเนอง นอกจากนนการวจยนยงศกษาผลของความแรงของกวนผสม คอ กวนนอย )กวนเปน

เวลา 10 นาทกอนทจะมการปอนของเสย( , กวนปานกลาง )35 ครงตอนาท (และกวนรนแรง (110 ครง

ตอนาท) ตออตราภาระบรรทกสารอนทรยทตางกน พบวาทอตราภาระบรรทกสารอนทรยสง คอ

อตราสวนระหวางสารตงตนตอหวเชอเทากบ 40: 60 ทความแรงของการกวนปานกลางและไมกวนเกด

ประสทธภาพดกวาการกวนแบบรนแรง สวนทอตราภาระบรรทกสารอนทรยต า คออตราสวน

ระหวางสารตงตนตอหวเชอเทากบ 10 :90 การกวนปานกลางมประสทธภาพดทสด การศกษานจง

ชใหเหนวารปแบบการกวนผสมและความแรงของการกวนผสมมผลตอการยอยสลายของมลสตวใน

สภาวะไรออกซเจน

Karim et al. [30] ศกษาผลของรปแบบของการกวนผสม )การหมนเวยนกาซชวภาพ ใบพด

กวนผสมและการหมนเวยนตะกอน (และปรมาณของเสย โดยถงหมกไดรบการปอนดวยของเสย 5%

และ 10% ของของแขงทงหมด ทาการทดลองในถงหมกระดบหองปฏบตการโดยมปรมาตรใชงาน

เทากบ 3.73 ล. ทควบคมอณหภมจาก 35±2 องศาเซลเซยส มเวลากกเกบนาเสย )HRT) คงทท 16.2 วน

สงผลใหมอตราภาระบรรทกของแขงทงหมด )TS) เทากบ 3.08 ก./ล .วน และ 6.2 ก./ล .วน ท 5% และ

10% ตามลาดบ ผลการศกษาพบวาถงทมการกวนผสมและไมมการกวนผสมคอนขางใกลเคยงกนท

TS 5% ซงผลตกาซชวภาพไดในอตรา 0.84-0.94 ล./ล .วน และมอตราการผลตกาซมเทนจาก 0.26-

0.31 ล .กาซมเทน /ก.VSทเตม ทงนอาจจะเปนเพราะความเขมขนของแขงทตาในกรณ TS เทากบ 5%

การกวนผสมจากหมนเวยนกาซชวภาพอาจจะเพยงพอทจะทาใหเกดกวนผสม อยางไรกตามผลของ

การกวนผสมและรปแบบของการกวนผสมกประสบความสาเรจในกรณของถงหมกทม TS เทากบ

10% ทมรปแบบการกวนผสมโดยมการหมนเวยนตะกอน, ใชใบพดกวนและหมนเวยนกาซชวภาพ

ซงผลตกาซไดประมาณ 29%, 22% และ 15% มากกวาถงทไมมการกวนผสมตามลาดบ การหลดออก

และการสะสมของของแขงภายในถงหมกไมไดมผลในกรณของถงทม TS 5% แตกลบมผลอยางม

29

นยสาคญในกรณของถงทม TS 10% ดงนนกวนการผสมจะเกดผลอยางมากในถงทมตะกอนของเสย

ทมความเขมขนมาก

Klimiuk et al. [31] ทาการศกษาการผลตกาซมเทนจากพชหมก 4 ชนดคอ Zea mays L.,

Sorghum saccharatum, Miscanthus x giganteus และ Miscanthus sacchariflorus โดยถงปฏกรณแบบ

CSTR ทระยะเวลากกเกบ 60 วน และควบคมอณหภมถงปฏกรณท 39 องศาเซลเซยส โดยทาการปอน

พชหมกทสดสวน TS 8% ปรมาณกาซมเทนทผลตไดของพชหมกจาก Zea mays L. มคามากกวา

Miscanthus giganteus และ Miscanthus sacchariflorus เพราะมปรมาณไฟเบอรดบ )crude fiber (นอย

กวา พชสายพนธ Miscanthus spp. แตเมอพจารณาถงความเขมขนของลกนนในวตถดบพบวา การ

ผลตกาซมเทนจาก Miscanthus sacchariflorus มคามากกวา Miscanthus x giganteus ถงสองเทา คอม

คาเทากบ 0.19±0.08 ล .กาซมเทน /ก.VSทเตม และ 0.10±0.03 ล .กาซมเทน /ก.VSทเตม ตามลาดบและ

อตราการเปลยนรปเซลลโลสมคาแปรผนจาก 83.6% )Sorghum saccharatum) และ 52.1%

(Miscanthus x giganteus) สาหรบการเปลยนรปของเฮมเซลลโลสมคาแปรผนจาก 88.9% (Zeamays

L.) และ 59.7% (Miscanthus x giganteus) ซงการเปลยนรปของเซลลโลสและเฮมเซลลโลสขนอยกบ

อตราสวนความเขมขนของโพลแซคคาไรดและลกนนของวตถดบทปอนเขาสระบบ จากการศกษาน

จะเหนไดวาการผลตกาซชวภาพจากพชสายพนธ Miscanthus spp. จาเปนตองใชระยะเวลากกเกบ

มากกวา 60 วน หรออาจจะตองเพมกระบวนการบาบดเบองตน

30

บทท 3

การดาเนนการวจย

ขนตอนการดาเนนการวจยเพอศกษาผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการ

ผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 และผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของ

ของแขงทงหมดตอปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหาร

เดยว ดาเนนการวจยโดยออกแบบการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design โดยมรายละเอยดของ

การทดลองดงน

3.1 วสดหมกรวม

3.1.1 หญาเนเปยร

หญาทใชในการทดลอง คอ หญาเนเปยรปากชอง 1 จากกลมเกษตรกรผปลกหญา จ.ลาปาง

โดยหญาทใชผานการทาหญาหมก โดยนาหญาสดทบดจนมขนาดประมาณ 20 มม . มาบรรจลงในถง

หมกโดยอดใหแนนเพอไลอากาศออก ปดถงเพอปองกนอากาศเขาหมกทงไว 1 สปดาหกอนนามาใช

งาน โดยมลกษณะดงแสดงในรป 3.1 และมคณลกษณะเบองตนดงแสดงในตารางท 3.1

ภาพท 3.1 หญาเนเปยรหมกทใชในการทดลอง

3.1.2 มลสตวและเชอตงตน

มลไกทใชในการทดลองเปนมลไกไขจากบรษทอารพเอมฟารมแอนดฟด อ .สนปาตอง จ.

เชยงใหมใชมลโคและเชอตงตนจากบอหมกแบบราง (CMU-CD) ทใชสาหรบการผลตกาซชวภาพ

จากมลโคจากบรษทเฟรชมลคฟารม จากด อ.บานโฮง จ.ลาพน โดยเชอตงตนจะเกบตวอยางจาก

สวนทายของถงปฏกรณเพอใหไดจานวนจลชพในกลมเมทาโนเจนสงสด ทงนลกษณะเบองตนของ

มลสตวทใชในการทดลองแสดงในตารางท3.1

31

ตารางท 3.1 ลกษณะทางเคมของหญาและมลสตวทใชในการทดลอง

วตถดบ

ของแขง

ทงหมด***

(มก./กก.)

(n=4)

ของแขงระเหย***

(มก./กก.)

(n=4)

ไนโตรเจน

ทงหมด* (%)

(n=2)

คารบอนทงหมด**

(%)

(n=2)

ความชน

(%)

อตราสวน

คารบอนตอ

ไนโตรเจน

มลไก (CM) 321,511(±19412) 273,390(±26130) 3.67(±0.11) 34.19(±0.54) 73.03 9.27

มลโค (DM) 90,645(±5526) 72,398(±2882) 3.23(±1.51) 50.75(±5.13) 87.99 21.82

หญาเนเปยร 19,1745(±14652) 174,435(±8824) 0.97 46.57b 80 48.01

*รอยละโดยน าหนกแหง

**ขอมลจากสถาบนวจยและพฒนาพลงงานนครพงค มหาวทยาลยเชยงใหม

***ปรมาณของแขงทงหมดและของแขงระเหยแสดงในรป คาเฉลย(±สวนเบยงเบนมาตรฐาน)

สวนท 1 : การศกษาผลของการเตมมลไกและมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพ

จากหญาเนเปยรปากชอง 1

3. 2 ถงปฏกรณในระดบหองปฏบตการทใชในการทดลอง

3.2.1 แบบจาลองของถงปฏกรณทใชในการทดลอง

ดาเนนการทดลองโดยใชแบบจาลองถงปฏกรยา ASBR ในระดบหองปฏบตการ รป

ทรงกระบอกทาจากอะคลลคใสจานวน 4 ถง (เรยกชอเปน R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ) แตละถงม

เสนผาศนยกลางเทากบ 25 ซม .และมความลก 50 ซม. โดยมปรมาณใชงานรวมตอถงเทากบ 20 ล . แต

ละถงปฏกรยาตดตงทอพวซขนาดเสนผาศนยกลาง 1.80 ซม . หางจากกนถงเปนระยะ 3 ซม . สาหรบ

เกบตวอยางตะกอน ทอเตมสารปอนตดตงทกลางถงซงมลกษณะเปนทอปลายตรง โดยแบบจาลอง

ของถงปฏกรณแสดงในรปท 3.2 และรายละเอยดของการตดตงระบบแสดงในรปท 3.3

32

ภาพท 3. 2 แบบจาลองถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ

ภาพท 3. 3 ถงปฏกรณแบบกวนสมบรณทใชในการทดลอง

3.2.2 ชดกวนผสม

ถงปฏกรยาทง 4 ถงตดตงชดกวนซงทางานโดยมอเตอรยหอ MITSUBISHI ขนาด ½ แรงมา

(0.4 กโลวตต) ความเรวรอบ 1,440 รอบตอนาท ลดความเรวรอบดวยชดทดเกยร (Gear Block) ยหอ

CHENTA ทมขนาดอตราสวน 50:1 รอบ เพอลดความเรวรอบลงใหเหมาะสมกบการกวนในถง

ปฏกรณ ( 100 รอบตอนาท) โดยใบพดกวนสามารถตงเวลาไดตามระยะเวลาทตองการ (กวน 25 นาท

ตอชวโมง)

33

3.2.3 เครองวดปรมาตรกาซชวภาพ

กาซชวภาพทเกดขน ทาการเกบรวบรวมเพอวดปรมาตรโดยผานทอทตดตงบนถงปฏกรยาเขา

สถงเกบกาซ วดปรมาตรกาซชวภาพทเกดขนทกวนโดยการใชเครองสบ สบกาซชวภาพจากถงเกบ

กาซผาน มเตอรวดปรมาตรกาซ (YAZAKI รน VY2A) โดยรายละเอยดของอปกรณแสดงในรปท 3.4

ภาพท 3. 4 เครองวดปรมาตรกาซชวภาพ

3.3 การออกแบบการทดลอง ออกแบบการทดลองตามวธ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ โดยใชโปรแกรม MINITAB

16 (Minitab Inc.) ซงจะไดจานวนการทดลองทงหมดเทากบ 2k ซง k คอจานวนปจจยทใชในการ

ทดลอง โปรแกรมทาการสมสภาวะทใชในการทดลอง โดยกาหนดปจจยทใชในการทดลอง 2 ปจจย

คอปรมาณมลไกและปรมาณมลโค ทาใหมจานวนการทดลองทงหมด 22 = 4 การทดลอง แตละปจจย

ไดถกกาหนดใหมคาสง และตา โดยคาสงของปรมาณมลไกและมลโคทใชคอ 0.41 และ 1.45 กก. ตอ

หญาหมก 1 กก. ตามลาดบ และคาตาของปรมาณมลไกและมลโคทใช คอ 0 กก. ตอหญาหมก 1 กก.

ทงนคาสงของปรมาณมลไกและมลโคทใช กาหนดจากคาคารบอนตอไนโตรเจน (C/N ratio) เมอผสม

กบหญาสาหรบมลไกและมลโค คอ 20 และ 30 ตามลาดบ (ตวอยางการคานวณแสดงในภาคผนวก ข.

1.1) นอกจากนทาการทดลองทคากลางซ า 3 ครงเพอใหสามารถวเคราะหขอมลทางสถตและระบ

ความสมพนธของปจจยและตวตอบสนอง (ใชคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะ (Specific Methane Yield)

ในหนวยลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม เปนตวตอบสนอง) ทอาจเปนเสนโคง ทาใหเกดสภาวะการทดลอง

34

เพมอก 3 การทดลอง ดงนนสภาวะการทดลองทออกแบบตามทฤษฎ Full Factorial Design จะเกดขน

ทงหมด 7 การทดลอง และออกแบบการทดลองเพมตามทฤษฎ Central Composite Design (CCD)

โดยทาการทดลองเพมทจดแกนของปรมาณมลไกและมลโค เกดสภาวะการทดลองเพมขนอก 4 การ

ทดลอง จากการออกแบบการทดลองทาใหเกดสภาวะการทดลองทงหมด 11 การทดลอง ดงแสดงใน

ตารางท 3.2

ตารางท 3.2 สภาวะทใชในการทดลองทออกแบบตามทฤษฏ Full Factorial Design และ Central

Composite Design

การทดลองท คารหส (coded value) คาจรง (actual value) *

สวนของการทดลอง มลไก มลโค มลไก (กก.) มลโค (กก.)

F1 -1 1 0 1.45

F = สวนของการ

ทดลองแฟคทอเรยล

(Factorial Portion)

F2 -1 -1 0 0

F3 1 1 0.41 1.45

F4 1 -1 0.41 0

C1 0 0 0.205 0.725

C = สวนของคา

กลาง (Center Point) C2 0 0 0.205 0.725

C3 0 0 0.205 0.725

A1 +1.414 0 0.495 0.725

A = สวนของจด

แกน (Axial Point)

A2 -1.414 0 0 0.725

A3 0 +1.414 0.205 1.75

A4 0 -1.414 0.205 0

*คาจรงของมลไกและมลโคคดตอหญา 1 กก.

3.4 การทดลองเพมเตมเพอทดสอบความแมนยาของสมการและพนผวตอบสนอง

หลงจากการทดลองตามทฤษฎ CCD จนครบทกการทดลอง เพอทราบถงผลหลกและผลทม

ตอกนของปจจย รวมถงสรางสมการและพนผวตอบสนอง (Response Surface) เพอใชทานายปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะแลว จากนนกาหนดสภาวะการทดลองเพมเตมอก 1 การทดลอง เพอใชตรวจสอบ

ความแมนยาของสมการและพนผวตอบสนอง อกทงเพมการทดลองทเปนการหมกยอยเดยวของมล

โค มลไก และหญาหมกเพมเพอเปนการเปรยบเทยบปรมาณกาซมเทนจาเพาะ โดยการหมกยอยเดยว

35

ของหญาหมกนนทาการทดลองเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยจาก 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน เปน 2

และ 3 กก.VS/ลบ.ม./วน ทาใหเกดสภาวะการทดลองเพมอก 5 การทดลอง ดงแสดงในตารางท 3.3

ตารางท 3.3 สภาวะทใชในการทดลองเพมเตม

การ

ทดลอง

ท

คารหส (coded value) คาจรง (actual value)*

หมายเหต มลไก มลโค มลไก (กก.) มลโค (กก.)

T1 -0.5 -0.5 0.1025 0.3625 ทาเพอตรวจสอบความแมนยาของสมการท

ไดจากการทดลอง

T2 -1 -1 0 0 เพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยเปน 2 กก.

VS/ลบ.ม./วน

T3 -1 -1 0 0 เพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยเปน 3 กก.

VS/ลบ.ม./วน

T4** - - 115.7 0 ทาเพอหาปรมาณกาซมเทนจาเพาะเมอใช

เฉพาะมลไก

T5*** - - 0 419.2 ทาเพอหาปรมาณกาซมเทนจาเพาะเมอใช

เฉพาะมลโค

*คาจรงของมลไกและมลโคคดตอหญา 1 กก.

** การทดลอง T4 เปนการหมกยอยเดยวเฉพาะมลไก คาจรงแสดงในรปปรมาณมลไกตอสารปอน 1 ล.

*** การทดลอง T5 เปนการหมกยอยเดยวเฉพาะมลโคคาจรงแสดงในรปปรมาณมลไกตอสารปอน 1 ล.

3.5 ขนตอนการดาเนนการทดลอง

3.5.1 การเรมตนระบบ

ทาการเรมระบบโดยนาตะกอนเชอตงตนจากบอหมกแบบราง (CMU-CD) ทใชสาหรบการ

ผลตกาซชวภาพจากมลโคจากบรษทเฟรชมลคฟารม จากด อ.บานโฮง จ.ลาพน เตมลงในถงปฏกรณ

รอยละ 30 ของปรมาตรใชงาน จากนนเตมหญาหมกและวสดหมกรวมตามการออกแบบการทดลอง

โดยใหมคาความเขมขนของแขงทงหมด 4% (ตวอยางการคานวณสารปอนแสดงในภาคผนวก ข.1.2)

เตมน าจนถงปรมาตรใชงาน ทงใหเชอปรบตวโดยดจากการทระบบเรมผลตกาซชวภาพ จากนนเรม

เตมสารปอนเขาสระบบวนละ 1 ครง ทาการเดนระบบแบบเอเอสบอาร (ASBR) เพอรกษาเชอใหอย

ในระบบ ดาเนนการทดลองจนระบบเขาสสภาวะคงท โดยพจารณาจากปรมาณกาซชวภาพทผลตได

ตอของแขงทเตมตอวนมคาสมประสทธการกระจาย (%RSD) ไมเกน 10%

36

3.5.2 การดาเนนการทดลอง

การดาเนนการทดลองโดยใชถงปฏกรยาแบบกวนสมบรณ การทดลองควบคมอณหภม

หองทดลองท 35±2 องศาเซลเซยส ความเขมขนของแขงทงหมด (%TS) เทากบ 4% เวลากกเกบน า

เทากบ 27 วน และกาหนดอตราภาระบรรทกสารอนทรยทใชสาหรบการทดลองชวงแรกเทากบ 1 กก.

VS/ลบ.ม./วน ทงใหเชอปรบตวโดยดจากการทระบบเรมผลตกาซชวภาพ จากนนเรมเตมสารปอนเขา

สระบบวนละ 1 ครง ทาการเดนระบบแบบเอเอสบอาร (ASBR) เพอรกษาเชอใหอยในระบบ

ดาเนนการทดลองจนระบบเขาสสภาวะคงท โดยพจารณาจากปรมาณกาซมเทนจาเพาะ มคา

สมประสทธการกระจายไมเกน 10% จงทาการเพมอตราภาระบรรทกเปน 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วนและ

เปลยนการเดนระบบเปนแบบกวนสมบรณ (CSTR) ดาเนนการทดลองจนระบบเขาสสภาวะคงท โดย

พจารณาจากปรมาณกาซมเทนจาเพาะซงใชเปนผลตอบสนองของการทดลองในแตละสภาวะ การ

ทดลองจะแบงการเดนระบบในถงปฏกรยาแตละถงออกเปน 4 สวน รายละเอยดการดาเนนการทดลอง

แสดงในตารางท 3.4โดยดาเนนการทดลองในแตละชวงจนเขาสสภาวะคงทจงเรมการทดลองในชวง

ตอไป

3.5.3 การดงนาออกและเตมสารปอน

ในชวงเรมตนระบบซงการเดนระบบเปนแบบ ASBR ซงการดงน าออกจะทาหลงจากปลอย

ใหตกตะกอนเปนเวลา 45 นาท และดงน าสวนใสออก เมอเดนระบบแบบ CSTR การดงน าออกจะทา

ในขณะทมการกวนอยางสมบรณวนละ 1 ครง กอนเตมสารปอน โดยรายละเอยดสารปอนแสดงใน

ตารางท 3.4 ซงในการทดลองท F2, T2 และ T3 ซงเปนการหมกยอยเดยวของหญาหมก มการเตม

NaOH ปรมาณ 762 มก./ล. เพอเพมสภาพดางใหแกระบบ โดยการคานวณปรมาณ NaOH ทเตมแสดง

ในภาคผนวก ข.1.3

3.5.4 การวเคราะหผลการทดลอง

การวเคราะหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ โดยใชผลทไดจากการทดลองแตละชวงไปทาการ

วเคราะหเชงแฟคทอเรยลโดยการวเคราะหดวยโปรแกรม MINITAB (Minitab Inc.) เพอหาผลของ

ปจจยทศกษาตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ สรางสมการและกราฟพนผวตอบสนองเพอทานายปรมาณ

กาซมเทนทผลตได ทงนในการวเคราะหทางสถตกาหนดใหใชคาความเชอมนท 95%

3.5.5 การวเคราะหพารามเตอรตางๆ

รายละเอยดการวเคราะหพารามเตอรตางๆของการทดลองแสดงในตารางท 3.5

37

38

ตารางท 3.4 รายละเอยดการดาเนนการทดลอง

สวนของการ

ทดลอง

ลาดบการ

ทดลอง

ถง

ปฏกรณ

ทใช

สภาวะทใชในการทดลอง

อตราภาระ

บรรทก

สารอนทรย

ระยะเวลาเกบ

กก ปรมาณสารปอน

มลไก (กก.)* มลโค (กก.)* (กก.VS/ลบ.ม./

วน) (วน)

ปรมาตรตอวน

(ล.) มลไก (ก.) มลโค (ก.)

หญาหมก

(ก.)

เรมตนระบบ

F1 R1 0 1.45

1 40 0.5

0 85.7 59.1

F2 R2 0 0 0 0 100

F3 R3 0.41 1.45 17.1 60.4 41.7

F4 R4 0.41 0 24 0 58.8

แฟคทอเรยล

F1 R1 0 1.45

1.5 27 0.75

0 128.6 88.7

F2 R2 0 0 0 0 150

F3 R3 0.41 1.45 25.6 90.6 62.5

F4 R4 0.41 0 36 0 87.8

คากลาง

C1 R1 0.205 0.725

1.5 27 0.75

18.1 64 88.2

C2 R2 0.205 0.725 18.1 64 88.2

C3 R4 0.205 0.725 18.1 64 88.2

จดแกน

A1 R2 0.495 0.725

1.5 27 0.75

33.7 49.4 68.1

A2 R3 0 0.725 0 80.8 111.4

A3 R3 0.205 1.75 14 119.9 68.5

A4 R1 0.205 0 22.7 0 110.7

39

ตารางท 3.4 รายละเอยดการดาเนนการทดลอง (ตอ)

สวนของการ

ทดลอง

ลาดบการ

ทดลอง

ถง

ปฏกรณ

ทใช

สภาวะทใชในการทดลอง

อตราภาระ

บรรทก

สารอนทรย

ระยะเวลาเกบ

กก ปรมาณสารปอน

มลไก (กก.)* มลโค (กก.)* (กก.VS/ลบ.ม./

วน) (วน)

ปรมาตรตอวน

(ล.) มลไก (ก.) มลโค (ก.)

หญาหมก

(ก.)

การทดลอง

เพมเตม

T1 R2 0.1025 0.3625 1.5 27 0.75 11.4 40.3 111.1

T2 R4 0 0 2 20 1 0 0 200

T3 R4 0 0 3 14 1.5 0 0 300

T4 R1 0.1157 0 1.5 27 0.75 86.8 0 0

T5 R3 0 0.4192 1.5 27 0.75 0 314.4 0

*ปรมาณมลไกและมลโคทใชแสดงในหนวย กก./ 1 กก.หญาหมก

40

ตารางท 3.5 รายละเอยดพารามเตอรททาการวเคราะห

พารามเตอร ตวอยาง ความถในการ

วเคราะห วธเชงวเคราะห

ของแขงทงหมด (มก./ล.) นาเขา-นาออก 2 ครง/สปดาห Gravimetric Method

ของแขงระเหย (มก./ล.) นาเขา-นาออก 2 ครง/สปดาห Gravimetric Method

สภาพดาง (มก.CaCO3/ล.) นาเขา-นาออก 2 ครง/สปดาห Titration Method

กรดไขมนระเหย (มก.CH3COOH/ล.) นาเขา-นาออก 2 ครง/สปดาห Titration Method

ของแขงแขวนลอย (มก./ล.) นาออก 2 ครง/สปดาห Gravimetric Method

ของแขงแขวนลอยระเหย (มก./ล.) นาออก 2 ครง/สปดาห Gravimetric Method

พเอช นาเขา-นาออก ทกวน pH meter (Denver Instrument Model UB-10)

อณหภม (องศาเซลเซยส) นาเขา-นาออก ทกวน pH meter (Denver Instrument Model UB-10)

ปรมาณกาซชวภาพ กาซชวภาพ ทกวน เครองวดปรมาณกาซ

องคประกอบของกาซชวภาพ กาซชวภาพ ทก 2 สปดาห Gas Chromatography (GC)

(APHA.2006. Standard Methods the Examination of Water and Wastewater)

สวนท 2 : การศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณ

กาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว

3.6 การทดลองโดยใชถงปฏกรณในระดบหองปฏบตการ

3.6.1 ถงปฏกรณทใชในการทดลอง

ถงปฏกรณทใชในการทดลองเปนถงปฏกรณแบบกวนสมบรณระดบหองปฏบตการ

ทรงกระบอกทาจากอะคลลคใสจานวน 4 ถง (กาหนดชอเปน R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ) ถงม

เสนผาศนยกลางเทากบ 0.30 ม. และมความลก 0.40 ม. ปรมาตรใชงานเทากบ 28 ล. โดยถงปฏกรณทง

4 ถงตดตงชดกวนผสมซงทางานดวยมอเตอรและชดเกยรทดรอบใหใบพดกวนทางานทความเรวรอบ

100 รอบตอนาท โดยชดกวนผสมจะถกควบคมการทางานดวยสวตซตงเวลา ในสวนกาซชวภาพท

เกดขน ทาการเกบรวบรวมเพอวดปรมาตรโดยผานทอทอยดานบนถงปฏกรณเขาสถงเกบกาซ

รายละเอยดของอปกรณและการตดตงระบบ แสดงดงภาพท 3.5 และภาพท 3.6

3.6.2 ชดกวนผสม

ใบพดกวนขบเคลอนโดยมอเตอรยหอ MITSUBISHI ขนาด ½ hp (0.4 กโลวตต) ความเรว

รอบ 1,440 รอบตอนาท ลดความเรวรอบดวยชดทดเกยร (Gear Block) ยหอ CHENTA ทมขนาด

อตราสวน 50:1 รอบ เพอลดความเรวรอบลงใหเหมาะสมกบการกวนในถงปฏกรณ (100 รอบตอนาท)

ภาพท 3.5 แบบจาลองถงปฏกรณทใชในการทดลอง

41

ภาพท 3.6 รายละเอยดของอปกรณและการตดตงระบบ

หมายเหต : 1=ทอเตมหญา 2,3=ทอดงตวอยางน าออก 4=ทอระบายตะกอน 5=ทอทางกาซตอเขาสถงเกบกาซ

6=สวตซตงเวลา 7=ชดเกยรทดรอบ 8=มอเตอร

3.6.3 สวตซตงเวลา

เครองตงเวลาแบบหมนชนดตงเวลาปด-เปดได 24 ชวโมง ใชควบคมการทางานของชด

กวนผสม โดยสามารถตงระยะเวลาเปด/ปดได สามารถกาหนดระยะเวลาการกวนผสมตามทตองการ

3.6.4 เครองวดปรมาตรกาซชวภาพ

กาซชวภาพทเกดขนทาการเกบรวบรวมเพอวดปรมาตรโดยผานทอทตดตงดานบนถง

ปฏกรยาเขาสถงเกบกาซ วดปรมาตรกาซทเกดขนโดยใชเครองสบ สบกาซชวภาพจากถงเกบกาซผาน

มเตอรวดปรมาตรกาซ (ยหอ YAZAKI รน VY2A) ดงภาพท 3.4

42

ภาพท 3.7 เครองวดปรมาตรกาซชวภาพ

3.7 สภาวะทใชในการทดลอง

ออกแบบการทดลองตามทฤษฏ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ ซงจานวนการ

ทดลองทงหมดเทากบ 2k โดยท k คอ จานวนปจจย ทงนกาหนดใหทาการทดลองท 2 ระดบคาของ

ปจจยททาการศกษา เพอลดจานวนและระยะเวลาทใชในการทดลอง โดยปจจยทศกษาคอผลของ

ระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 ทาให

จานวนการทดลองทงหมดเทากบ 2 2 = 4 การทดลอง โดยมเงอนไขการเปลยนแปลงคาของปจจยเพอ

แสดงผลถงปจจยทศกษาทมผลตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพ โดยกาหนดคาตาและสงของ

ปจจยคอ ระยะเวลาการกวนผสม 5 นาท/ชวโมง และ 45 นาท/ชวโมง ซงเปนชวงคาทกวางพอทจะ

เหนความแตกตางของคาตาและสงของระยะเวลากวนผสม และคาความเขมขนของแขงทงหมด

(%TS) ของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 4% และ 12% ซงเปนคาทการกวนผสมยงเกดขนไดโดยใช

ใบพดกวนและกาลงมอเตอรของถงปฏกรณ นอกจากน ทาการทดลองทคากลางซ า 3 ครง เพอให

สามารถวเคราะหผลทางสถตไดและใชในการทดสอบความสมพนธของปจจยทศกษาซงอาจเปนเสน

โคง คอ ระยะเวลาการกวนผสม 25 นาท/ชวโมง และคาความเขมขนของแขงทงหมด (%TS) ของ

หญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 8% ทาใหเกดสภาวะการทดลองทงหมด 7 การทดลอง ดงตารางท 3.6

43

ตารางท 3.6 สภาวะทใชในการทดลองทออกแบบตามทฤษฎ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ

ลาดบการทดลอง ระยะเวลาการกวนผสม

(นาท/ชวโมง)

ความเขมขนของของแขงทงหมด

(%TS)

A1 5 4

A2 5 12

A3 45 4

A4 45 12

A5 25 8

A6 25 8

A7 25 8

3.7.1 การวเคราะหผลการทดลอง

การวเคราะหขอมลใชผลตอบสนอง (Response) คอ คาปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

(Methane Yield) ในหนวย ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม โดยใชโปรแกรม MINITAB 16 (Minitab Inc.) ใน

การวเคราะหขอมลเชงสถต โดยกาหนดใหใชคาความเชอมนท 90 เปอรเซนต เพอแสดงถงผลของ

ปจจย คอ ผลของระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยร

ปากชอง 1 เพอหาผลหลก (Main Effect) และผลทมตอกน (Interaction Effect) ของปจจยทศกษาตอคา

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ และสามารถสรางสมการเพอทานายคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทได เมอใช

คาระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 ตางๆ

ได

3.7.2 การทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตาม

ทฤษฎ Full Factorial Design

หลงจากทดลองครบทกสภาวะการทดลองตามทฤษฏ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ

เพอทราบผลหลก รวมถงผลทมตอกนของปจจยแลว จากนนกาหนดสภาวะการทดลองเพมเตมอก

เพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการวเคราะหขอมลทางสถตดวยโปรแกรม

MINITAB 16 (Minitab Inc.) โดยกาหนดคาของปจจยคอ ผลของระยะเวลาการกวนผสมและคาความ

เขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 เพมเตมอก 6 การทดลอง ดงตารางท 3.7

44

ตารางท 3.7 สภาวะทใชในการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการ

ทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design

ลาดบการทดลอง ระยะเวลาการกวนผสม

(นาท/ชวโมง)

ความเขมขนของของแขงทงหมด

(%TS)

B1 0* 2

B2 0* 14

B3 53 2

B4 53 14

B5 0* 4

B6 53 4

หมายเหต *ทระยะเวลาการกวนผสม 0 นาท/ชวโมง มการกวนผสม 10 นาทกอนมการดงตวอยาง/เตมสารปอนตอวน

3.4 ขนตอนการดาเนนการทดลอง

3.8.1 การเรมตนระบบ

เรมระบบโดยเตมเชอตงตนจากระบบผลตกาซชวภาพซเอมย-ซด (CMU-CD) ของบรษท

เฟรชมลคฟารมจากด อ.บานโฮง จ.ลาพน โดยเตมในปรมาณ 30% ของปรมาตรใชงานของถง จากนน

เตมหญาหมกใหมคาความเขมขนของของแขงทงหมด (%TS) และระยะเวลาการกวนผสม ทงน

ตวอยางการคานวณหาปรมาณนาทตองการใชเพอปรบคา %TS ของหญาหมก ตามลาดบการทดลองท

ออกแบบ ทาการทดลองในหองควบคมอณหภมท 35±2 องศาเซลเซยส ทงใหเชอปรบตวโดยดจาก

การทระบบเรมผลตกาซชวภาพ เรมเดนระบบโดยเตมสารปอน (หญาหมกผสมนา) เขาสถงปฏกรณ 1

ครงตอวน ในชวงแรกของการทดลองทาการเดนระบบแบบเอเอสบอาร (ASBR) คอในเวลา 24

ชวโมง มการเตมสารปอน 15 นาท, ทาปฏกรยา 23 ชวโมง, ตกตะกอน 30 นาทและดงน าออก 15 นาท

โดยใชคาอตราภาระบรรทกสารอนทรยเทากบ 1.0 กก.VS/ลบ.ม.วน เพอใหเชอในระบบทาการ

ปรบตวกบหญาหมกทปอนและเปนการรกษาปรมาณเชอในระบบ มการเตม NaOH เพอปรบคาพเอช

ภายในถงปฏกรณใหอยในชวง 6.5-7.0 เฉพาะในชวงแรกของการเดนระบบ โดยการคานวณปรมาณ

NaOH ทเตม แสดงในภาคผนวก ข.2.1

3.8.2 การดาเนนการทดลอง

45

เดนระบบแบบกวนสมบรณ (CSTR) คอมการเตมสารปอนและดงนาออกในขณะทมการกวน

เมอระบบเขาสสภาวะคงท โดยพจารณาจากคาปรมาณกาซชวภาพจาเพาะในหนวย ล.กาซชวภาพ/ก.

VSทเตม ทมความแตกตางกน (%RSD) ไมเกน 10% จงมการปรบเพมคาอตราภาระบรรทก

สารอนทรยทใชสาหรบการทดลองจาก 1 กก.VS/ลบ.ม.วน เปน 1.5 กก.VS/ลบ.ม.วน รายละเอยดของ

การทดลองทงหมดแสดงดงตารางท 3.8 ดาเนนการทดลองจนระบบเขาสสภาวะคงท ทงนในการ

วเคราะหขอมลใชผลตอบสนอง (Response) คอ คาปรมาณกาซมเทนจาเพาะในหนวย ล.กาซมเทน/ก.

VSทเตม เพอวเคราะหผลของสภาวะทใชในการทดลองดงกลาว

3.8.3 การเตมสารปอน/ดงนาออก

ทาการเดนระบบทคาอตราภาระบรรทกสารอนทรยเทากบ 1.5 กก.VS/ลบ.ม.วน เนองจากสาร

ปอนทใชในการเดนระบบคอหญาหมก ซงเปนสารอนทรยทมปรมาณของแขงแขวนลอยสง (ถงแมจะ

ทาการปรบลดคาโดยการเจอจางดวยนาแลว) โดยคาอตราภาระบรรทกสารอนทรยทพบในงานวจย

สาหรบการผลตกาซชวภาพจากสารอนทรยประเภทหญามคาในชวง 1.0-6.5 กก.VS/ลบ.ม.วน [6,27]

การทดลองนจงเลอกทาการเดนระบบทคาอตราภาระบรรทกสารอนทรยเทากบ 1.5 กก.VS/ลบ.ม.วน

ซงเปนคาทไมสงหรอตาเกนไป โดยจากการทดลองของ Xie et al. [6] ททาการศกษาการหมกยอยรวม

ระหวางมลสกรและหญาหมก พบวาการเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยจาก 1.0 เปน 3.0 กก.VS/

ลบ.ม.วน ทาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะมคาลดลงเทากบ 38% หากมการปอนสารอนทรยเขาระบบ

มากเกนไปจะทาใหการยอยสลายสารอนทรยลดลง ในทางตรงกนขามหากปอนสารอนทรยเขาระบบ

นอยเกนไปจะทาใหเปนการใชงานถงปฏกรณอยางไมเตมประสทธภาพ ทงนการดงองคประกอบใน

ถงปฏกรณทาขณะทมการกวนอยางสมบรณ กอนเตมสารปอน (หญาหมกผสมนา) เขาสถงปฏกรณ 1

ครงตอวน โดยปรมาณสารปอนขนอยกบคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาหมก

46

47

ตารางท 3.8 รายละเอยดการทดลอง

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง อตราภาระบรรทก

สารอนทรย

(กก.VS/ลบ.ม.วน)

ปรมาณสาร

ปอน

(ล.)

ระยะเวลา

กกเกบ

(วน)

ระยะเวลาการ

กวนผสม

(นาท/ชวโมง)

ความเขมขนของของแขง

ทงหมด

(%TS)

เรมตนระบบ R1 A1 5 4 1 0.70 27

R2 A2 5 12 0.23 80

R3 A3 45 4 0.70 27

R4 A4 45 12 0.23 80

Full Factorial

Design แบบ 2

ระดบ

R1 A1 5 4 1.5 1.05 27

R2 A2 5 12 0.35 80

R3 A3 45 4 1.05 27

R4 A4 45 12 0.35 80

คากลาง R1 A5 25 8 1.5 0.53 54

R2 - - - - -

R3 A6 25 8 0.53 54

R4 A7 25 8 0.53 54

48

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง อตราภาระบรรทก

สารอนทรย

(กก.VS/ลบ.ม.วน)

ปรมาณสาร

ปอน

(ล.)

ระยะเวลา

กกเกบ

(วน)

ระยะเวลาการกวน

ผสม

(นาท/ชวโมง)

ความเขมขนของของแขง

ทงหมด (%TS)

การทดลอง

เพมเตมเพอพสจน

และตรวจสอบผล

การทดลองทได

จากการทดลอง

Full Factorial

Design

R1 B1 0 2 1.5

1.79 16

R2 B2 0 14 0.31 92

R3 B3 53 2 1.79 16

R4 B4 53 14 0.31 92

R1 B5 0 4 1.5

1.05 27

R2 - - - - -

R3 B6 53 4 1.05 27

R4 - - - - -

ตารางท 3.8 รายละเอยดการทดลอง (ตอ)

ตามสภาวะการทดลองทตองการ สามารถคานวณไดจากสมการท 3.1 ตวอยางการคานวณแสดงใน

ภาคผนวก ข.2.2

OLR = 𝑄 𝑥 𝑉𝑆𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

(3.1)

กาหนดให OLR = อตราภาระบรรทกสารอนทรย (กก.VS/ลบ.ม.วน)

Q = ปรมาณสารปอน (ลบ.ม./วน)

Volume = ปรมาตรใชงานของถงปฏกรณ (ลบ.ม.)

VS = ความเขมขนของของแขงระเหยของหญาหมก (กก./ลบ.ม.)

3.9 การวเคราะหพารามเตอรตางๆ

เกบตวอยางนาเขาและนาออกจากระบบมาวเคราะหพารามเตอรตางๆ ในสวนกาซชวภาพ

ทาการวดปรมาตรกาซชวภาพทเกดขนทกวน และวเคราะหองคประกอบของกาซชวภาพทก 2

สปดาห โดยพารามเตอรททาการวเคราะห ความถในการเกบตวอยาง และวธการวเคราะห แสดงดง

ตารางท 3.9

49

ตารางท 3.9 รายละเอยดพารามเตอรททาการวเคราะห

พารามเตอร ตวอยาง ความถในการ

วเคราะห

วธการวเคราะห

pH นาเขา – นาออก ทกวน pH meter /

Denver Instrument

Model UB-10

อณหภม (องศาเซลเซยส) นาเขา – นาออก ทกวน pH meter /

Denver Instrument

Model UB-10

Alkalinity (มก.CaCO3/ล.)* นาเขา – นาออก 2 ครง/สปดาห Titration Method

VFA (มก. CH3COOH/ล.)* นาเขา – นาออก 2 ครง/สปดาห Titration Method

TS (มก./ล.) นาเขา – นาออก 2 ครง/สปดาห Gravimetric Method

VS (มก./ล.) นาเขา – นาออก 2 ครง/สปดาห Gravimetric Method

พารามเตอร ตวอยาง ความถในการ

วเคราะห

วธการวเคราะห

SS (มก./ล.) นาออก 2 ครง/สปดาห Gravimetric Method

VSS (มก./ล.) นาออก 2 ครง/สปดาห Gravimetric Method

ปรมาตรกาซชวภาพ กาซชวภาพ ทกวน มเตอรวดปรมาตร

กาซ

องคประกอบของ

กาซชวภาพ

กาซชวภาพ ทก 2 สปดาห Gas Chromatography

(GC)

หมายเหต : วธวเคราะหใชตาม Standard Method for the Examination of Water and Wastewater [32]

*การวเคราะห Alkalinity และ VFA วเคราะหตามวธของ Dilallo & Albertson [33]

50

บทท 4 ผลการทดลองและวจารณผลการทดลอง

การทดลองโครงการนแบงออกเปน 2 สวน คอ (1) การศกษาผลของการเตมมลไกและมลโค

ตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 (2) การศกษาผลของระยะเวลาการ

กวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยร

พนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว ทงนผลการทดลองและวจารณผลการทดลอง สามารถแสดงได

ตามลาดบการทดลองดงตอไปน

สวนท 1 : การศกษาผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจาก

หญาเนเปยรปากชอง 1

การดาเนนงานวจยเพอศกษาผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซ

ชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 แบงการทดลองเปน 4 สวน คอ สวนแรกเปนการทดลองตามการ

ออกแบบการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design แบบสองระดบ เพอศกษาผลของปจจยหลก

(Main Effect) และผลทมตอกนของปรมาณมลสตวทใช (Interaction Effect) โดยใชปรมาณมลไก 0

และ 0.41 กก. และปรมาณมลโค 0 และ 1.45 กก.ตอหญาหมก 1 กก. สวนทสองเปนการทดลองทคา

กลาง (Center point) เพอทาใหสามารถวเคราะหผลการทดลองแบบ Full Factorial Design ไดโดยไม

ตองทาการทดลองซ า และเพอตรวจสอบความสมพนธทอาจเปนเสนโคง โดยใชปรมาณมลไก 0.205

กก. และปรมาณมลโค0.725 กก.ตอหญาหมก 1 กก. สวนทสามเปนการทดลองทคาแกน (Axial

Portion) ของปรมาณมลไกและมลโคตามทฤษฎ Central Composite Design เพอหาพนผวตอบสนอง

และสมการเพอใชทานายปรมาณกาซชวภาพทผลตได โดยใชปรมาณมลไก 0 และ 0.495 กก. และใช

ปรมาณมลโค 0 และ 1.75 กก.ตอหญาหมก 1 กก. และสวนท 4 คอการทดลองเพมเตมเพอทดสอบ

ความแมนยาของสมการและพนผวตอบสนอง โดยใชปรมาณมลไก 0.1025 กก. และใชปรมาณมลโค

0.3625 กก. ตอหญาหมก 1 กก. นอกจากนยงไดทาการทดลองโดยใชเฉพาะมลไกและมลโคเปน

สารอาหารเดยว เพอตรวจสอบและเปรยบเทยบกบปรมาณกาซชวภาพทผลตได ซงผลการทดลองและ

วจารณผลการทดลองแสดงดงหวขอตอไปน

4.1 การวเคราะหเชงแฟคทอเรยล

การทดลองทออกแบบตามทฤษฏ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ ทาการทดลองทสวน

แฟคทอเรยลทคาสงและคาตาของปรมาณมลไกและมลโคโดยเปนการทดลองท F1-F4 ตามตาราง 3.4

51

และทาการทดลองทคากลางของปรมาณมลไกและมลโค ทาซ า 3 การทดลอง คอการทดลองท C1-C3

ตามตารางท 3.4 โดยผลตอบสนองทตามการทฤษฏ Full Factorial Design ทใชคอปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทไดในแตละการทดลองแสดงในตารางท 4.1 ผลการทดลองทไดแสดงในหวขอตอไปน

ตารางท 4.1 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยทไดในแตละการ

ทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design

ลาดบการ

ทดลอง

ถง

ปฏกรณท

ใช

สภาวะทใชในการทดลอง อตราสวนคารบอน

ตอไนโตรเจน

ปรมาณกาซมเทน

จาเพาะ** (ลบ.ม.มเทน/

กก.VS ทเตม)

ประสทธภาพการกาจด

ของแขงระเหย** (%) มลไก

(กก.)* มลโค (กก.)*

F1 R1 0 1.45 29.9 0.139(±0.013) 48.49(±4.61)

F2 R2 0 0 48.0 0.255(±0.021) 64.33(±2.20)

F3 R3 0.41 1.45 20.5 0.190(±0.015) 58.72(±12.14)

F4 R4 0.41 0 20.2 0.168(±0.001) 54.61(±10.67)

C1 R1 0.205 0.725 24.8 0.253±(0.008) 57.73±(1.36)

C2 R2 0.205 0.725 24.8 0.252±(0.008) 56.91±(2.75)

C3 R4 0.205 0.725 24.8 0.248±(0.011) 53.51±(2.71)

หมายเหต *ปรมาณมลไกและมลโคแสดงในหนวย กก.ตอหญาหมก 1 กก.

** ปรมาณกาซมเทนจาเพาะและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยแสดงในรป คาเฉลย (±สวนเบยงเบนมาตรฐาน)

4.1.1 ผลของปจจยทศกษาตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

จากการวเคราะหการทดลองเชงแฟคทอเรยลดวยโปรแกรม MINITAB ในการวเคราะหเชง

สถตคอการวเคราะหความแปรปรวนและวเคราะหการถดถอยเชงเสนเพอหาผลของปจจยทศกษาตอ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ แสดงในตารางท 4.2 และ 4.3 ตามลาดบ พบวาปจจยททาการศกษา ไดแก

ปรมาณมลไกและปรมาณมลโคทเตมมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญทระดบความ

เชอมน 95% (P=0.005) สวนผลทมตอกนของปจจยพบวามผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางม

นยสาคญทระดบความเชอมน 95% (P=0.001) โดยจากตารางท 4.3 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะขนกบ

ผลทมตอกนของปรมาณมลไกและมลโคทเตมมากกวาการเตมมลสตวชนดใดชนดหนง โดยมระดบ

ผลกระทบ (Effect) ถง 0.06900 ในขณะทเตมมลสตวเพยงชนดใดชนดหนงใหผลลบตอปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะโดยมระดบผลกระทบ -0.01800 และ -0.04700 สาหรบปรมาณมลไกและปรมาณมลโค

ตามลาดบ โดยคาบวกหรอลบของระดบผลกระทบนนแสดงถงความสมพนธในเชงเพมหรอลบ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะเมอเตมมลไกหรอมลโค เชน การเตมมลไกและมลโคมระดบผลกระทบกบ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.06900 อธบายไดวาผลของการเตมมลไกและมลโครวมกนจะสงผลให

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะเพมขน โดยอาจเปนผลเนองมาจากการเตมมลสตวทงสองชนดรวมกนชวย

52

เพมความหลากหลายของเชอจลชพในระบบ ซงชวยใหประสทธภาพในการผลตกาซมเทนจาเพาะม

คาสงขนทงนการวเคราะหผลของปจจยทมตอกนและผลหลกของปจจยแสดงในหวขอตอไปน

ตารางท 4.2 ผลการวเคราะหทางสถตโดยใชการวเคราะหความแปรปรวน

Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P

Main Effect 2 0.0025330 0.00253300 0.00126650 180.93 0.005

CM (kg) 1 0.0003240 0.00032400 0.00032400 46.29 0.021

DM (kg) 1 0.0022090 0.00220900 0.00220900 315.57 0.003

2-Way Interactions 1 0.0047610 0.00476100 0.04761000 680.14 0.001

CM (kg)*DM (kg) 1 0.0047610 0.00476100 0.04761000 680.14 0.001

Curvature 1 0.0068040 0.00680400 0.00680400 972 0.001

Residual Error 2 0.0000140 0.00001400 0.00000700

Pure Error 2 0.0000140 0.00001400 0.00000700

Total 6 0.0141120 0.01411200

หมายเหต ปรมาณมลไกแสดงดวย CM

ปรมาณมลโคแสดงดวย DM

ตารางท 4.3 ผลการวเคราะหทางสถตโดยใชการวเคราะหการถดถอยเชงเสน

Term Effect Coef SE Coef T P

Constant 0.18800 0.001323 142.11 0.000

CM (kg) -0.01800 -0.00900 0.001323 -6.80 0.021

DM (kg) -0.04700 -0.02350 0.001323 -17.76 0.003

CM (kg)*DM (kg) 0.06900 0.03450 0.001323 26.08 0.001

Ct Pt 0.06300 0.002021 31.18 0.001

S=0.00264575 R-Sq=99.90% R-Sq(adj)=99.70%

หมายเหต ปรมาณมลไกแสดงดวย CM

ปรมาณมลโคแสดงดวย DM

4.1.2 ผลของอทธพลรวมของปจจยตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

จากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design และการทดลองทคากลาง (การทดลอง F1-

F4 และ C1-C3 ตามตาราง 3.4) สามารถวเคราะหผลของอทธพลรวมของปจจยทมตอกนตอผลการ

ตอบสนอง ซงในการศกษานคอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ โดย รปท 4.1 แสดงผลทมตอกนของ

ปรมาณมลไกและมลโคตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ โดยพบวาผลของปรมาณมลไกและมลโคทเตมม

53

ผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 95% (P=0.001) โดยจากตารางท

4.3 พบวาผลของอทธพลรวมของปรมาณมลไกและมลโคมระดบผลกระทบตอปรมาณกาซมเทน

จาเพาะ 0.06900 จากรปท 4.1 จะเหนวาทคาตาของปรมาณมลโคทเตม (0 กก.) จะไดปรมาณกาซมเทน

จาเพาะสงสดทปรมาณมลไกทเตมคาตา (0 กก.) และปรมาณกาซมเทนจาเพาะตาสดเกดขนทคาสงสด

ของปรมาณมลโคทเตม (1.45 กก.) และคาสงสดของปรมาณมลไกทเตม (0.41 กก.) ทงนผลการ

ทดลองทไดขดแยงกบการศกษาของ Wang et al. [5] ซงทาการทดลองโดยออกแบบการทดลองตาม

ทฤษฎ Central Composite Design เพอหาผลของการหมกยอยฟางขาวรวมกบมลสตวในการทดลอง

แบบ Batch โดยพบวาการเตมมลโคและมลไกจะเพมปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการหมกยอย

รวมกบฟางขาวและพบวาการเพมอตราสวนของฟางขาวจะทาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะลดลงอยาง

มนยสาคญ ความแตกตางของผลการทดลองทพบในงานวจยนกบงานวจยของ Wang et al. (2013)

นาจะมาจากการทในงานวจยของ Wang et al. ใชฟางขาวเปนแหลงคารบอนหลก ซงจากรายงานของ

งานวจยตางๆพบวาฟางขาวมปรมาณลกนนสงในชวง 10.8-22.3% [34; 35; 36; 37; 38] ซงแสดงให

เหนวาฟางขาวยอยสลายไดยากกวาหญาเนเปยรปากชอง 1 ซงมปรมาณลกนนเพยง 6.7% การเตมมล

สตวซงยอยสลายไดงายกวาในกระบวนการยอยสลายรวมกบฟางขาวจงสงผลใหไดคาปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะเพมขน

อยางไรกตามการทดลองของ Wang et al. พบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสดเกนขนทการ

หมกรวมของมลโค มลไกและฟางขาว โดยเปนการหมกยอยทคาอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน

เทากบ 24.7 ซงสอดคลองกบผลการทดลองทไดในการทดลองน การเตมมลไกและมลโคทคากลาง

(0.205 กก.และ 0.725 กก.) จะใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงใกลเคยงกบปรมาณกาซมเทนจาเพาะท

ไดจากการหมกยอยเดยวของหญา โดยสดสวนการเตมมลไกและมลโคทคากลางนจะใหคาอตราสวน

คารบอนตอไนโตรเจนเทากบ 24.8 (ตารางท 4.1) ซงแสดงใหเหนวาอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน

มผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการยอยสลายรวมระหวางหญาเนเปยรกบมลสตว โดยจาก

ผลการทดลองทได พบวาอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนทเหมาะสมทสดมคาประมาณ 25 ซง

สอดคลองกบ Gerardi [39] ทรายงานวาอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนในสารปอนสาหรบระบบ

ผลตกาซชวภาพทเหมาะสมทสด มคาเทากบ 25 ซงคาอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนมความสาคญ

ตอกระบวนการยอยสลายแบบไรออกซเจน โดยมสวนชวยยบย งการเปลยนไนโตรเจนสวนเกนไป

เปนแอมโมเนยอนเปนตวยบย งการเกดกาซชวภาพ การหมกยอยทอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนท

เหมาะสมจงชวยปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดมคามากขน

54

1.4500.7250.000

0.250

0.225

0.200

0.175

0.150

DM (kg)

Spec

ific

Met

hane

Yie

ld (ลบ

.ม.C

H4/กก

.VS) 0.000 Corner

0.205 Center0.410 Corner

CM (kg) Point Type

รปท 4.1 ผลของอทธพลรวมของปจจยทมตอกนตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

หมายเหต ปรมาณกาซมเทนจาเพาะแสดงในหนวย ลบ.ม.มเทน/กก.VS ทเตม

ปรมาณมลไกและมลโคทเตมแสดงในหนวย กก.ตอ 1 กก.หญาหมก

จดแดง คอ คาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดทคากลาง คอการเตมมลไก 0.205 กก.

และมลโค 0.725 กก. ตอหญา 1 กก.

การทดลองของคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการหมกยอยรวมระหวางพชพลงงานกบ

มลสตว แตกตางจากผลทไดในหลายงานวจยทพบวาการเตมมลสตวเพอผลตกาซชวภาพรวมกบพช

พลงงานใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงขน [3; 5; 27] อยางไรกตามงานวจยตางๆทพบยงไมมงาน

ใดใชหญาเนเปยรปากชอง 1 เปนพชพลงงานหลกในกระบวนการยอยสลายรวมกบมลสตว ทงนการท

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสดเกดขนเมอใชหญาเนเปยรปากชอง 1 [40] เปนสารอาหารเดยวและการ

ลดลงของคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะเมอมการเตมมลไกและมลโคสามารถอธบายไดจากสมมตฐาน

ดงตอไปน

ก) องคประกอบของหญาเนเปยรปากชอง 1 มสารอนทรยทยอยสลายไดงายคอนขางมาก

โดยเมอพจารณาจากประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย (ตาราง 4.1) พบวาในการทดลอง F2 ซง

เปนการหมกยอยเดยวของหญาเนเปยรมประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย 64.33(±2.20)% ซงสง

55

กวาประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยทไดจากการทดลองอนอยางมนยสาคญ (P=0.000) เมอ

เปรยบเทยบโดยการวเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) สอดคลองกบปรมาณกาซมเทนจาเพาะทม

คาสงกวาการทดลองอนๆ นอกจากนยงสามารถพสจนไดโดยพจารณาจากปรมาณสวนทถกยอยสลาย

ไดทางชวภาพ (Biodegradable Fraction, BF) ของหญาและมลสตวทใชในการทดลอง ซงแสดงไดโดย

สมการท 4.1 [40]

BF = 0.83 -0.028LC (4.1)

โดย LC คอ คาลกนนในหนวยรอยละของของแขงระเหย (โดยนาหนกแหง)

ตารางท 4.4 แสดงคา BF ของหญาเนเปยรและมลสตวทใชในการทดลอง จากตารางพบวาคา

BF ของหญา มลไกและมลโคมคา 0.64, 0.74 และ 0.46 ตามลาดบ โดยคา BF สามารถประเมนการ

ยอยสลายของสารอนทรยได โดยสารอนทรยทมปรมาณลกนนตาจะมคา BF สงกวาสารอนทรยทม

ปรมาณลกนนสง จากตาราง 4.4 จะเหนวามลโคมคา BF ตากวามลไกและหญาหมกมาก สอดคลองกบ

การทดลองท F1 ซงเปนการหมกยอยรวมระหวางมลโคและหญาหมก มประสทธภาพการกาจด

ของแขงระเหย 48.5(±4.61)% ซงตากวาการทดลองอนๆอยางมนยสาคญ (P<0.05) สงผลใหมปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะตาทสดคอ 0.139(±0.013) ลบ.ม.มเทน/กก.VS.ทเตม

ตารางท 4.4 คา Biodegradable fraction (BF) ของหญาและมลสตวทใชในการทดลอง*

วตถดบ ของแขงระเหย ลกนน (LC)

BF % (%ของแขงระเหย)

หญาหมก 17.4 6.7 0.64

มลไก 27.3 3.0 0.74

มลโค 7.2 13.1 0.46

*คาปรมาณของแขงระเหยและลกนนทไดเปนคาเฉลยจากการวดตวอยางจานวน 2 ตวอยาง

ข) คาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทลดลงเมอมการเตมมลสตว ไมไดเปนผลมาจาก

ความเปนพษทเกดจากแอมโมเนยมหรอกาซแอมโมเนย ตารางท 4.5 แสดงปรมาณไนโตรเจนรวมจาก

การคานวณในแตละการทดลองทมการเตมมลสตวผสมกบหญาหมก โดยพบวามคาเทากบ 680, 858

และ 751 มก./ล. ทการทดลองท F1, F3 และ F4 ตามลาดบ (การคานวณแสดงในภาคผนวก ข.1.4)

56

หากสมมตวาไนโตรเจนทงหมดถกเปลยนรปเปนแอมโมเนยม ปรมาณแอมโมเนยมสงสดในระบบ

(การทดลองในชวง Full Factorial Design และคากลาง) จะมคาเทากบ 858 มก./ล. ซงตากวาคาความ

เขมขนทรายงานวาเปนพษตอจลชพในถงปฏกรณแบบไรออกซเจน ( 3,000 มก./ล. [20]) คอนขางมาก

นอกจากน เมอคานวณปรมาณกาซแอมโมเนยโดยสมการท 4.2 [17] (ตวอยางการคานวณปรมาณ

ไนโตรเจนรวมและปรมาณกาซแอมโมเนยแสดงในภาคผนวก ข.1.4) พบวาปรมาณกาซแอมโมเนย

สงสดมคาเพยง 2.7 มก./ล. (ตารางท 4.5) ทการทดลองท F3 ซงนอยกวาคาตาสดทเปนพษตอจลชพ

(150 มก./ล.)[20] ) ดงนนปรมาณกาซมเทนจาเพาะทมคาลดลงเมอมการเตมมลสตวนาจะเกดจากการ

ทสารอนทรยคารบอนในมลไกและโดยเฉพาะอยางยงมลโคทใช ถกยอยสลายไดยากกวาสารอนทรย

คารบอนทอยในหญาหมก

]K[

]H[1

NNH Total

3 +

+= (4.2)

ตารางท 4.5 ผลการคานวณปรมาณไนโตรเจนรวมและปรมาณกาซแอมโมเนยในสารปอน

ลาดบการ

ทดลอง

ถง

ปฏกรณท

ใช

สภาวะทใชในการทดลอง ปรมาณ

ไนโตรเจนรวม

ปรมาณกาซ

แอมโมเนย

มลไก

(กก.)*

มลโค

(กก.)* มก./ล. มก./ล.

F1 R1 0 1.45 688 2.2

F2 R2 0 0 388 1.2

F3 R3 0.41 1.45 858 2.7

F4 R4 0.41 0 751 2.4

C1 R1 0.205 0.725 720 2.3

C2 R2 0.205 0.725 720 2.3

C3 R4 0.205 0.725 720 2.3

*มลไกและมลโคทเตมแสดงในหนวย กก./ 1 กก.หญาหมก

เมอพจารณาจากคา BF ของมลไก (ตารางท 4.4) พบวามลไกมคา BF สงกวาหญาเนเปยร

ปากชอง 1 แตกลบพบวาเมอหมกยอยมลไกรมกบหญาเนเปยรปากชอง 1 ทาใหปรมาณกาซมเทน

57

จาเพาะทไดมคาลดลง ทงนอาจเปนเหตผลจากในมลไกมปรมาณแอมโมเนยรวมถงอออนตางๆสงและ

ในการเดนระบบในงานวจยนยงไมยาวพอใหจลชพผลตกาซมเทนปรบตวเขากบความเขมขนของ

แอมโมเนยได โดยจากงานวจยของ Abouelenien et al. [41] ซงศกษาการกระบวนการหมกแบบไร

อากาศจากมลไกพบวาปรมาณกาซมเทนจะเพมขนเมอเดนระบบอยางตอเนองเปนเวลา 254 วน

หลงจากทจลชพกลมเมทาโนเจนสามารถปรบตวเขากบความเขมขนของแอมโมเนยทสงได เนองจาก

งานวจยนมการเปลยนแปลงสารปอนในแตละถงปฏกรณทาใหไมมถงปฏกรณใดทใชสารปอนเปนมล

ไกเปนระยะเวลานาน อาจทาใหจลชพยงไมสามารถปรบตวกบความเขมขนของแอมโมเนยในมลไก

ได

ค) สมมตฐานทสาคญอกประการหนงคอการทหญาหมกมอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน

สง (48.01) อาจไมไดหมายความวาหญาหมกมปรมาณไนโตรเจนไมเพยงพอตอการยอยสลายดวย

กระบวนการแบบไรออกซเจนเสมอไป ทงนเนองจากธาตคารบอนทอยในสารอนทรยสวนใหญไม

สามารถถกใชโดยจลชพไดทงหมด ตรงขามกบไนโตรเจนซงสวนใหญจะถกใชไดโดยจลชพ [40] ทา

ใหอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน เมอพจารณาเฉพาะธาตคารบอนทจลชพใชเปนสารอาหารไดจรง

ของหญาหมกมคาตาลง จนปรมาณไนโตรเจนทมอยพอเพยงได เมอมการผสมทงมลไกและมลโคกบ

หญาหมก พบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดมคาสงขนกวาคาทไดจากการเตมมลสตวเพยงชนดเดยว

(การทดลองท F1, F3, F4, C1, C2 และ C3) โดยอาจเปนผลจากการทในมลสตวทงสองชนดมธาต

อาหารทจาเปนตอจลชพ รวมถงการเตมมลสตวทงสองชนดรวมกนชวยเพมความหลากหลายของจล

ชพในระบบการเตมมลสตวทงสองชนดจงสงผลใหประสทธภาพการผลตกาซชวภาพทดขน

ง) มลสตวทใชตลอดการทดลองมลกษณะสมบตปกตแมจะมการเกบรกษาไวทอณหภม 4

องศาเซลเซยส โดยจากการวดลกษณะทางเคมของมลสตวในชวงปลายของการทดลอง พบวามคา

ใกลเคยงกบลกษณะทางเคมของมลสตวในชวงตนของการทดลองและใกลเคยงกบลกษณะสมบตของ

มลสตวท Wang et al. [5] ไดรายงานไว ดงแสดงในตารางท 4.6 ดงนนการทปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

สงสดเกดขนเมอการใชหญาเปนสารอาหารเดยวจงไมไดเปนผลจากการเปลยนแปลงลกษณะสมบต

ทางเคมของมลสตว

58

ตารางท 4.6 ลกษณะทางเคมของมลสตวทชวงตนและปลายของการทดลองเปรยบเทยบกบคาจาก

งานวจยของ Wang et al.[5]

ชวงของการ

ทดลอง มลสตว พเอช

ของแขง

ทงหมด

ของแขง

ระเหย

อตราสวน

ของแขงระเหย

ตอของแขง

ทงหมด

อนทรย

คารบอน

ไนโตรเจน

ทงหมด

อตราสวน

คารบอนตอ

ไนโตรเจน

ชวงตนของการ

ทดลอง (วเคราะห

ตวอยางวนท 18

มถนายน 2556)

มลโค - 95,420 81,125 0.9 46.64 2.23 20.9

มลไก - 345,787 245,009 0.7 32.99 4.05 8.1

Wang et al.

(2012)

มลโค 7.23 139,000 107,586 0.8 62.8 2.67 23.5

มลไก 6.88 248,000 159,464 0.6 55.4 6.14 9.0

ชวงปลายของการ

ทดลอง (วเคราะห

ตวอยางวนท 9

เมษายน 2557)

มลโค 7.93 90,645 72,398 0.8 47.12 2.67 17.6

มลไก 6.89 321,511 273,390 0.9 33.8 3.23 10.5

จ) หญาเนเปยรปากชอง 1 ทใชในงานวจยนไดผานการทาหญาหมกกอนทจะนามาเปนวสด

ในการผลตกาซชวภาพ ซงจากตารางท 4.7 จะเหนวาเมอเปรยบเทยบกบชวมวลประเภทอนๆเชน ตน

ออ[42] หญามสแคนทส [42] ซงขาวโพด [43] และฟางขาว [34-38] ซงมปรมาณลกนน 26.5, 28.7,

17.2 และ 10.8-22.3% ตามลาดบ พบวา ชวมวลเหลานมปรมาณลกนนสงกวาหญาเนเปยรทผานการ

ทาหญาหมกทใชในการทดลองนซงมปรมาณลกนนเพยง 6.7% นอกจากนยงเหนไดวาหญาเนเปยรสด

[44] ทยงไมผานการบาบดขนตนมปรมาณลกนนตากวาชวมวลอนๆอยางเหนไดชดสงผลใหหญาเน

เปยรปากชอง สามารถยอยสลายไดงายกวาชว มวลประเภทอนๆ ทาใหในงานวจยนพบวาการหมก

ยอยรวมของมลสตวกบหญาเนเปยรปากชอง 1 ไมสงผลใหไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงขนเมอ

เปรยบเทยบกบการหมกยอยรวมกบชวมวลประเภทอนทรายงานในบางงานวจย

59

ตารางท 4.7 ปรมาณลกนนในชวมวลชนดตางๆ

ชวมวล ลกนน (%) ทมา

ตนออ 26.5 [42]

หญามสแคนทส 28.7 [42]

ซงขาวโพด 17.2 [44]

ฟางขาว 10.8-22.3 [34-38]

หญาเนเปยรปากชอง 1 สด 17.4 [46]

หญาเนเปยรปากชอง 1 หมก 6.7 งานวจยน

4.1.3 ผลของปจจยหลกตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

จากปจจยหลกทศกษา ไดแกปรมาณมลไกและปรมาณมลโคทเตม พบวาแตละปจจยมผลตอ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 95% (รปท 4.2) การเปลยนแปลง

ปรมาณมลไกมผลทางลบตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญ (P=0.003) โดยการเตมมลไกท

คาตา (0 กก.) ใหคา ปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงขน และทการเตมมลไกทคากลาง (0.205 กก.) จะให

คา ปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงใกลเคยงกบคา ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดขนสงสดทเกดขนจาก

การใชหญาหมกเปนสารอาหารเดยว เชนเดยวกบการเปลยนแปลงปรมาณมลโคทมผลทางลบตอ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญ (P=0.021) โดยการเตมมลโคทคาตา (0 กก.) ใหคาปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะสงขน และการเตมมลโคทคากลาง (0.725 กก.) จะใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสง

ใกลเคยงกบคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดขนสงสด จะเหนวาการเตมมลสตวปรมาณมาก ไมชวย

เพมคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดเสมอไป แตการเตมมลสตวทงสองชนดรวมกนกบหญาจะสงผล

ให ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ ทไดสงกวาการเตมมลสตวเพยงชนดเดยว โดยอาจเนองมาจากการเตม

มลสตวทงสองชนดรวมกนชวยใหในระบบผลตกาซชวภาพมความหลากหลายของจลชพมากขน

สงผลใหมประสทธภาพการผลตกาซชวภาพเพมมากขน

60

0.4100.2050.000

0.25

0.24

0.23

0.22

0.21

0.20

0.19

0.18

0.17

0.161.4500.7250.000

CM (kg)

Spec

ific

Met

hane

Yie

ld (ลบ

.ม.C

H4/กก

.VS)

DM (kg)CornerCenter

Point Type

รปท 4.2 ผลของปจจยหลกทมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

หมายเหต ปรมาณกาซมเทนจาเพาะแสดงในหนวย ลบ.ม.มเทน/กก.VS ทเตม

ปรมาณมลไกและมลโคทเตมแสดงในหนวย กก.ตอ 1 กก.หญาหมก

จดแดง คอ คาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดทคากลาง คอการเตมมลไก 0.205 กก

และมลโค 0.725 กก. ตอหญา 1 กก.

4.2 ผลการทดลองตามทฤษฏ Central Composite Design (CCD)

จากการทาการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design เมอพจารณาคา Curvature ในตาราง

ท 4.2 พบวาความสมพนธระหวางปรมาณกาซมเทนจาเพาะกบปจจยทศกษามความสมพนธเปนเสน

โคงอยางมนยสาคญ (P=0.001) โดยผลทไดจากการทดลองทคากลางพบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะม

คาสงขนกวาคาทไดจากการทดลอง Full Factorial Design อยางมนยสาคญดงนน เพอใหไดปรมาณมล

ไกและมลโคทเหมาะสมสาหรบปรมาณกาซมเทนจาทผลตไดสงสด จงทาการทดลองตอตามวธ CCD

ซงเปนการทดลองทคาแกนของปรมาณมลไกและมลโค โดยเปนการทดลองท A1-A4 (ตารางท 3.4)

ซงปรมาณกาซมเทนจาเพาะและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยทไดจากการทดลองทคาแกน

แสดงในตารางท 4.8 โดยหลงจากทาการทดลองทคาแกนจะสามารถสรางสมการและพนผวสมผสเพอ

61

ใชทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได โดยผลการทดลองและวจารณผลการทดลองแสดงไดใน

หวขอตอไปน

ตารางท 4.8 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยทไดในแตละการ

ทดลองตามทฤษฎ CCD

ลาดบการ

ทดลอง

ถง

ปฏกรณท

ใช

สภาวะทใชในการทดลอง อตราสวนคารบอน

ตอไนโตรเจน

ปรมาณกาซมเทน

จาเพาะ** (ลบ.ม./กก.VS

ทเตม)

ประสทธภาพการ

กาจดของแขง

ระเหย** (%)

มลไก

(กก.)*

มลวว

(กก.)*

A1 R3 0.495 0.725 19.1 0.121(±0.011) 53.6(±2.91)

A2 R1 0 0.725 34.5 0.186(±0.007) 50.2(±3.40)

A3 R2 0.205 1.75 23.6 0.162(±0.011) 54.2(±2.49)

A4 R3 0.205 0 26.7 0.171(±0.011) 52.0(±3.64)

หมายเหต *ปรมาณมลไกและมลโคแสดงในหนวย กก.ตอหญาหมก 1 กก.

** ปรมาณกาซมเทนจาเพาะและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยแสดงในรป คาเฉลย (±สวนเบยงเบนมาตรฐาน)

4.2.1 การตรวจสอบความถกตองของแบบจาลอง

รปท 4.3 และรปท 4.4 แสดงกราฟ Residual Plots สาหรบปรมาณกาซมเทนจาเพาะและ

ประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย เพอใชตรวจสอบสมมตฐานทางสถตสาหรบตรวจสอบความ

ถกตองของแบบจาลอง ซงหากแบบจาลองมความถกตองสวนทอธบายไมไดหรอคาผดพลาด

(Residuals) จะตองไมมรปแบบ โดยแบบจาลองทดจะมสมมตฐานในการวเคราะหการถดถอย 4

ประการ คอ

ก) มการแจกแจงปกต

ข) คาเฉลย Residuals เทากบ 0

ค) ความแปรปรวนคงท

ง) Residuals เปนอสระตอกน

ผลการทดสอบสมมตฐานแสดงไดในรปท 4.3 และรปท 4.4 ซงลกษณะของกราฟ Residual

Plots ทดควรมลกษณะดงแสดงในตารางท 4.8

62

0.0500.0250.000-0.025-0.050

99

90

50

10

1

ResidualP

erce

nt0.2500.2250.2000.1750.150

0.04

0.02

0.00

-0.02

Fitted Value

Res

idua

l

0.030.020.010.00-0.01-0.02-0.03

6.0

4.5

3.0

1.5

0.0

Residual

Freq

uenc

y

1110987654321

0.04

0.02

0.00

-0.02

Observation Order

Res

idua

l

Normal Probability Plot Versus Fits

Histogram Versus Order

รปท 4.3 กราฟ Residual Plots สาหรบปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

5.02.50.0-2.5-5.0

99

90

50

10

1

Residual

Per

cent

605550

5.0

2.5

0.0

-2.5

-5.0

Fitted Value

Res

idua

l

420-2-4

4

3

2

1

0

Residual

Freq

uenc

y

1110987654321

5.0

2.5

0.0

-2.5

-5.0

Observation Order

Res

idua

l

Normal Probability Plot Versus Fits

Histogram Versus Order

รปท 4.4 กราฟ Residual Plots สาหรบประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย

จากรปท 4.3, รปท 4.4 และตารางท 4.9 สามารถสรปไดวาแบบจาลองทไดจากการวเคราะหดวยวธ

CCD มความถกตอง เนองจากลกษณะของกราฟ Normal Probability Plot ทไดจะเหนวาจดบนกราฟม

แนวโนมเรยงตวเปนเสนตรง ไมมจดใดอยนอกเสนตรงอยางชดเจน อกทงจาก Histogram ทไดม

ลกษณะคลายระฆงคว า คอนขางสมมาตรและคา Residuals ท 0.000 มคาความถสง แสดงวา Residuals

มการกระจายตวเปนปกต จากกราฟ Versus Fits จะเหนวาขอมลมการกระจายตวอยางสมาเสมอทง

ทางบวกและทางลบแสดงวาปจจยทวเคราะหมความอสระตอกนและแบบจาลองไมเกดปญหา

63

Multicollinearity จากกราฟ Versus Order จะเหนวา Residual มการกระจายตวทไมมรปแบบแนนอน

แสดงวา Residuals ไมขนกบลาดบการทดลอง

ตารางท 4.9 การทดสอบขอสมมตฐานในการวเคราะหการถดถอย

กราฟ ลกษณะทด

Normal Probability Plot เปนกราฟทใชทดสอบสมมตฐานขอ ก) เพอตรวจสอบการกระจายตวปกต

ของ Residuals โดยหากการทจดบนกราฟเรยงตวกนเปนเสนตรง แสดงวา

Residuals มการกระจายแบบปกต (Normal Distribution)

Histogram เปนกราฟทใชทดสอบสมมตฐานขอ ก) เพอตรวจสอบลกษณะการกระจายตว

ของสวนเบยงเบนมาตรฐาน โดย Histogram ทดควรมรปสมมาตรและเปนรป

ระฆงคว า ถาความถท 0.000 มคามากแสดงถงขอมลความแมนยาสง

Versus Fits เปนกราฟเพอใชทดสอบสมมตฐานขอ ข) และ ค) ตรวจสอบการกระจายตว

ของขอมลวาปจจยทนามาวเคราะหมความเปนอสระตอกนหรอไม เพอ

ปองกนปญหาปจจยมความสมพนธกนสงเกนไป (Multicollinearity)โดย

กราฟทดควรมการกระจายตวแบบสมรอบคา 0 คอมการกระจายตวสมาเสมอ

ทงทางบวกและทางลบ (คาเฉลยเปน 0) และความกวางของแถบควรมคาคงท

เพอแสดงถงความแปรปรวนคงท

Versus Order เปนกราฟเพอใชทดสอบสมมตฐานขอ ง) ตรวจสอบวา Residuals ขนอยกบ

ลาดบการทดลองหรอไม บนกราฟนไมควรปรากฏลกษณะของแนวโนม

หรอรปแบบใดๆอยางชดเจน ถายงมรปแบบชดเจนแสดงวาแบบจาลองทใช

ยงมรปแบบไมเหมาะสม

จากการวเคราะหคา Residuals สรปไดวาผลการทดลองและแบบจาลองทไดมความนาเชอถอ

สามารถนาไปวเคราะหผลทางสถตดวยวธ Parametric ตอไปได

4.2.2 การสรางพนผวตอบสนอง

จากการทาการทดลองเพมในสวนคาแกนของปรมาณมลไกและมลโคตามการออกแบบการ

ทดลองแบบ CCD สามารถสรางการพนผวตอบสนองและกราฟคอนทวรเพอใชวเคราะหหาปรมาณ

มลโคและมลไกทเหมาะสมสาหรบปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสด (รปท 4.5) อกทงยงสรางสรางการ

พนผวตอบสนองและกราฟคอนทวรเพอวเคราะหประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยทเกดขนจาก

การเตมมลสตวดงแสดงในรปท 4.6

64

(ก)

CM

DM

1.00.50.0-0.5-1.0

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

> – – – – < 0.05

0.05 0.100.10 0.150.15 0.200.20 0.25

0.25

YieldMethane

(ข)

รปท 4.5 กราฟพนผวตอบสนอง (ก) และคอนทวร (ข) แสดงผลของปรมาณมลไกและมลโคทเตมตอ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

หมายเหต ปรมาณกาซมเทนจาเพาะแสดงในหนวย ลบ.ม.มเทน/กก.VS ทเตม

ปรมาณมลไกและมลโคทเตมแสดงในรปคารหส

65

(ก)

DM

CM

1.00.50.0-0.5-1.0

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

> – – – < 45

45 5050 5555 60

60

Vs%Remove

(ข)

รปท 4.6 กราฟพนผวตอบสนอง (ก) และคอนทวร (ข) แสดงผลของปรมาณมลไกและมลโคทเตมตอ

ประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย

หมายเหต ปรมาณมลไกและมลโคทเตมแสดงในรปคารหส

66

จากรปท 4.5 จะเหนวาการเตมมลสตวชนดใดชนดหนงเพยงชนดเดยวเปนปรมาณคามาก จะ

ไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะทตา เชนการเตมมลไกเพยงชนดเดยวทคารหส 1.0 (เทากบคาจรงมลไก

0.41 กก.ตอ 1 กก.หญาหมก) โดยไมมการเตมมลโค จะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยในชวง 0.10-

0.15 ลบ.ม.มเทน/กก.VS ทเตม ซงมคาคอนขางตา การเตมมลโคเพยงชนดเดยวทคารหส 1.0 (เทากบ

คาจรงมลโค 1.45 กก.ตอ 1 กก.หญาหมก) ทจะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยในชวง 0.10-0.15ลบ.ม.

มเทน/กก.VS ทเตม ปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสด (มากกวา 0.25 ลบ.ม.มเทน/กก.VS ทเตม) เกดขน

เมอเตมมลไกและมลโครวมกน โดยชวงคารหสของมลไกและมลโคทเตมแลวใหปรมาณกาซมเทน

จาเพาะสงสดคอระหวาง -0.75 ถง 0 (เทากบคาจรงมลไก 0.103 ถง 0.205 กก.ตอ 1 กก.หญาหมก และ

คาจรงมลโค 0.181 ถง 0.725 กก.ตอ 1 กก.หญาหมก โดยตวอยางการแปลงคารหสเปนคาจรงแสดงใน

ภาคผนวก ข.1.5) ทงนคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสงกวาเมอมการเตมมลสตวทงสองชนดรวมกน

จะอาจเกดจากการทในถงปฏกรณมความหลากหลายของจลชพมากกวาเมอมการเตมมลสตวเพยง

ชนดเดยว จงสงผลใหการเตมมลสตวสองชนดรวมกนไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะเพมขน โดย Lim et

al. [50] ไดทาการศกษาถงผลของความหลากหลายของจลชพตอประสทธภาพของถงปฏกรณระหวาง

ถงปฏกรณ CSTR แบบขนเดยวและ CSTR แบบสองขน โดยการหมกรวมระหวางของเสยจากหองน า

และเศษอาหาร โดยพบวาทถงปฏกรณ CSTR แบบสองขนใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงกวา

เนองจากมความหลากหลายของจลชพมากกวา สงผลใหประสทธภาพของถงปฏกรณสงกวา ถง

ปฏกรณ CSTR ซงมความหลากหลายของจลชพนอยกวา

จากรป 4.6 จะเหนวาประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยจะมคามากทสดเมอเตมมลสตวทง

สองชนดรวมกนในปรมาณมาก คอทคารหสมากกวา 1.0 (เทากบคาจรง 0.41 กก.และ 0.45 กก.ตอ 1

กก.หญาหมก สาหรบมลไกและมลโคตามลาดบ) หรอการไมเตมมลสตวเลย (คารหส -1.0) กให

ประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยสงสดคอมากกวา 60% ซงสอดคลองกบปรมาณกาซชวภาพท

ไดทพบวาการใชหญาเนเปยรเปนสารอาหารเดยว จะใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสด เมอ

เปรยบเทยบกบรปท 4.5 ซงพบวาการเตมมลไกและมลโคทคารหส -0.75 ถง 0 จะใหปรมาณกาซมเทน

จาเพาะชวงคาสงสด ซงการเตมมลไกและมลโคทคานกใหประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย

ในชวงคาทคอนขางสงดวยเชนกน (55-60 %) โดยอาจเปนผลเนองมาจากการทหญาเนเปยรปากชอง 1

สามารถยอยสลายไดงายกวามลโค ทาใหทการทดลองทไมมการเตมมลสตวไดประสทธภาพการกาจด

ของแขงระเหยสง สวนการเตมมลไกและมลโครวมกนในปรมาณมากๆแลวใหประสทธภาพในการ

67

กาจดของแขงระเหยสง อาจจะเปนสาเหตมาจากการเตมมลสตวรวมกนทาใหในระบบมความ

หลากหลายของจลชพมากขน สอดคลองกบปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเพมขนเมอมการเตมมลสตว

ทงสองชนดรวมกนดวย

4.2.3 การสรางสมการทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได

จากผลการทดลองตามทฤษฏ CCD สามารถวเคราะหผลของปจจยทมตอปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทระดบความเชอมน 95% เพอสรางสมการทใชทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะโดยผลการ

วเคราะหแสดงในตารางท 4.10

ตารางท 4.10 การวเคราะหขอมลเพอสรางสมการทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

Term Coef SE Coef T P

Constant 0.25067 0.013784 18.19 0.000

CM (kg) -0.01594 0.008441 -1.89 0.118

DM (kg) -0.01329 0.008441 -1.57 0.176

CM (kg)*CM (kg) -0.04177 0.010047 -4.16 0.009

DM (kg)*DM (kg) -0.03477 0.010047 -3.46 0.018

CM (kg)*DM (kg) 0.03475 0.011938 2.911 0.033

S = 0.0238752 PRESS = 0.0201671

R-Sq = 88.18% R-Sq(pred) = 16.33% R-Sq(adj) = 76.35%

จากตารางท 4.10 พบวาคาสมประสทธการตดสนใจ (R-Sq) มคา 88.18% และคา

สมประสทธการตดสนใจทปรบคาแลว (R-Sq(adj)) มคา 76.35% ซงมคาใกลเคยงกน จากผลการศกษา

ของ Hu (1999) [51] พบวาสมการทไดจากการวเคราะหสมประสทธของสมการทดถอยทมกนาไปใช

ควรมคา R-Sq อยางนอย 0.75 หากสงกวา 0.90 ถอวาดมาก (คา R-Sq มคา 0-1 โดยทหาก R-Sq มคา

เทากบ 0 แสดงวาไมมความสมพนธใดๆระหวางตวแปรอสระกบตวแปรตาม หาก R-Sq มคาเทากบ 1

แสดงวาระหวางตวแปรอสระกบตวแปรตามมความสมพนธกนอยางสมบรณ) อกทงหากคา R-

Sq(adj) มคามากกวา 0.64 แสดงวารปแบบสมการมความเหมาะสมและผลจากปจจยหลกและอทธพล

รวมมความสมพนธตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ แตจากตารางท 4.9 จะเหนวาปจจยหลกคอปรมาณ

มลไกและมลโคไมมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญ ทระดบความเชอมน 95%

(P=0.118 และ P=0.179 สาหรบปรมาณมลไกและมลโคตามลาดบ) ในการสรางสมการจงตดเทอม

68

ของปรมาณมลไกและมลโคออก โดยสมการทใชทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะ (Y) ในหนวย ลบ.

ม.มเทน/กก.VSทเตม ทไดแสดงในสมการท 4.3 โดยคา CM และ DM คอ น าหนกของมลไกและมล

โคทใชผสมกบหญาน าหนก 1 กก. ตามลาดบ โดยสมการจะมความแมนยาเมอใชทานายทสภาวะ

อตราภาระบรรทกสารอนทรย 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน ทปรมาณของแขงรวม 4% เวลากกเกบ 27 วน

และมการเตมมลสตวทงสองชนดรวมกน

4.3 การทดลองเพมเตม

4.3.1 การเลอกจดททาการทดลองเพอตรวจสอบความแมนยาของสมการ

จากการวเคราะหการทดลองตามทฤษฏและสามารถสรางพนผวตอบสนอง (รปท 4.4) พบวา

ชวงคาปรมาณกาซมเทนสงสด (มากกวา 0.25 ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม) จะเกดขนทการเตมมลไก

และมลโครวมกน โดยชวงคารหสของมลไกและมลโคทเตมแลวใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสด

คอระหวาง –0.75 ถง 0 (เทากบคาจรงมลไก 0.103 ถง 0.205 กก.ตอ 1 กก.หญาหมก และคาจรงมลโค

0.181 ถง 0.725 กก.ตอ 1 กก.หญาหมก) จงทาการเลอกจดเพอทาการทดลองเพอทดสอบความแมนยา

ของสมการท 4.3 ทสรางได โดยไดเลอกคารหสของมลโคและมลไกใหอยในชวง -0.75 ถง 0 ซงได

เลอกคารหสของปรมาณมลไกและมลโคท -0.5 และ -0.5 (การทดลองท T1 : ตารางท 3.4) เนองจาก

คาทเลอกนนเปนคารหส กอนทาการทดลองตองแปลงคาจากคารหสเปนคาจรงกอน โดยสมการทใช

ในการแปลงระหวางคารหสและคาจรงแสดงในสมการท 4.4 (ตวอยางการแปลงคารหสเปนคาจรง

แสดงในภาคผนวก ข.1.5)

𝐶𝑜𝑑𝑒𝑑 𝑉𝑎𝑙𝑢𝑒 = 𝑂𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑉𝑎𝑙𝑢𝑒−((𝑀𝑎𝑥+𝑀𝑖𝑛)

2 )

((𝑀𝑎𝑥−𝑀𝑖𝑛)2 )

(4.4)

หมายเหต Coded Value คอ คารหส

Original Value คอ คาจรง

Max คอ คาระดบสง

Min คอ คาระดบตา

Y = 0.25067 - 0.04177(CM)2 - 0.03477(DM)2 + 0.03475(CM)(DM)

( 4 .3)

69

นอกจากนยงทาการทดลองเพมอก 4 การทดลองคอการทดลองทเปนการใชหญา มลไกและ

มลโคเปนสารอาหารเดยว โดยการทดลองทใชหญาหมกเปนสารอาหารเดยวจะทาการเพมอตราภาระ

บรรทกจาก 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน เปน 2 กก.VS/ลบ.ม./วน ในการทดลองท T2 และเพมอตราภาระ

บรรทกจาก 2 กก.VS/ลบ.ม./วน เปน 3 กก.VS/ลบ.ม./วนในการทดลองท T3 สวนการทดลองทใช

เฉพาะมลไกและมลโคเปนการทดลองท T4 และ T5 ตามลาดบ (ตารางท 3.4) เนองจากการทดลองท

ใชมลสตวเปนสารอาหารเดยว (T4 และ T5) ไมมการเตมหญาหมกทาใหปรมาณมลไกและมลโคทใช

ในการทดลองท T4 และ T5 จงไมสามารถเปลยนใหอยในหนวย กก./ 1 กก.หญาหมกได จงไม

สามารถทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะจากสมการท 4.3 ได เนองจากคาปรมาณมลไกและมลโคทใช

ในสมการท 4.3 ตองเทยบกบนาหนกหญาหมก 1 กก. การทดลองท T4 และ T5 จงเปนการทดลองเพอ

ทดสอบศกยภาพในการผลตกาซชวภาพจากมลสตวเพยงอยางเดยว รวมถงทการทดลอง T2 และ T3

ซงไมสามารถทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะจากสมการท 4.3 ได เนองจากสมการสรางขนโดยการ

ทดลองทใชอตราภาระบรรทกสารอนทรยเทากบ 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน ทาใหไมสามารถใชทานาย

การทดลองท T2 และ T3 ซงเปนการทดลองทใชอตราภาระบรรทก 2 กก.VS/ลบ.ม./วน และ 3 กก.

VS/ลบ.ม./วน ตามลาดบ ดงนนในการทดลองท T2-T4 จงไมสามารถทานายไดดวยสมการท 4.3 ดง

เหตผลทกลาวขางตน

เมอนาสมการท 4.3ไปทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะในแตสภาวะการทดลอง ผลของ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทานายแสดงในตารางท 4.10 เมอเปรยบเทยบปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทไดจากการทดลองและการทานายโดยใชสมการท 4.3 ซงไดจากการทดลองตามทฤษฎ CCD

ทาการเปรยบเทยบความแตกตางของปรมาณกาซมเทนจาเพาะทงสองคานดงแสดงในตารางท 4.10

พบวาทการทดลอง T1 ซงเปนสภาวะการทดลองเพอตรวจสอบความแมนยาของสมการทไดจาก

ทฤษฎ CCD ปรมาณกาซมเทนทไดจากการทดลองและจากสมการมความใกลเคยงกนมาก โดยจาก

การทดลองไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.249(±0.005) ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม/วน และปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะทไดโดยการทานายจากสมการท 4.3 เทากบ 0.247 ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม/วน จะเหน

วาในสภาวะทเลอกโดยใชพนผวตอบสนองทไดจากทฤษฎ CCD มความแมนยาสง คอมความเคลอน

เพยง 0.83% และจะเหนวาในการทดลองทเปนการหมกยอยรวมของหญาหมกและมลสตวทงสอง

ชนด (การทดลองท F3, C1, C2, C3 และ A3) จะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะจากการทดลองและจาก

การทานายโดยใชสมการใกลเคยงกนคอมความคลาดเคลอน 1.73%, 7.29%, 6.87%, 5.17% และ

4.58% ตามลาดบ ทงนเนองจากปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากสมการนนเปนผลจากปรมาณมล

สตวทงสองชนด ทาใหการทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะจากการทดลองทมการเตมมลสตวทงสอง

ชนดคอนขางแมนยา ในการทดลองทใชหญาหมกเปนสารอาหารเดยว (การทดลองท F2) พบวาม

ความคลาดเคลอน 1.73%

70

71

ตารางท 4.11 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลองและการทานายจากสมการท 4.3

สวนของการ

ทดลอง

ลาดบการ

ทดลอง

ถงปฏกรณท

ใช

สภาวะทใชในการทดลอง ปรมาณกาซมเทนจาเพาะท

ไดจากการทดลอง

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะท

ไดจากสมการท 4.3 ความคลาดเคลอน

มลไก* มลโค* ลบ.ม.มเทน/กก.VS ลบ.ม.มเทน/กก.VS (%)

แฟคทอเรยล

F1 R1 0 1.45 0.139(±0.013) 0.178 21.72

F2 R2 0 0 0.255(±0.021) 0.251 1.73

F3 R3 0.41 1.45 0.190(±0.015) 0.191 0.63

F4 R4 0.41 0 0.168(±0.001) 0.244 31.05

คากลาง

C1 R1 0.205 0.725 0.253(±0.008) 0.236 7.29

C2 R2 0.205 0.725 0.252(±0.008) 0.236 6.87

C3 R4 0.205 0.725 0.248(±0.011) 0.236 5.17

จดแกน

A1 R2 0.495 0.725 0.121(±0.011) 0.235 48.43

A2 R3 0 0.725 0.186(±0.007) 0.232 19.96

A3 R3 0.205 1.75 0.162(±0.011) 0.155 4.58

A4 R1 0.205 0 0.171(±0.011) 0.249 31.3

การทดลอง

เพมเตม

T1**** R2 0.1025 0.3625 0.249(±0.005) 0.247 0.83

T2 R4 0 0 0.170(±0.003) - -

T3 R4 0 0 0.039(±0.004) - -

T4** R1 0.1157 0 0.085(±0.007) - -

T5** R3 0 0.4192 0.071(±0.006) - -

หมายเหต *ปรมาณมลไกและมลโคแสดงในหนวย กก.ตอหญาหมก 1 กก.

**ทาการทดลองโดยใชมลไกและมลโคเปนสารอาหารเดยว

***ปรมาณกาซมเทนจาเพาะแสดงในรป คาเฉลย(±สวนเบยงเบนมาตรฐาน)

**** การทดลองทจด Optimum เพอใหไดคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสด

4.4 ผลของการเดนระบบตลอดระยะเวลาการทดลอง

4.4.1 อณหภม

อณหภมของนาทเขาและออกจากระบบเมอระบบเขาสสภาวะคงทในแตละการทดลองแสดง

ในตารางท 4.12 และจากรปท 4.7 จะเหนวาตลอดระยะเวลาการทดลอง น าออกจากถงปฏกรยา R1,

R2, R3 และ R4 มคาอยในชวง 34.7(±1.2), 34.7(±1.2), 34.8(±1.2) และ 34.7(±1.2) องศาเซลเซยส

ตามลาดบ โดยอณหภมของนาทออกจากระบบจะมคาใกลเคยงกบอณหภมของหองปฏบตการทใชใน

การทดลองทควบคมอณหภมไวท 35.0(±2.0) องศาเซลเซยส ซงเปนอณหภมชวงมโซฟลก (อณหภม

ประมาณ 25-40 องศาเซลเซยส) โดยจลชพททางานภายใตสภาวะไรออกซเจนจะทางานไดดทสดท

สภาวะดงกลาว [17]

4.4.2 พเอช

พเอชของนาทเขาและออกจากระบบเมอระบบเขาสสภาวะคงทในแตละการทดลองแสดงใน

ตารางท 4.12 และพเอชของระบบตลอดระยะเวลาการทดลองแสดงในรปท 4.8 โดยพเอชของน าออก

ในชวงทระบบเขาสสภาวะคงทสามารถแสดงไดดงน

การทดลองสวนแฟคทอเรยล (การทดลองท F1-F4) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการ

ทดลองมพเอช 6.96(±0.08), 6.95(±0.07), 7.06(±0.05) และ7.00(±0.07) ทการทดลอง F1, F2,F3 และ

F4 ตามลาดบ

การทดลองทคากลาง (การทดลองท C1-C3) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองม

พเอช 6.98(±0.05), 6.97(±0.02) และ 6.98(±0.02) ทการทดลอง C1, C2 และ C3 ตามลาดบ

การทดลองทจดแกน (การทดลองท A1-A4) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองม

พเอช 7.07(±0.06), 7.00(±0.04), 7.03(±0.04) และ 6.94(±0.08) ทการทดลอง A1, A2, A3 และ A4

ตามลาดบ

การทดลองเพมเตม (การทดลองท T1-T5) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองม

พเอช 7.02(±0.03), 6.99(±0.03), 6.80(±0.02), 6.97(±0.05) และ6.99(±0.03) ทการทดลอง T1, T2, T3,

T4 และ T5 ตามลาดบ

จากผลการทดลองทกสวนของการทดลองนน จะเหนวาพเอชของน าออกจากถงปฏกรณท

สภาวะการทดลองตางๆกนนน ตลอดระยะเวลาการเดนระบบมคาใกลเคยงกน โดยอยในชวง 6.5-7.2

ซงเปนชวงคาพเอชทเหมาะสมสาหรบการทางานของจลชพในระบบบาบดแบบไรออกซเจน [16] แต

เมอพจารณาจากรปท 4.8 ในชวงการทดลองเพมเตมในถงปฏกรณ R4 (การทดลองท T3) เปนการ

72

ทดลองทใชหญาหมกเปนสารอาหารเดยว โดยเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยจาก 2 กก.VS/ลบ.ม./

วน เปน 3 กก.VS/ลบ.ม./วน จะเหนวาพเอชในชวงนมแนวโนมลดลงตาโดยในวนท 330 ซงเปนวน

สดทายของการเดนระบบ พบวาคาพเอชลดลงจนอยท 6.79 เมอพจารณาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทได

จากการทดลอง T3 (ตารางท 4.10) พบวามปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.039(±0.004) ลบ.ม.มเทน/กก.

VSทเตม ซงลดลงจากคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเดนระบบเมออตราภาระบรรทกสารอนทรย

เทากบ 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน โดยใชหญาเปนสารอาหารเดยวถง 84.7% ชใหเหนวาระบบกาลงเสย

สมดลระหวางจลชพสรางกรดกบจลชพสรางมเทน โดยพจารณาจากรปท 4.9 (ชวงวนท 256-330) ซง

แสดงถงปรมาณกรดไขมนระเหยในน าออกในการทดลอง T3 ซงจะเหนไดวากรดไขมนระเหยมการ

สะสมตว เนองจากปรมาณสารอนทรยทเตมเขาสระบบมคาสงขนจากการเพมอตราภาระบรรทก

สารอนทรย เหตผลสาคญเหตผลหนงทอาจเปนสาเหตใหระบบเสยสมดล อาจเปนเพราะในการ

ทดลองมการเตมหญาเขาสระบบ 1 ครง/วน ทาใหคาอตราภาระบรรทกสารอนทรยในชวงหลงจากการ

เตมหญามคาสงมาก จนสงผลกระทบตอการทางานของเชอในกลมสรางมเทน (Methanogens) เพอให

ระบบสามารถรบอตราภาระบรรทกสารอนทรยทสงขนได อาจจาเปนตองเพมจานวนครงของการ

ปอนหญาเขาสระบบ เนองจากปรมาณสารอนทรยทเตมเขาสระบบมคาสงขนจากการเพมอตราภาระ

บรรทกสารอนทรยทสงในชวงทมการเตมหญา นอกจากนการปรบเพมคาอตราภาระบรรทกสาหรบ

วสดประเภทหญา ระบบอาจตองการระยะเวลาในการปรบตวนาน

รปท 4.7 การเปลยนแปลงอณหภมในนาออกจากถงปฏกรณตลอดระยะเวลาการทดลอง

(สภาวะทใชในแตละการทดลองแสดงในตารางท 3.4)

73

รปท 4.8 การเปลยนแปลงพเอชในนาออกจากถงปฏกรณตลอดระยะเวลาการทดลอง

(สภาวะทใชในแตละการทดลองแสดงในตารางท 3.4)

74

75

ตารางท 4.12 การเปลยนแปลงอณหภมและพเอชของนาเขาและนาออกเมอระบบเขาสสภาวะคงท

สวนของการ

ทดลอง

ลาดบการ

ทดลอง

ถงปฏกรณท

ใช

สภาวะทใชในการ

ทดลอง

อตราภาระบรรทก

สารอนทรย นาเขา นาออก

มลไก มลโค (กก.VS/ลบ.ม./วน) พเอช อณหภม (องศาเซล

เซยล) พเอช

อณหภม (องศา

เซลเซยล)

แฟคทอเรยล

F1 R1 0 1.45

1.5

6.68(±0.14) 13.2±(2.0) 6.96(±0.08) 34.4±(1.4)

F2 R2 0 0 5.71(±0.62)*** 13.9±(2.8) 6.95(±0.07) 34.6±(1.3)

F3 R3 0.41 1.45 6.99(±0.10) 13.3±(2.1) 7.06(±0.05) 34.6±(1.2)

F4 R4 0.41 0 6.27(±0.44) 13.4±(2.3) 7.00(±0.07) 34.7±(1.3)

คากลาง

C1 R1 0.205 0.725

1.5

6.42(±0.10) 13.6±(1.5) 6.98(±0.05) 34.4±(1.0)

C2 R2 0.205 0.725 6.42(±0.10) 13.6±(1.5) 6.97(±0.02) 34.4±(1.0)

C3 R4 0.205 0.725 6.42(±0.10) 13.6±(1.5) 6.98(±0.02) 34.4±(1.1)

จดแกน

A1 R2 0.495 0.725

1.5

6.63(±0.21) 15.6±(0.8) 7.07(±0.06) 34.8±(0.6)

A2 R3 0 0.725 6.97(±0.11) 13.0±(2.4) 7.00(±0.04) 34.3±(1.0)

A3 R3 0.205 1.75 6.54(±0.17) 14.9±(0.6) 7.03(±0.04) 35.1±(0.5)

A4 R1 0.205 0 5.47(±0.34) 15.4±(0.9) 6.94(±0.08) 35.0±(0.5)

การทดลอง

เพมเตม

T1 R2 0.1025 0.3625 1.5 6.60(±0.20) 15.5±(0.9) 7.02(±0.03) 34.5±(0.6)

T2 R4 0 0 2 6.55(±0.13)*** 12.7±(1.0) 6.99(±0.03) 34.9±(0.6)

T3 R4 0 0 3 6.41(±0.09)*** 14.1±(2.0) 6.80(±0.02) 35.0±(0.5)

T4** R1 0.1157 0 1.5 5.48(±0.28) 14.9±(0.8) 6.97(±0.05) 34.4±(0.6)

T5** R3 0 0.4192 1.5 6.54(±0.14) 15.5±(0.9) 6.99(±0.03) 34.3±(0.6)

หมายเหต *ปรมาณมลไกและมลโคแสดงในหนวย กก.ตอหญาหมก 1 กก.

** ทาการทดลองโดยใชมลไกและมลววเปนสารอาหารเดยว

*** พเอชหลงจากการเตมดาง

4.4.3 กรดไขมนระเหย (VFA) และสภาพดาง (Alkalinity)

คาปรมาณกรดไขมนระเหยและสภาพดางของน าเขาและน าออกเมอระบบเขาสสภาวะคงท

ในแตละการทดลองแสดงในตารางท 4.12 โดยเพอพจารณาปรมาณกรดไขมนระเหยในน าออกตลอด

ระยะเวลาการเดนระบบ (รปท 4.9) จะเหนวาในชวงแรกของการเรมตนเดนระบบ ปรมาณกรดไขมน

ระเหยในทกถงปฏกรณมแนวโนมเพมสงขนเนองจากเปนชวงทจลชพปรบตวกบสารปอนทปอนเขาส

ระบบ และหลงจากทจลชพสามารถปรบตวเขากบระบบไดแลวจะเหนวาตลอดระยะเวลาการเดน

ระบบปรมาณกรดไขมนระเหยในถงปฏกรณ R1, R2 และ R3 มคาอยในชวง 162-567, 138-509 และ

167-613 มก.CH3COOH/ล. ตามลาดบ ซงคาดงกลาวมคาไมสงนกเมอเทยบกบคาแนะนาของปรมาณ

กรดไขมนระเหยในระบบแบบไรออกซเจน คอ 200-400 มก.CH3COOH/ล. ทาใหไมมผลตอการ

ทางานของจลชพในระบบ แตเมอพจารณาในถงปฏกรณ R4 จะเหนวาในการทดลองท T2 ซงเปนการ

ทดลองทใชหญาเปนสารอาหารเดยวและเพมอตราภาระบรรทกจาก 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน เปน 2 กก.

VS/ลบ.ม./วน ปรมาณกรดไขมนระเหยเรมสะสมตวเพมขน จนมคา 545(±70) มก.CH3COOH/ล. เมอ

เขาสสภาวะคงท และทการทดลอง T3 ซงเปนการทดลองทใชหญาเปนสารอาหารเดยวและเพมอตรา

ภาระบรรทกจาก 2 กก.VS/ลบ.ม./วน เปน 3 กก.VS/ลบ.ม./วน ปรมาณกรดไขมนระเหยในระบบม

แนวโนมเพมสงขนเรอยๆ จนมคา 755(±41) มก.CH3COOH/ล. เมอเขาสสภาวะคงท การทปรมาณ

กรดไขมนระเหยในถงปฏกรณ R4 มคาเพมขนในการทดลองท T2 และ T3 เปนผลมาจากสารอนทรย

ทเตมเขาสระบบมปรมาณมากขนเนองจากการเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยจาก 1.5 กก.VS/ลบ.

ม./วน เปน 2 กก.VS/ลบ.ม./วนและเพมเปน 3 กก.VS/ลบ.ม./วน สารอนทรยทเขาสระบบถกเปลยน

รปเปนกรดไขมนระเหยในปรมาณมาก ทาใหจลชพกลมเมทาโนเจนทมอตราการทางานตามากเมอ

เทยบกบจลชพกลมสรางกรดใชกรดไขมนระเหยไมทน สงผลใหปรมาณกรดไขมนระเหยสะสมตว

ในระบบ

เมอพจารณาสภาพดางในน าออกตลอดระยะเวลาการเดนระบบในแตละถงปฏกรณ (รปท

4.9) พบวาสภาพดางในถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตลอดระยะเวลาการเดนระบบมคาอยในชวง

2,149-5,010, 1,200-4,440 , 2,190-5,210 และ 980-4,926 มก.CaCO3/ล. ตามลาดบ ซงแสดงใหเหนวา

สภาพดางในระบบมความเพยงพอตอการเดนระบบผลตกาซชวภาพ ซงปรมาณสภาพดางของระบบ

บาบดแบบไรออกซเจนควรอยในชวง 1,000-5,000 มก.CaCO3/ล. [20] เมอพจารณาจากรปท 4.9 จะ

เหนวาการทดลองท F2, T2 และ T3 ซงเปนการหมกยอยเดยวของหญาหมกทอตราภาระบรรทก

76

ตางกน โดยการทดลองท F2 เปนการหมกยอยเดยวของหญาหมก ทมการเพมอตราภาระบรรทกจาก 1

กก.VS/ลบ.ม./วน ในชวงเรมตนเดนระบบเปน 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน และการทดลองท T2 และ T3

ซงเพมอตราภาระบรรทกเปน 2 และ 3 กก.VS/ลบ.ม./วน ตามลาดบ ซงทง 3 การทดลองนมการเตม

โซเดยมไฮดรอกไซคในปรมาณ 762 มก. ตอสารปอน 1 ล. เพอเพมสภาพดางใหกบระบบ แตสภาพ

ดางของการทดลองทใชหญาเปนสารอาหารเดยวนนตาเมอเทยบกบการทดลองอนๆ โดยมคาสภาพ

ดางเมอระบบเขาสสภาวะคงท 2,509±(545) , 3,267±(426) และ 2,991±(328) มก.CaCO3/ล.ในการ

ทดลองท F2, T2 และ T3 ตามลาดบ ผลการทดลองทไดแสดงใหเหนวาการเตมมลสตวชวยเพมสภาพ

ดางใหกบระบบไดด ซงจะชวยรกษาเสถยรภาพของระบบทมการเตมมลสตวไดดกวาระบบทเปนการ

หมกยอยเดยวของหญาซงถงแมจะมการเตมดางในรปโซเดยมไฮดรอกไซคแตยงมสภาพดางทตาอาจ

สงผลใหระบบเสยเสถยรภาพไดงาย สอดคลองกบการศกษาของ Xie et al. [26] ซงทาการศกษาการ

หมกยอยรวมระหวางมลสกรและหญาหมกทอตราสวนตางๆ โดยใชระบบหมกแบบ Batch และไดทา

การปรบพเอชของชดการทดลองใหอยในชวง 7.5(±0.1) พบวาการทดลองทใชหญาเปนสารอาหาร

เดยวเกดการลมเหลว เนองจากพเอชลดลงอยางตอเนองจนกระทงมคาเทากบ 5.9 สวนการทดลองทม

การหมกรวมของมลสกรและหญาหมกทอตราสวนตางๆจะสามารถรกษาพเอชใหอยในชวง 7.5-8.0

ได

จากการพจารณาการทดลองในสวนของแฟคทอเรยล จากการคานวณโดยใชคาปรมาณกรด

ไขมนระเหย สภาพดาง พเอช และอณหภมทใชในการเดนระบบ (การคานวณแสดงในภาคผนวก ข.

1.6) พบวาในการทดลอง ท F1, F3 และ F4 ซงเปนการหมกยอยรวมระหวางหญาหมกและมลสตว

ปรมาณสภาพดางทเหลอในระบบสามารถสะเทนกรดไขมนระเหยไดอกถง 1,128 , 1,415 และ 879

มก.CH3COOH/ล. ซงมคาสงกวา 164 มก.CH3COOH/ล. ซงเปนปรมาณกรดไขมนระเหยทระบบ

สามารถสะเทนไดเพมจากการทดลองใชหญาเปนสารอาหารเดยว (การทดลองท F2) อยางเหนไดชด

ผลจากการคานวณดงกลาวแสดงใหเหนวาการเตมมลสตวชวยเพมสภาพดางและรกษาเสถยรภาพของ

ระบบไดดกวาการหมกยอยเดยวของหญา สอดคลองกบการทานายโดยใชแบบจาลองโดย

Thamsiriroj et al. [52] ทพบวาการเดนระบบผลตกาซชวภาพโดยใชหญาเรยเปนสารอาหารเดยวม

แนวโนมทระบบจะลมเหลวไดในระยะยาวเนองจากการขาดธาตอาหารรอง

ในการเดนระบบผลตกาซชวภาพอตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพดางควรมคานอยกวา

0.4 เพอใหระบบมความปลอดภยตอสภาวะการลดลงของพเอช [53] จากรปท 4.11 จะเหนวาคา

77

อตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพดางในถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตลอดระยะเวลาเดนระบบ

มคา 0.04-0.26, 0.05-0.28, 0.04-0.17 และ 0.04-0.26 ตามลาดบ โดยในทกสภาวะการทดลองจะมคา

อตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพดางไมเกน 0.4 อยางไรกตามจะเหนไดวาทกการทดลองทใช

หญาเนเปยรเปนสารอาหารเดยว (การทดลองท F2, T2 และ T3) อตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพ

ดางมคาสงกวาการทดลองทมการหมกยอยรวมระหวางหญากบมลไกและ/หรอมลวว นอกจากนถง

ปฏกรณ R4 ในชวงการทดลอง T2 และ T3 ซงเปนการทดลองทใชหญาเปนสารอาหารเดยวและเพม

อตราภาระบรรทกสารอนทรยจาก 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน เปน 2 กก.VS/ลบ.ม./วน และ 3 กก.VS/ลบ.

ม./วน ตามลาดบ จะเหนวาอตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพดางมแนวโนมสงขน โดยมคาเทากบ

(0.17±0.01) และ 0.24(±0.03) ทการทดลอง T2 และ T3 ตามลาดบ จะเหนวาทการทดลอง T3 คา

อตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพดางเพมสงขน สอดคลองกบคาพเอชทลดลงจนถง 6.79 (รปท

4.7) ซงแสดงใหเหนวาบฟเฟอรของระบบกาลงลดลงและมแนวโนมไมเพยงพออาจสงผลใหระบบ

เกดความลมเหลวได

78

79

ตารางท 4.13 ปรมาณกรดไขมนระเหยและสภาพดางเมอเขาระบบสสภาวะคงท

สวนของการ

ทดลอง

ลาดบการ

ทดลอง

ถงปฏกรณท

ใช

สภาวะทใชในการทดลอง อตราภาระบรรทก

สารอนทรย (กก.

VS/ลบ.ม./วน)

VFA (มก.CH3COOH/ล.) Alkilinity (มก.CaCO3/ล.) VFA/ALK

มลไก* มลโค* เขา ออก เขา ออก ออก

แฟคทอเรยล

F1 R1 0 1.45

1.5

1,823(±669) 360(±66) 2,093(±889) 3,572±(456) 0.10±(0.03)

F2 R2 0 0 1,801(±699) 340(±56) 1,597(±282) 2,509±(545) 0.17±(0.04)

F3 R3 0.41 1.45 1,470(±482) 294(±73) 1,701(±676) 4,102±(399) 0.07±(0.02)

F4 R4 0.41 0 1,605(±430) 333(±64) 1,428(±432) 3,443±(521) 0.10±(0.03)

คากลาง

C1 R1 0.205 0.725

1.5

2,435(±217) 228(±50) 2,614(±212) 3,922±(121) 0.06±(0.01)

C2 R2 0.205 0.725 2,435(±217) 255(±44) 2,614(±212) 3,741±(578) 0.07±(0.01)

C3 R4 0.205 0.725 2,435(±217) 343(±75) 2,614(±212) 3,648±(437) 0.10±(0.03)

จดแกน

A1 R2 0.495 0.725

1.5

2,198(±329) 342(±85) 2,221(±319) 3,532±(390) 0.10±(0.02)

A2 R3 0 0.725 2,288(±416) 411(±125) 2,674(±259) 3,791±(507) 0.11±(0.04)

A3 R3 0.205 1.75 2,136(±235) 373(±95) 2,131(±214) 3,820±(312) 0.10±(0.02)

A4 R1 0.205 0 2,193(±172) 397(±84) 2,329(±338) 4,300±(589) 0.10±(0.03)

การทดลอง

เพมเตม

T1 R2 0.1025 0.3625 1.5 2,323(±120) 326(±53) 2,467(±189) 3,556±(371) 0.09±(0.02)

T2 R4 0 0 2 2,102±(335) 545(±70) 2,465(±236) 3,267±(426) 0.17±(0.01)

T3 R4 0 0 3 2,192(±269) 755(±41) 2,362(±136) 2,991±(328) 0.24±(0.03)

T4** R1 0.1157 0 1.5 2,147(±161) 339(±113) 2,108(±151) 4,626±(571) 0.07±(0.02)

T5** R3 0 0.4192 1.5 1,791(±302) 366(±69) 2,332(±311) 4,288±(948) 0.09±(0.02)

หมายเหต *ปรมาณมลไกและมลโคแสดงในหนวย กก.ตอหญาหมก 1 กก

** ทาการทดลองโดยใชมลไกและมลววเปนสารอาหารเดยว

รปท 4.9 การเปลยนแปลงปรมาณกรดไขมนระเหยในนาออกจากถงปฏกรณตลอดระยะเวลาการ

ทดลอง

รปท 4.10 การเปลยนแปลงสภาพดางในนาออกจากถงปฏกรณตลอดระยะเวลาการทดลอง

80

รปท 4.11 อตราสวนกรดไขมนระเหยตอสภาพดางในนาออกจากถงปฏกรณตลอดระยะเวลาการ

ทดลอง

4.4.4 ปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณของแขงระเหย

ปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณของแขงระเหยของน าเขาและน าออกจากระบบเมอ

ระบบเขาสสภาวะคงทในแตละสภาวะการทดลองแสดงในตารางท 4.13 โดยปรมาณของแขงระเหยท

เขาสระบบตลอดการทดลองในถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 มคาเทากบ 44,425(±4,343),

45,648(±4,723), 44,670(±4,546) และ 44,168(±4618) มก./ล. ตามลาดบ เมอพจารณารปท 4.12 และ

รปท 4.13 ในชวงเรมตนระบบซงเปนการเดนระบบแบบ ASBR (ตงแตเรมตนระบบจนถงวนท 35

ของการทดลองสาหรบถงปฏกรณ R1 และตงแตเรมตนระบบจนถงวนท 56 สาหรบถงปฏกรณ R2,

R3 และ R4) จะเหนวาในชวงแรกนทกถงปฏกรณมประสทธภาพการกาจดของแขงทงหมดสง โดยม

คา 77.5(±6.9), 81.0(±6.9), 77.8(±11.8) และ 83.4(±5.6)% ตามลาดบ รวมถงประสทธภาพการกาจด

ของแขงระเหย ทพบวาประสทธภาพการกาจดของแขงในชวงเดยวกนนมประสทธภาพสง คอมคา

81.9(±8.7), 84.3(±6.4), 81.1(±11.9) และ 87.3(±6.1)% ในถงปฏกรณ R1, R2. R3 และ R4 ตามลาดบ

ทงนเนองมาจากในการเรมตนเดนระบบมการเดนระบบแบบ ASBR คอมการทงใหมการตกตะกอน

ในถงปฏกรณกอนดงนาออกออกมาเพอวดคาปรมาณของแขง ทาใหในชวงแรกของการเดนระบบนม

ปรมาณของแขงในนาออกตา

เมอพจารณาประสทธภาพการกาจดของแขงทงหมดในการทดลองสวนแฟคทอเรยล (การ

ทดลองท F1-F4) พบวาเมอเขาสสภาวะคงทประสทธภาพการกาจดของแขงทงหมดของการทดลองท

F1, F2, F3 และ F4 มคา 33.10(±5.98), 58.02(±5.95), 54.64(±5.24) และ 47.01(±9.29)% ตามลาดบ

81

และประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยในชวงเดยวกนน พบวา เมอเขาสสภาวะคงทประสทธภาพ

การกาจดของแขงระเหยของการทดลองท F1, F2, F3 และ F4 มคา 48.49(±4.61), 64.33(±2.20),

58.72(±12.14) และ54.61(±10.67)% ตามลาดบ การวเคราะหทางสถตแบบ One Way ANOVA และ

บงชความแตกตางดวยวธของ Tukey พบวาประสทธภาพการกาจดของแขงทงหมดและประสทธภาพ

การกาจดของแขงระเหยของการทดลองท F1 ซงเปนการหมกยอยรวมระหวางหญาหมกและมลโค ม

คานอยกวาการทดลองอนอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 95% ทงนเนองมาจากมลโคมปรมาณ

ลกนนเปนสวนประกอบอยสงกวามลไกและหญาเนเปยร ดงแสดงในตารางท 4.4 โดยมลโค มลไก

และหญาเนเปยรมลกนนเปนสวนประกอบอย 13.3, 3.07 และ 6.65% ตามลาดบ ซงลกนนเปน

สารอนทรยคารบอนทยอยสลายไดยาก ทาใหในการทดลองท F1 ซงเปนการหมกยอยรวมระหวางมล

โคและหญาหมกมประสทธภาพการกาจดของแขงตากวาการทดลองอนๆ และเมอพจารณาจากการ

ทดลองในสวนการทดลองเพมเตม คอการทดลองท T5 ซงเปนการทดลองทใชมลโคเปนสารอาหาร

เดยว กพบวามประสทธภาพการกาจดของแขงในการทดลอง T5 นมคาตาเมอเทยบกบการทดลอง

อนๆ โดยประสทธภาพการกาจดของแขงทงหมดและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยเมอเขาส

สภาวะคงทเทากบ 37.17(±2.98) และ 45.01(±1.20)% ตามลาดบ

82

รปท 4.12 การเปลยนแปลงปรมาณของแขงทงหมดตลอดระยะเวลาการทดลองในถงปฏกรณ R1, R2,

R3 และ R4

R1

R2

R3

R4

83

รปท 4.13 การเปลยนแปลงปรมาณของแขงระเหยตลอดระยะเวลาการทดลองในถงปฏกรณ R1, R2,

R3 และ R4

R1

R2

R3

R4

84

85

ตารางท 4.14 ปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณของแขงระเหยของนาเขาและนาออกจากระบบเมอระบบเขาสสภาวะคงท

สวนของการ

ทดลอง

ลาดบการ

ทดลอง

ถง

ปฏกรณ

ทใช

สภาวะทใชในการ

ทดลอง

อตราภาระบรรทก

สารอนทรย

ของแขงทงหมด ของแขงระเหยทงหมด

เขา ออก ประสทธภาพ

การกาจด เขา ออก

ประสทธภาพ

การกาจด

มลไก* มลโค* (กก.VS/ลบ.ม./วน) มก./ล. มก./ล. % มก./ล. มก./ล. %

แฟคทอเรยล

F1 R1 0 1.45

1.5

40,778(±556) 26,139(±2,295) 33.1(±5.98) 36,226(±1,611) 19,163(±2,112) 48.5(±4.61)

F2 R2 0 0 42,996(±2,736) 17,683(±1,899) 58.0(±5.95) 37,778(±2,344) 12,969(±996) 64.3(±2.20)

F3 R3 0.41 1.45 42,072(±2,342) 19,645(±1,017) 54.6(±5.24) 42,989(±2,507) 15,516(±2,419) 58.7(±12.14)

F4 R4 0.41 0 42,989(±2,507) 20,033(±3,002) 47.0(±9.29) 36,590(±1,884) 15,732(±2,106) 54.6(±10.67)

คากลาง

C1 R1 0.205 0.725

1.5

42,571(±1,396) 20,799(±601) 51.1(±1.40) 35,823(±806) 15,136(±380) 57.7(±1.36)

C2 R2 0.205 0.725 42,571(±1,396) 20,120(±600) 52.7(±1.88) 35,823(±806) 15,431(±903) 56.9(±2.75)

C3 R4 0.205 0.725 42,571(±1,396) 21,946(±1,152) 53.5(±2.71) 35,823(±806) 16,642(±808) 53.5(±2.71)

จดแกน

A1 R2 0.495 0.725

1.5

44,649(±1,897) 24123(±469) 45.9(±2.74) 37,414(±1,897) 17,328(±469) 53.6(±2.91)

A2 R3 0 0.725 42,737(±538) 24,520(±1,175) 42.6(±2.51) 37,616(±735) 18,725(±1145) 50.2(±3.40)

A3 R3 0.205 1.75 44,322(±2,071) 23,935(±368) 46.6(±2.48) 39,276(±1,902) 17,960(±368) 54.2(±2.49)

A4 R1 0.205 0 42,571(±1,287) 24,713(±1,548) 41.9(±3.59) 36,844±1,452) 17,675(±1,257) 52.0(±3.64)

การทดลอง

เพมเตม

T1 R2 0.1025 0.3625 1.5 43,165(±325) 21,441(±1104) 50.3(±2.81) 38,265(±579) 17,731(±1,640) 53.7(±3.60)

T2 R4 0 0 2 42,723(±422) 25,480(±1263) 39.7(±3.91) 36,985(±650) 18,500(±1,263) 49.9(±4.31)

T3 R4 0 0 3 42,751(±929) 24,744(±2188) 42.2(±4.27) 38,229(±915) 18,054(±1,463) 52.7(±4.47)

T4** R1 0.1157 0 1.5 42,922(±401) 21,697(±1695) 49.5(±3.80) 38,333(±643) 18,421(±1,390) 52.0(±3.28)

T5** R3 0 0.4192 1.5 42,831(±717) 26,894(±835) 37.2(±2.98) 38,849(±446) 26,301(±783) 45.0(±1.20)

หมายเหต *ปรมาณมลไกและมลโคแสดงในหนวย กก.ตอหญาหมก 1 กก.

** ทาการทดลองโดยใชมลไกและมลววเปนสารอาหารเดยว

4.4.5 ปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณของแขงแขวนลอยระเหย

ปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณของแขงแขวนลอยในน าออกเมอระบบเขาสสภาวะ

คงทของทกการทดลองแสดงในตารางท 4.14 โดยผลการทดลองในแตละสวนของการทดลอง

สามารถแสดงผลไดดงน

การทดลองสวนแฟคทอเรยล (การทดลองท F1-F4) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการ

ทดลองมปรมาณของแขงแขวนลอยระเหย 19,462±(1,953), 14,154±(2,518), 23,204±(3,359) และ

16,029±(2,118) มก./ล. ทการทดลอง F1, F2,F3 และ F4 ตามลาดบ

การทดลองทคากลาง (การทดลองท C1-C3) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองม

ปรมาณของแขงแขวนลอยระเหย 15,908±(693), 15,556±(394) และ 16,868±(1,942) มก./ล. ทการ

ทดลอง C1, C2 และ C3 ตามลาดบ

การทดลองทจดแกน (การทดลองท A1-A4) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองม

ปรมาณของแขงแขวนลอยระเหย 15,118±(1,138), 20,298±(1,601) , 17,573±(509) และ 15,373±(495)

มก./ล. ทการทดลอง A1, A2, A3 และ A4 ตามลาดบ

การทดลองเพมเตม (การทดลองท T1-T5) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองม

ปรมาณของแขงแขวนลอยระเหย15,430±(947), 15,014±(875), 21,279±(1,532), 14,947±(734) และ

18,719±(1,745) มก./ล. ทการทดลอง T1, T2, T3, T4 และ T5 ตามลาดบ

จากรปท 4.14 และ 4.15 จะเหนวาในชวงเรมตนเดนระบบแบบ ASBR (ตงแตเรมตนเดน

ระบบจนถงวนท 70 ของการเดนระบบ) ปรมาณของแขงแขวนลอยและของแขงแขวนลอยระเหยม

แนวโนมเพมสงขนเนองจากการเดนระบบแบบ ASBR ซงมการทงใหจลชพตกตะกอนกอนการดงนา

ออกจากระบบ (ในการดงนาออกระหวางชวงเวลาดงกลาวเพอวดปรมาณของแขงแขวนลอยและ

ของแขงแขวนลอยระเหยทาในขณะมการกวน) เพอรกษาปรมาณจลชพในระบบ เมอเรมเปลยนการ

เดนระบบเปนแบบ CSTR (เรมตงแตวนท 70 ของการเดนระบบ) จะเหนวาปรมาณของแขงแขวนลอย

และของแขงแขวนลอยระเหยหลงจากการเปลยนเดนระบบเปนแบบ CSTR คอมการดงนาออกขณะท

มการกวน ระบบสามารถรกษาปรมาณของแขวนลอยและของแขงแขวนลอยระเหยในถงปฏกรณใหม

คาคอนขางคงทเมอพจารณาการทดลองในชวงแฟคทอเรยล พบวาในถงปฏกรณ R3 (การทดลองท

F3) พบวามปรมาณของแขงแขวนลอยและของแขงแขวนลอยระเหยสงกวาการทดลองอนคอมคา

30,261(±2,311) และ 23,204±(3,359) มก/ล. ตามลาดบ ในชวงทระบบเขาสสภาวะคงท รวมถงถง

86

ปฏกรณ R1 (ในชวงการเรมตนเดนระบบ) เมอระบบเขาสสภาวะคงทกอนจะมการเดนระบบแบบ

CSTR ถงปฏกรณ R1 มปรมาณของแขงแขวนลอยระเหย 26,089(±5,060) มก./ล. ซงมคาสงเมอเทยบ

กบถงปฏกรณอนๆ ทงนอาจเปนเพราะในสารปอนทเตมเขาระบบในแตละวนในชวงการทดลอง

แฟคทอเรยล ในการทดลอง F1, F2, F3 และ F4 มการเตมหญาเขาสระบบ 59.1 ,100, 41.7 และ 58.8

ก. ตามลาดบ (ตารางท 3.4) โดยจะเหนวาทการทดลอง F1 และ F3 มการเตมหญาซงมลกษณะเปน

เสนใยเขาสระบบนอยกวาการทดลองท F2 ดวยลกษณะสมบตของหญาทเปนเสนใยทพนตดกน และ

ขอจากดของถงปฏกรณทใชในการทดลอง ซงทอนาออกมขนาดคอนขางเลก (เสนผานศนยกลาง 1.5

นว) ทาใหการดงหญาออกจากระบบทาไดยาก การทดลองท F2 ซงมหญาสะสมตวอยในระบบ

ปรมาณมากกวาการทดลองอนจงมปรมาณของแขงตดออกมากบนาออกนอยกวาการทดลองอนๆ

โดยการทดลองท F1 และ F3 ซงมสวนผสมของสารปอนสวนใหญเปนมลววซงสามารถผสมเขากบ

นาไดดกวามลไกทาใหในการดงนาออกมปรมาณของแขงตดออกมากบนาออกไดมากกวา

รปท 4.14 การเปลยนแปลงปรมาณของแขงแขวนลอยในนาออกตลอดระยะเวลาการทดลอง

รปท 4.15 การเปลยนแปลงปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยในนาออกตลอดระยะเวลาการทดลอง

87

ตารางท 4.15 ปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยของนาออกเมอระบบ

เขาสสภาวะคงท

สวนของการ

ทดลอง

ลาดบการ

ทดลอง

ถงปฏกรณท

ใช

สภาวะทใชในการทดลอง อตราภาระบรรทก

สารอนทรย

ของแขง

แขวนลอย (มก./

ล.)

ของแขง

แขวนลอย

ระเหย (มล./ก.)

มลไก มลโค (กก.VS/ลบ.ม./วน) ออก ออก

แฟคทอเรยล

F1 R1 0 1.45

1.5

21,326±(2,345) 19,462±(1,953)

F2 R2 0 0 19,534±(4,613) 14,154±(2,518)

F3 R3 0.41 1.45 30,261±(2,311) 23,204±(3,359)

F4 R4 0.41 0 19,214±(1,782) 16,029±(2,118)

คากลาง

C1 R1 0.205 0.725

1.5

17,774±(598) 15,908±(693)

C2 R2 0.205 0.725 17,476±(810) 15,556±(394)

C3 R4 0.205 0.725 18,374±(1,660) 16,868±(1,942)

จดแกน

A1 R2 0.495 0.725

1.5

18,830±(2,199) 15,118±(1,138)

A2 R3 0 0.725 22,862±(2,771) 20,598±(1,601)

A3 R3 0.205 1.75 22,664±(1,387) 17,573±(509)

A4 R1 0.205 0 19,367±(1,669) 15,373±(495)

การทดลอง

เพมเตม

T1 R2 0.1025 0.3625 1.5 18,079±(979) 15,430±(947)

T2 R4 0 0 2 21,265±(1,505) 15,014±(875)

T3 R4 0 0 3 21,279±(1,532) 21,279±(1,532)

T4 R1 0.1157 0 1.5 18,725±(1,030) 14,947±(734)

T5 R3 0 0.4192 1.5 22,202±(1,346) 18,719±(1,745)

หมายเหต *ปรมาณมลไกและมลโคแสดงในหนวย กก.ตอหญาหมก 1 กก.

** ทาการทดลองโดยใชมลไกและมลววเปนสารอาหารเดยว

4.4.6 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะและองคประกอบกาซชวภาพ

ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ องคประกอบกาซชวภาพและปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสภาวะ

คงทในทกการทดลองแสดงในตารางท 4.15 โดยผลการทดลองในแตละสวนของการทดลอง สามารถ

แสดงผลไดดงน

การทดลองสวนแฟคทอเรยล (การทดลองท F1-F4) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการ

ทดลองมปรมาณกาซชวภาพมเทนจาเพาะทผลตได 0.139(±0.013), 0.255(±0.021), 0.0190(±0.0015)

88

และ 0.168(±0.001) ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม และมองคประกอบกาซมเทน 51.7, 52, 52.6 และ 52%

ทการทดลอง F1, F2, F3 และ F4 ตามลาดบ ชวงการเรมตนเดนระบบแบบ ASBR (เรมตนระบบ

จนถงวนท 70 ของการเดนระบบ) จากรปท 4.16 และรปท 4.17 จะเหนวาปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ

และปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดขนในทกถงปฏกรณมความแปรปรวนคอนขางมากเนองจากเปน

ชวงทจลชพปรบตวกบสารปอนทปอนเขาสระบบ โดยในชวงเรมตนการเดนระบบ (ระหวางวนท 1

ถงวนท 70) พบวามปรมาณมเทนจาเพาะสงสด โดยมคา 0.419, 0.330, 0.406 และ 0.329 ลบ.ม.มเทน/

กก.VSทเตม ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ ในชวง 70วนแรกของการเดนระบบ โดย

ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะสงสดทเกดขนในชวงนนาจะเปนเพราะเชอตงตนทใชเรมตนระบบม

ปรมาณสารอนทรยและธาตอาหารทเหมาะและจาเปนตอการผลตกาซชวภาพ โดยปรมาณกาซชวภาพ

เรมลดลงเมอธาตอาหารทอยในเชอตงตนเรมหมดไปในชวงหลงของการเดนระบบแบบ ASBR และ

หลงเปลยนแปลงการเดนระบบเปนแบบ CSTR

การทดลองทคากลาง (การทดลองท C1-C3) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองม

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได 0.253 (±0.008), 0.252 (±0.008) และ 0.248(±0.011) ลบ.ม.มเทน/

กก.VSทเตม และมองคประกอบกาซมเทน 54.4, 54.5 และ 54.6% ทการทดลอง C1, C2 และ C3

ตามลาดบ

การทดลองทจดแกน (การทดลองท A1-A4) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองม

ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะทผลตได 0.121(±0.011), 0.186(±0.007), 0.162(±0.011) และ

0.171(±0.011)

ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม และมองคประกอบกาซมเทน 54.5, 52.4, 52.3 และ 54.3% ทการทดลอง

A1, A2, A3 และ A4 ตามลาดบ

การทดลองเพมเตม (การทดลองท T1-T5) พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงททกการทดลองมปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะทผลตได 0.249(±0.005), 0.170 (±0.003), 0.039(±0.004), 0.085(±0.007) และ

0.071(±0.006) ลบ.ม.มเทน/VSทเตม และมองคประกอบกาซมเทน 51.4, 52.3, 51.3, 52.8 และ 52.6%

ทการทดลอง T1, T2, T3, T4 และ T5 ตามลาดบ

จากผลการทดลองพบวาปรมาณกาซชวภาพสงสดทผลตไดเกดขนในการทดลองท F2 ซงเปน

การหมกยอยเดยวของหญาหมกทอตราภาระบรรทกสารอนทรย 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน แตทการ

ทดลอง T2 และ T3 ซงเปนการหมกยอยเดยวของหญาหมกทอตราภาระบรรสารอนทรยทก 2 และ 3

89

กก.VS/ลบ.ม./วนตามลาดบ กลบพบวามปรมาณกาซมเทนจาเพาะทตา โดยเฉพาะทการทดลอง T3 ซง

เปนการเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยเปน 3 กก.VS/ลบ.ม./วน มปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

0.039(±0.004) ลบ.ม.มเทนกก.VSทเตม โดยจะเหนไดวาการผลตกาซชวภาพจากการใชหญาเนเปยร

ปากชอง 1 จะใหปรมาณกาซมเทนทสง แตหากใชอตราภาระบรรทกสารอนทรยสงเกนไปอาจทาให

ระบบเกดความลมเหลวได โดยเปนผลจากการสะสมของปรมาณกรดไขมนระเหยซงมคาเพมสงขน

เมอมการเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรย รวมถงเวลากกเกบทส นลงเมอมการเพมอตราภาระ

บรรทกสารอนทรยขน ซงสงผลใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดมคาลดลง

ในการทดลองทเปนการหมกยอยรวมระหวางมลสตวและหญาหมก จะเหนวาทการทดลองท

R3, C1, C2, C3, A1, A3 และ T1 ซงเปนการหมกยอยรวมระหวางหญาหมก มลไกและมลโคท

สดสวนตางๆกน พบวาการทดลองทมการเตมมลสตวในปรมาณมาก (การทดลองท A1 และ A3) จะ

ไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะตาเมอเทยบกบการทดลองอนๆ โดยในผลการทดลองจะเหนไดวาในการ

ทดลอง C1, C2, C3 และ T1 ซงเปนการหมกรวมของมลสตวและหญาหมก โดยมการเตมมลสตวทง

สองชนดในปรมาณทนอยจะใหปรมาณกาซชวภาพทสงกวาการเตมมลสตวปรมาณมากๆ ทงนอาจ

เนองมาจากมลสตวทใชสามารถยอยไดยากกวาหญาเนเปยรหมกทใชในการทดลอง ทาใหในการ

ทดลองทมการเตมมลสตวปรมาณมากไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะนอย แตการเตมมลสตวทงสอง

ชนดรวมกนในปรมาณทเหมาะสมจะชวยเพมเสถยรภาพของระบบในการผลตกาซชวภาพ โดยการ

เตมมลสตวท งสองชนดรวมกนยงชวยเพมความหลากหลายของจลชพในระบบซงชวยใหเกด

กระบวนการยอยสลายไดดขน สงผลใหไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะมากขนจากการเตมมลสตวเพยง

ชนดเดยว

จากตารางท 4.15 พบวากาซชวภาพทไดในทกการทดลองมองคประกอบเปนกาซมเทนอย

ในชวง 51.4-54.6% จะเหนไดวากาซชวภาพทผลตไดมองคประกอบเปนกาซมเทนคอนขางสง

(มากกวา 50%) ทาใหมคณสมบตตดไฟได สามารถนาไปใชเปนพลงงานทดแทนในรปตางๆเชน

ไฟฟาหรอกาซหงตมได

90

91

ตารางท 4.16 ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ องคประกอบกาซชวภาพและปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสภาวะคงท

สวนของการ

ทดลอง

ลาดบ

การ

ทดลอง

ถง

ปฏกรณ

ทใช

สภาวะทใชในการ

ทดลอง

อตราภาระบรรทก

สารอนทรย (กก.VS/

ลบ.ม./วน)

ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ

(ลบ.ม.กาซชวภาพ/กก.VS

ทเตม)*

องคประกอบกาซ

ชวภาพ (%)

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

(ลบ.ม.มเทน/กก.VSท

เตม)* มลไก* มลโค* CH4 CO2

แฟคทอเรยล

F1 R1 0 1.45

1.5

0.269(±0.025) 51.7 42.6 0.139(±0.013)

F2 R2 0 0 0.490(±0.040) 52 39.7 0.255(±0.021)

F3 R3 0.41 1.45 0.361(±0.029) 52.6 39.5 0.190(±0.015)

F4 R4 0.41 0 0.323(±0.003) 52 41.2 0.168(±0.001)

คากลาง

C1 R1 0.205 0.725

1.5

0.465(±0.015) 54.4 39.5 0.253(±0.008)

C2 R2 0.205 0.725 0.462(±0.015) 54.5 38.7 0.252(±0.008)

C3 R4 0.205 0.725 0.454(±0.021) 54.6 38.3 0.248(±0.011)

จดแกน

A1 R2 0.495 0.725

1.5

0.222(±0.020) 54.5 41.4 0.121(±0.011)

A2 R3 0 0.725 0.355(±0.014) 52.4 39.5 0.186(±0.007)

A3 R3 0.205 1.75 0.310(±0.021) 52.3 39.9 0.162(±0.011)

A4 R1 0.205 0 0.315(±0.021) 54.3 38.9 0.171(±0.011)

การทดลอง

เพมเตม

T1 R2 0.1025 0.3625 1.5 0.484(±0.009) 51.4 39.1 0.249(±0.005)

T2 R4 0 0 2 0.325(±0.006) 52.3 39.7 0.170(±0.003)

T3 R4 0 0 3 0.076(±0.008) 51.3 40.2 0.039(±0.004)

T4** R1 0.1157 0 1.5 0.161(±0.012) 52.8 41.6 0.085(±0.007)

T5** R3 0 0.4192 1.5 0.135(±0.012) 52.6 39.3 0.071(±0.006)

หมายเหต *ปรมาณมลไกและมลโคแสดงในหนวย กก.ตอหญาหมก 1 กก.

** ทาการทดลองโดยใชมลไกและมลววเปนสารอาหารเดยว

***ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะและปรมาณกาซมเทนจาเพาะแสดงในรป คาเฉลย(±สวนเบยงเบนมาตรฐาน)

รปท 4.16 ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะทผลตไดตลอดระยะเวลาการเดนระบบ

รปท 4.17 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตไดตลอดระยะเวลาการเดนระบบ

4.5 การเปรยบเทยบผลการทดลองทไดกบผลจากงานวจยอนๆ จากการศกษาผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจาก

หญาเนเปยรปากชอง 1 โดยใชถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ พบวาสภาวะการทดลองทใหปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะสงสดคอการทดลองทใชหญาเนเปยรเปนสารอาหารเดยว ทอตราภาระบรรทก

สารอนทรย 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน และการทดลองทเปนการหมกรวมของหญาเนเปยร มลไกและมล

โค โดยเตมมลไกและมลโคปรมาณ 0.1025 กก. และ 0.3625 กก .ตอหญาเนเปยรหมก 1 กก. โดยได

ปรมาณกาซมเทนสงสดท 0.255(±0.021) และ 0.249 (±0.005) ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตมตามลาดบ ซง

เมอเปรยบเทยบกบงานวจยอนๆ (ตาราง 4.16) ทรายงานคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะในชวง 0.151-

92

0.333 ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม คาทไดจากงานวจยนมคาใกลเคยงกบงานวจยอนๆ โดยการทดลองท

ใชหญาเนเปยรปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยวใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงกวาคาทไดจาก

งานวจยของ Janejadkarn&Chavalparit[54] ซงศกษาการผลตกาซชวภาพจากการหมกยอยเดยวของ

หญาเนเปยรปากชอง 1 ทอตราภาระบรรทกสารอนทรยเทากบ 0.57 กก.VS/ลบ.ม./วน โดยพบวาได

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.242 ลบ.ม.กาซมเทน/กก.VS.ทเตม ความแตกตางทพบอาจเนองมาจาก

งานวจยของ Janejadkarn&Chavalparit ใชหญาเนเปยรเปนวตถดบในการผลตกาซชวภาพโดยไมม

การบาบด เ บองตนทาใหปรมาณก าซม เทนจา เพาะ ทไดมค าต า ถ งแมวาการทดลองของ

Janejadkarn&Chavalparit จะใชอตราภาระบรรทกสารอนทรยทนอยกวางานวจยน อยางไรกตามผล

การทดลองทไดขดแยงกบงานวจยบางงานวจยทพบวาการเตมมลสตวในระบบผลตกาซชวภาพจาก

วสดชวมวล จะชวยเพมประสทธภาพของระบบ ทาใหไดปรมาณกาซชวภาพเพมขน โดยเมอ

เปรยบเทยบกบผลการศกษาของ Wang et al. [5] ซงศกษาการผลตกาซชวภาพจากการหมกรวมของ

ฟางขาวสาล มลโคและมลไก โดยพบวาการทดลองทใชฟางขาวสาลเปนสารอาหารเดยวใหปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะตาสด คอ 0.119 ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม และเมอทาการหมกรวมกบมลสตวคอมล

ไกและมลโค พบวาการหมกยอยของฟางขาวสาลรวมกบมลไก และมลโคใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

เพมขนเปน 0.168 และ 0.227 ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม ตามลาดบ อยางไรกตามผลการทดลองทได

จากงานนสอดคลองกบผลทไดจากงานของ Wang et al. ในแงทพบวาในการหมกยอยรวมระหวางชว

มวลกบมลสตวมากกวา 1 ชนด จะชวยเพมปรมาณกาซมเทนจาเพาะทได โดย Owamah et al. [55] ได

รายงานวาการหมกยอยรวมของตะไครกบมลไกจะชวยเพมปรมาณกาซมเทนจาเพาะใหสงขนวาการ

หมกยอยเดยวของตะไคร โดยพบวาทการหมกยอยเดยวของมลไกจะใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

0.333 ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม ทการหมกยอยเดยวของตะไครใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.216 ลบ.

ม.มเทน/กก.VSทเตม สวนทการหมกยอยรวมของมลไกและตะไครจะใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

0.258 ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม จะเหนวาในการทดลองทเปนการหมกยอยเดยวของมลไก ในงานวจย

ของ Owamah et al.[55], Li et al. [56], Wang et al. [57] และ Niu et al. [58] พบวาปรมาณกาซมเทน

จาเพะทไดมคา 0.333, 0.291, 0.308, และ 0.320 ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม ตามลาดบ โดยพบวา

งานวจยดงกลาวจะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงกวางานวจยน ซงในงานวจยนการทดลองทเปนการ

หมกยอยเดยวของมลไกจะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 0.085(±0.007) ลบ.ม.มเทน/กก.VSท

เตม ซงเปนคาทคอนขางตาเมอเทยบกบงานวจยอนๆ โดยเมอพจารณาถงสภาวะทใชในการทดลองซง

93

ไมแตกตางจากงานวจยอนๆมากนก แตปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดกลบมคาตากวางานวจยอนๆ

อยางเหนไดชด อาจเปนสาเหตจากการทมลไกทใชในการทดลองนอาจไดรบการปนเปอนจากสาร

ตกคางจากยาปฏชวนะหรอฮอรโมนทใชเลยงไก ซงปนเปอนออกมากบมลไก ทงน Zhao et al. [59]

ไดรายงานผลจากการศกษาสารตกคางทเหลออยในมลสตวจากยาปฏชวนะทใชรกษาโรคในสตว โดย

ทาการศกษามลสกร มลโคและมลไก โดยพบวาในมลไกมยาปฏชวนะตกคางอยหลายชนด โดยเฉพาะ

norfloxacin ซงเปนยาปฏชวนะทใชรกษาโรคในระบบทางเดนอาหาร พบในปรมาณ 225.45 มก./กก.

นอกจากนยงพบ enrofloxacin ซงเปนยาฆาเชอใชสาหรบรกษาโรคตดเชอจากแบคทเรย โดยพบใน

ปรมาณสงถง 1,420.76 มก./กก. สารปนเปอนทอาจมอยในมลไกดงกลาวอาจเปนเหตผลของปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะทมคาตาเมอใชมลไกผสมกบหญาเนเปยรทพบในงานวจยน เนองจากสารปนเปอนม

ฤทธในการฆาเชอแบคทเรย และอาจสงผลตอปรมาณจลชพสรางกรดและสรางมเทนในระบบ

นอกจากน Wang et al. [5] ไดรายงานวาในการหมกยอยรวมของวสดชวมวลหลายชนด ปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะทไดจะมคามากกวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการใชวสดใดๆเปนสารอาหาร

เดยว ซงในงานวจยนพบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการหมกยอยรวมระหวางหญาหมกกบ

มลสตวจะมคาสงกวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการหมกยอยโดยใชมลสตวเปนสารอาหาร

เดยว แตมคาตากวาการใชหญาเปนสารอาหารเดยว สอดคลองกบงานวจยของ Lehtomaki et al. [12]

ซงพบวาการหมกยอยเดยวของมลโคจะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะตากวาการหมกยอยรวมของมลโค

กบหญาหมกทอตราภาระบรรทกสารอนทรยเทากบ 2 กก.VS/ลบ.ม./วน โดยมคาเทากบ 0.150 ลบ.ม.

มเทน/กก.VS และ 0.250 ลบ.ม.มเทน/กก.VS ทการทดลองหมกยอยเดยวของมลโคและการหมกรวม

ของหญาหมกและมลโคตามลาดบ โดย Lehtomaki et al. ยงรายงานถงผลของการเพมอตราภาระ

บรรทกสารอนทรยใหสงขน โดยทาการทดลองการหมกยอยรวมของหญาหมกและมลโคทอตราภาระ

บรรทกสารอนทรย 2, 3 และ 4 กก.VS/ลบ.ม./วน พบวาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.250, 0.233 และ

0.186 ลบ.ม.มเทน/กก.VS/วน ตามลาดบ จะเหนวาการเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยจาก 2 เปน 3

และ 4 กก.VS/ลบ.ม./วน ทาใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดมคาลดลง ซงสอดคลองกบงานวจยน

ในการทดลองเพมอตราภาระบบทกสารอนทรยของการหมกยอยเดยวของหญาเนเปยร พบวาทการ

เพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยจาก 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน เปน 2 กก.VS/ลบ.ม./วน และเพมเปน 3

กก.VS/ลบ.ม./วน ทาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะลดลงจากการทดลองทอตราภาระบรรทก

สารอนทรยเทากบ 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน ถง 33.3% และ 84.7% ซงเปนผลจากการเพมปรมาณ

94

สารอนทรยทเขาสระบบทสงเกนไป สงผลตอจลชพในระบบทาใหปรมาณกาซมเทนทผลตไดมคา

ลดลง อกทงยงสอดคลองกบงานวจยของ สารปอนทอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนเทากบ 20 และ

30 โดยพบวาทอตราภาระบรรทกสารอนทรย 1.1 กก.VS/ลบ.ม./วน และอตราสวนคารบอนตอ

ไนโตรเจนเทากบ 20 จะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.270 ลบ.ม./กก.VSทเตม และเมอเพมอตรา

ภาระบรรทกสารอนทรยเปน 2.2 กก.VS/ลบ.ม./วน พบวาไดคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะลดลงถง 30%

คอมคา 0.190 ลบ.ม./กก.VSทเตม และททอตราภาระบรรทกสารอนทรย 2.2 กก.VS/ลบ.ม./วน และ

อตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนเทากบ 30 จะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะ 0.230 ลบ.ม./กก.VSทเตม

และเมอเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรยเปน 2.2 กก.VS/ลบ.ม./วน พบวาไดคาปรมาณกาซมเทน

จาเพาะลดลงถง 39% คอมคา 0.140 ลบ.ม./กก.VSทเตม โดยการเพมอตราภาระบรรทกสารอนทรย

สงผลใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตไดมคาลดลง นอกจากนเมอเปรยบเทยบกบงานวจยของ

Yaldiz et al. [60] ทรายงานวาการหมกยอยระหวางเศษผกรวมกบมลไกใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

0.125 ลบ.ม./กก.VSทเตม โดยคาทไดนอยกวาคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการหมกยอยรวม

ระหวางหญาเนเปยรและมลไกทไดจากงานวจยน (0.174 ลบ.ม./กก.VSทเตม) อาจเนองมาจากใน

งานวจยของ Yaldiz et al. ใชเศษผกหลายชนดโดยไมมการควบคมชนดของพช และไมมการบาบด

เบองตนกอน โดยงานวจยนใชหญาเนเปยรปากชอง 1 ทผานการทาหญาหมกกอนเขาสระบบผลตกาซ

ชวภาพ

95

96

ตารางท 4.17 การเปรยบเทยบผลการทดลองทไดกบผลจากงานวจยอนๆ

ทมา สารปอน ถงปฏกรณ เวลากกเกบ (วน) C/N OLR ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

(กก.VS/ลบ.ม./วน) (ลบ.ม.มเทน/กก.VS)

Lehtomaki et al. [12]

มลโค CSTR 20 - 2 0.151

มลโค+หญาหมก (60:40) CSTR 20 - 2 0.25

มลโค+หญาหมก (60:40) CSTR 20 - 3 0.233

มลโค+หญาหมก (60:40) CSTR 20 - 4 0.186

Yaldie et al. [60]

เศษผก+มลไก CSTR 30 - 4 0.125

หญา+หญาหมก+ของเสยจากกระเพาะของ

สตวเคยวเออง+มลไก+มลโค CSTR 47 - 1.9 0.234

K.Risberg et al. [61] ฟางขาวสาล+มลโคกระบอ (25:75) CSTR 25 32 2.5 0.18-0.21

Wang et al.[5]

ฟางขาวสาล Anaerobic batch 30 15 ก.VS/ล. 0.119

ฟางขาวสาล+มลไก Anaerobic batch 30 25 15 ก.VS/ล. 0.168

ฟางขาวสาล+มลโค Anaerobic batch 30 15 15 ก.VS/ล. 0.227

ฟางขาวสาล+มลไก+มลโค (20.5:35:44.5) Anaerobic batch 30 24.7 15 ก.VS/ล. 0.343

Janejadkard&Chavalparit [54] หญาเนเปยรปากชอง 1 (VS=2%) CSTR 35 0.57 0.242

Wilawan et al. [62]

หญาเนเปยรปากชอง 1+มลไก (VS= 4%) CSTR 25 ล. 36 20 1.1 0.270(±0.02)

หญาเนเปยรปากชอง 1+มลไก (VS= 4%) CSTR 25 ล. 18 20 2.2 0.190(±0.02)

หญาเนเปยรปากชอง 1+มลไก (VS= 4%) CSTR 25 ล. 36 30 1.1 0.23(±0.02)

หญาเนเปยรปากชอง 1+มลไก (VS= 4%) CSTR 25 ล. 18 30 2.2 0.14(±0.01)

97

ตารางท 4.17 (ตอ) การเปรยบเทยบผลการทดลองทไดกบผลจากงานวจยอนๆ

ทมา สารปอน ถงปฏกรณ เวลากกเกบ (วน) C/N OLR ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

(กก.VS/ลบ.ม./วน) (ลบ.ม.มเทน/กก.VS)

Owamah et al. [55]

มลไก (TS=7.5%) Anaerobic batch 30 - - 0.333

ตะไคร (TS=7.5%) Anaerobic batch 30 - - 0.216

มลไก+ตะไคร (1:1), (TS=7.5%) Anaerobic batch 30 - - 0.258

Li et al. [56] มลไก Anaerobic batch 30 - 3 0.291

Wang et al. [57] มลไก (TS=10%) CSTR 5 ล. 100 - - 0.308

Niu et al. [58] มลไก (TS=10%) CSTR 12 ล. 30 6.48 0.21 0.32

การทดลองน

หญาเนเปยรปากชอง 1 (VS=4%) CSTR 20 ล. 27 48.01 1.5 0.255±(0.021)

หญาเนเปยรปากชอง 1 (VS=4%) CSTR 20 ล. 13.3 48.01 3 0.039±(0.004)

หญาเนเปยรปากชอง 1+มลโค+มลไก

(VS=4%) CSTR 20 ล. 27 20.47 1.5 0.249±(0.005)

หญาเนเปยรปากชอง 1+มลโค (VS=4%) CSTR 20 ล. 27 29.94 1.5 0.186±(0.007)

หญาเนเปยรปากชอง 1+มลไก CSTR 20 ล. 27 20.2 1.5 0.174±(0.011)

มลโค (VS=4%) CSTR 20 ล. 27 21.82 1.5 0.071±(0.006)

มลไก (VS=4%) CSTR 20 ล. 27 9.27 1.5 0.085±(0.007)

4.6 การนาผลการทดลองไปใชในการออกแบบและการเดนระบบจรง จากผลการทดลองทไดสามารถนามาประยกตใชกบการออกแบบและเดนระบบจรงในการ

ผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 รวมกบมลไกและ/หรอมลโคไดดงน

4.6.1 ศกยภาพในการผลตกาซชวภาพ

การผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 โดยมการหมกรวมกบมลโคและมลไก ซงผล

ทไดจากงานวจยนพบวาการเตมมลโคและมลไกรวมกนในปรมาณนอยจะชวยเพมศกยภาพในการ

ผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 โดยจากการทดลองท F2 ซงเปนการผลตกาซชวภาพโดย

ใชหญาเปนสารอาหารเดยว ซงใชหญาเปนสารปอนปรมาณ 150 ก./วน ไดคาปรมาณกาซชวภาพ

จาเพาะเทากบ 0.49 ลบ.ม.กาซชวภาพ/กก.VSทเตม หรอคดเปน 93 ล.กาซชวภาพ/กก.หญาทเตม เมอ

เปรยบเทยบกบการทดลองท T1 ซงเปนการทดลองทคาเหมาะสมของมลไกและมลโคทเตม โดยมการ

เตมมลไก 0.1025 กก. และมลโค 0.3625 กก.ตอหญาหมก 1 กก. ซงใชหญาเปนสารปอนปรมาณ 68

ก./วน ไดคาปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ 204 ล./กก.หญาทเตม จากงานวจยนพบวาในปรมาณหญาเน

เปยรปากชองทเทากน การเตมมลสตวจะชวยเพมจะเหนปรมาณกาซชวภาพทผลตไดจากการใชหญา

เปนสารอาหารเดยวถง 2.2 เทาและระบบมแนวโนมทจะมเสถยรภาพสงกวาการใชหญาเนเปยรปาก

ชอง 1เปนสารอาหารเดยว ดงนนหากมการผลตกาซชวภาพโดยใชหญาเนเปยรปากชอง 1 หมกยอย

รวมกบมลโคและมลไก โดยมการเตมมลไก 0.1025 กก. และมลโค 0.3625กก.ตอหญาหมก 1 กก. ซง

พบวาหญาเนเปยรปากชอง 1 มศกยภาพในการปลก 70-100 ตนสด/ไร/ป ดงนนจะพบวาหากมพนท

ในการปลกหญาเนเปยรปากชอง 1 จานวน 1 ไร ซงจะปลกหญาเนเปยรสดได 70 ตนสด/ป จะตองใช

มลสตวในการหมกรวมคอ มลไก 7,175 กก. และมลวว 25,375 กก. ตอป จะใหปรมาณกาซชวภาพ

14,280 ลบ.ม.กาซชวภาพ/ป เทยบเทากาซหงตม (LPG) 6,568 กก.ตอป หรอเทยบเทาพลงงานไฟฟา

17,850 กโลวตตตอป

ถงแมวาการเตมมลสตวรวมกบหญาเนเปยรปากชอง 1 จะชวยเพมปรมาณกาซชวภาพทได

จากการใชหญาเนเปยรปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว เมอพจารณาทปรมาณหญาเนเปยรปากชอง 1 ท

มเทากนถง 2.2 เทา แตอาจตองพจารณาถงความคมคาทางเศรษฐศาสตร เนองจากมลสตวอาจมราคา

สงกวาหญาเนเปยรปากชอง 1 ในพนททไมมมลสตว การใชหญาเนเปยรปากชอง 1 เปนสารอาหาร

เดยวอาจมความเหมาะสมกวา แตสาหรบพนททมมลสตวอยแลวนน การเตมหญาเนเปยรปากชอง 1

เพอหมกยอยรวมกบมลสตวนนจะใหปรมาณกาซชวภาพทไดเพมสงขนคอนขางมาก

98

4.6.2 ชนดของถงปฏกรณและรปแบบการเดนระบบทเหมาะสม

ถงปฏกรณทเหมาะสมตอการเดนระบบการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรควรเปนถง

ปฏกรณทมการกวนผสม เนองจากระบบการหมกยอยโดยใชหญาหญาเนเปยรหากไมมการกวนผสม

จะมการลอยของชนหญาทาใหจลชพไมสามารถสมผสกบสารอนทรยได สงผลตอปรมาณกาซ

ชวภาพทผลตได ท งนระบบผลตกาซชวภาพทนยมใชกบน าเสยทวไปเชนระบบบอปดแบบไร

ออกซเจน (Cover Anaerobic Lagoon) อาจไมเหมาะกบการผลตกาซชวภาพโดยใชหญาเนเปยรเปน

สารอาหารหลก โดยอาจเกดปญหาการลอยของชนหญาทผวหนาของบอ ทาใหจลชพไมสามารถ

สมผสกบสารอนทรยไดทวถงทาใหเกดกาซชวภาพตา สวนระบบบาบดน าเสยแบบยเอเอสบ (Upflow

Anaerobic Sludge Blanket, UASB) ไมเหมาะกบการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยร เนองจากระบบ

ยเอเอสบเปนระบบทมการไหลจากดานลางขนสดานบน เมอปอนหญาซงมลกษณะเบาและลอยเขาส

ระบบยเอเอสบทาใหหญาหลดออกจากถงปฏกรณไดงาย ทาใหประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพท

ไดมคาตา อกทงระบบยเอเอสบเปนระบบทมเวลากกเกบตา จงไมเหมาะสมทจะใชกบวตถดบซงม

ปรมาณของแขงสง ดงนนการใชระบบยเอเอสบเพอผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรจงไมเหมาะสม

ชนดของถงปฏกรณทเหมาะสมสาหรบการผลตกาซชวภาพจากหญาซงเปนชวมวลทม

โครงสรางเปนลกโนเซลลโลสและมปรมาณของแขงแขวนลอยสง คอถงปฏกรณแบบกวนสมบรณซง

มการกวนผสมอยางสมบรณทาใหจลชพสามารถสมผสกบสารอาหารทปอนเขาไปในถงไดอยางทวถง

ทาใหเกดปฏกรยาการยอยสลายไดด โดยรปแบบการเดนระบบทเหมาะสมนนจากการศกษานจะเหน

วาการเดนระบบแบบ ASBR ซงเปนการเดนระบบโดยมการทงใหเกดการตกตะกอนภายในถง

ปฏกรณ กอนดงสวนทเปนน าใสออกจากถงปฏกรณ การเดนระบบแบบ ASBR จะชวยรกษาปรมาณ

จลชพในระบบมความเขาขนสงและทาใหไดปรมาณกาซชวภาพจาเพาะสง ถงแมการเดนระบบแบบ

ASBR จะมขอดทใหปรมาณกาซชวภาพจาเพาะสงแตกมขอเสยคอ เมอเดนระบบไประยะหนงจะเกด

การสะสมตวของของแขงภายในถงปฏกรณ ทาใหตองมการระบายตะกอนออก ดงนนการเดนระบบ

แบบ CSTR ซงเปนการเดนระบบโดยมการดงน าออกในขณะทมการกวนอย จงมความเหมาะสมกวา

เพอเปนการรกษาความเขมขนของสารอนทรยในระบบใหมระดบคงท ลดปญหาทเกดขนจากการ

สะสมตวของของแขงแขวนลอยในระบบ ทงนคาเวลาเกบกกทเหมาะสมในการเดนระบบอยในชวง

30 วน โดยใชอตราภาระบรรทกสารอนทรย 1-1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน

99

เมอเปรยบเทยบระบบทใชอตราภาระบรรทกสารอนทรยท 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน และ 2 กก.

VS/ลบ.ม./วน โดยใชหญาเนเปยรเปนสารอาหารเดยว พบวาหากมหญาเนเปยร 100 ตนตอวน ระบบท

ใชอตราภาระบรรทกสารอนทรยท 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน ตองใชถงปฏกรณขนาด 13,307 ลบ.ม. และ

ไดกาซมเทนปรมาณ 5,090 ลบ.ม.มเทนตอวน และระบบทใชอตราภาระบรรทกสารอนทรยท 2 กก.

VS/ลบ.ม./วน ตองใชถงปฏกรณขนาด 9,980 ลบ.ม. และไดกาซมเทนปรมาณ 3,393 ลบ.ม.มเทนตอ

วน (การคานวณแสดงในภาคผนวก ข.1.7) โดยจะเหนไดวาหากเดนระบบทอตราภาระบรรทก

สารอนทรย 1.5 VS/ลบ.ม./วน ตองใชถงปฏกรณทมขนาดใหญกวาเดนระบบทอตราภาระบรรทก

สารอนทรย 2 กก.VS/ลบ.ม./วน และจะไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะมากกวา ดงนนในการเลอก

ออกแบบระบบผลตกาซชวภาพตองดถงความเหมาะสมของขนาดพนทและปรมาณกาซชวภาพท

ตองการ

100

สวนท 2 : การศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณ

กาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว

การศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณ

กาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว โดยถงปฏกรณแบบกวน

สมบรณ แบงการทดลองหลกออกเปน 3 สวน คอ การทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design การ

ทดลองทคากลาง และการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลอง

ตามทฤษฎ Full Factorial Design โดยผลการทดลองและการวจารณผลแสดงในหวขอตอไปน

4.7 การวเคราะหเชงแฟคทอเรยล

ผลการทดลองทออกแบบการทดลองโดยทฤษฎ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ

เพอศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยร

ปากชอง 1 ตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตไดสามารถแสดงไดดงตอไปน ทงนในการวเคราะหผล

การทดลองใชคาผลตอบสนอง (Response) คอ ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ (Methane Yield) เฉลย

ในชวงทระบบเขาสสภาวะคงท ในการคานวณใชขอมลตงแต 7 คาขนไป โดยปรมาณกาซมเทน

จาเพาะในแตละสภาวะการทดลอง แสดงในตารางท 4.18

ผลของการวเคราะหเชงแฟคทอเรยลโดยใชโปรแกรม MINITAB 16 (Minitab Inc.) ในการ

วเคราะหขอมลเชงสถต คอการวเคราะหความแปรปรวนและการวเคราะหการถดถอยเชงเสนเพอหา

ผลของปจจยทศกษาตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดจากผลของระยะเวลาการกวนผสมและคาความ

เขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 โดยถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ แสดงใน

ตารางท 4.19 และ 4.20 ตามลาดบ โดยจากผลการวเคราะหความแปรปรวน พบวาทระดบความเชอมน

90 เปอรเซนต ทงผลหลกและผลทมตอกนของปจจยมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญ

โดยผลหลก (Main Effects) มคา P = 0.077 และผลของปจจยทมผลตอกน (2-Way Interactions) มคา

P=0.028 ดงตารางท 4.19

101

ตารางท 4.18 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะในแตละสภาวะการทดลองทออกแบบตามทฤษฎ Full

Factorial Design

ลาดบการ

ทดลอง

ระยะเวลาการกวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขนของแขง

ทงหมด (%TS)

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

(ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม)

A1 5 4 0.2490 (±0.0068)

A2 5 12 0.1924 (±0.0065)

A3 45 4 0.2317 (±0.0072)

A4 45 12 0.2425 (±0.0067)

A5 25 8 0.1622 (±0.0127)

A6 25 8 0.1532 (±0.0113)

A7 25 8 0.1515 (±0.0056)

หมายเหต : ปรมาณกาซมเทนจาเพาะแสดงในรป คาเฉลย (±สวนเบยงเบนมาตรฐาน)

ตารางท 4.19 ผลการวเคราะหทางสถตโดยใชการวเคราะหความแปรปรวน

Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P

Main Effects

%TS

Mixing Periods

2-Way Interactions

%TS* Mixing Time

Curvature

Residual Error

Pure Error

2

1

1

1

1

1

2

2

0.0007934

0.0005244

0.0002690

0.0011357

0.0011357

0.0092023

0.0000661

0.0000661

0.00079337

0.00052441

0.00026896

0.00113569

0.00113569

0.00920229

0.00006613

0.00006613

0.00039668

0.00052441

0.00026896

0.00113569

0.00113569

0.00920229

0.00003306

0.00003306

12.00

15.86

8.13

34.35

34.35

278.32

0.077

0.058

0.104

0.028

0.028

0.004

Total 6 0.0111975

102

ตารางท 4.20 ผลการวเคราะหทางสถตโดยใชการวเคราะหการถดถอยเชงเสน

Term Effect Coefficient SE Coefficient T P

Constant

%TS

Mixing Periods

%TS*Mixing Periods

Ct Pt

-0.02290

0.01640

0.03370

0.22890

-0.01145

0.00820

0.01685

-0.07327

0.002875

0.002875

0.002875

0.002875

0.004392

79.62

-3.98

2.85

5.86

-16.68

0.000

0.058

0.104

0.028

0.004

S = 0.00575007 R2 = 99.41% R2 (adjust) = 98.23%

จากตารางท 4.20 ซงแสดงผลทไดจากการวเคราะหการถดถอยเชงเสน พบวาคาระดบ

ผลกระทบ (Effect) ของปจจยทมผลตอกนระหวางคาความเขมขนของของแขงทงหมดและระยะเวลา

การกวนผสมมคาสงสด (0.03370) และคาความเขมขนของของแขงทงหมดซงเปนปจจยหลกมคา

รองลงมา (-0.02290) ขณะทปจจยหลกทเกดจากระยะเวลาการกวนผสมมคานอยทสด (0.01640) ทงน

เครองหมายบวกและลบนน ทาหนาทแสดงความสมพนธในเชงเพม (+) หรอลด (-) ปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทเกดจากผลของปจจยดงกลาว เชน ผลของปจจยหลกทเกดจากคาความเขมขนของของแขง

ทงหมดมระดบผลกระทบเทากบ -0.02290 สามารถอธบายไดวาเมอทาการเพมคาของของแขงทงหมด

ของหญาเนเปยรปากชอง 1 ทปอนเขาสถงปฏกรณใหสงขน จะสงผลทาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

ลดลง ทงนทระดบความเชอมน 90 เปอรเซนต (α=0.10) พบวาปจจยระหวางคาความเขมขนของ

ของแขงทงหมดและระยะเวลาการกวนผสมมผลตอกนอยางมนยสาคญ (P=0.028) และคาความ

เขมขนของของแขงทงหมดเปนปจจยหลกทมผลอยางมนยสาคญ (P=0.058) คา P<α ในขณะท

ระยะเวลาการกวนผสมเปนปจจยหลกทไมมผลอยางมนยสาคญ (P=0.104) คา P>α โดยระดบ

นยสาคญของปจจยทศกษาแสดงในรป Pareto chart ดงรปท 4.18

103

รปท 4.18 ระดบนยสาคญของปจจยทศกษา

นอกจากนจากตารางท 4.20 พบวาคาสมประสทธการตดสนใจ (R2) มคาเทากบ 99.41

เปอรเซนต แสดงวาความแปรผนของขอมลปรมาณกาซมเทนจาเพาะมความสมพนธกบปจจยทศกษา

คอผลของระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1

ทผลตไดจากถงปฏกรณแบบกวนสมบรณเทากบ 99.41 เปอรเซนต และคาสมประสทธการตดสนใจท

ไดรบการปรบคา (R2 (adjust)) มคาเทากบ 98.23 เปอรเซนต ซงมคาใกลเคยงกบคาสมประสทธการ

ตดสนใจ แสดงวาจานวนขอมลทนามาวเคราะหเพยงพอ และแสดงวาปจจยจากผลหลก (Main Effect)

และปจจยทมผลตอกน (Interaction Effect) มความสมพนธทางสถตกบปรมาณกาซมเทนจาเพาะ โดย

สามารถสรางสมการเพอทานายคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตไดดงสมการท 4.5 เมอใชคา

ระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 ตางๆ

ทงนในการแทนคาลงในสมการท 4.5 จะตองแปลงคาจรง (Uncoded Value) ทใชใหเปน Coded Value

กอน ตามสมการท 4.6 โดยตวอยางการคานวณการทานายคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทได แสดงใน

ภาคผนวก ข.2.3

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ = 0.22890 + 0.00820 (Mixing Periods) - 0.01145 (%TS)

(ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม) + 0.01685 (%TS* Mixing Periods) (4.5)

หมายเหต : ในสมการท 4.5 ไดรวมเทอมระยะเวลาการกวนผสมดวยถงแมวาปจจยดงกลาวจะไมมผลตอปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะอยางมนยสาคญ (P=0.104) แตจากคา P จะเหนไดวามคาใกลเคยงกบระดบทปจจยจะมผล

อยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 90 เปอรเซนต

104

Coded Value = 𝑶𝒓𝒊𝒈𝒊𝒏𝒂𝒍 𝑽𝒂𝒍𝒖𝒆−[(𝑴𝒂𝒙+𝑴𝒊𝒏)

𝟐 ]

[(𝑴𝒂𝒙−𝑴𝒊𝒏)𝟐 ]

(4.6)

4.7.1 ผลของปจจยทมผลตอกนตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

ผลของปจจยทมผลตอกน (Interaction Effect) คอ อทธพลของปจจยหนงทจะเปลยนแปลงไป

เมอมการเปลยนแปลงของปจจยรวมกน เนองจากผลของปจจยทมตอกนสามารถทาใหผลหลกมคา

มากขนหรอลดลง ดงนนการพจารณาผลของปจจยทมตอกนจงมความสาคญอยางมาก เพอประเมนคา

ผลกระทบของแตละปจจยตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะไดอยางถกตอง จงตองทาการวเคราะหผลของ

ปจจยทมตอกนเปนอนดบแรก กราฟแสดงความสมพนธระหวางปจจยจากการวเคราะหผลกระทบ

ของปจจยทมตอกนแสดงในรปท 4.19

รปท 4.19 ปจจยทมผลตอกนตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

หมายเหต : จดสแดงแสดงคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลองทคากลาง (ระยะเวลาการ

กวนผสม 25 นาท/ชวโมงและคาความเขมขนของของแขงเทากบ 8%)

จากการวเคราะหผลการทดลองทได พบวาคาความเขมขนของของแขงทงหมดและระยะเวลา

การกวนผสมมผลตอกนอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 90 เปอรเซนต (P=0.028) โดยผลการ

ทดลองพบวาทระยะเวลากวนผสมตา (5 นาท/ชวโมง) ไดคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสดทคาความ

105

เขมขนของของแขงทงหมดตา (TS=4%) และไดคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะตาสดทคาความเขมขน

ของของแขงทงหมดสง (TS=12%) สวนทระยะเวลากวนผสมสง (45 นาท/ชวโมง) ไดคาปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตาและสงคอนขางใกลเคยงกน โดยผลทไดอาจ

เกดขนเนองจากถงปฏกรณทมความเขมขนของแขงตาทระยะเวลากวนผสมตา (5 นาท/ชวโมง) เพยง

พอทจะทาใหเกดกวนผสมอยางทวถงภายในถง พสจนไดจากการคานวณคาความปนปวน (Velocity

Gradient, G หนวย วนาท-1 ) ทเกดขนภายในถงขณะเกดการกวนผสม จากสมการท 4.7

Pw = G2µV (4.i^)

กาหนดให Pw = กาลงมอเตอรทถายทอดใหกบน าในถงปฏกรณ (วตต, นวตน.ม./วนาท)

V = ปรมาตรถง (ลบ.ม.)

µ = ความหนดของนา (นวตน.วนาท/ม.2)

โดยถงทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา (TS=4%) สมมตใหมคา µ = 2 เทาของคา

ความหนดของนาท 35๐C (ความหนดของนาท 35๐C = 0.73×10-3 นวตน.วนาท/ม.2) และถงทคาความ

เขมขนของของแขงทงหมดสง (TS=12%) มคา µ = 6 เทาของคาความหนดของนาท 35๐C (ตวอยาง

การคานวณคาความปนปวนแสดงในภาคผนวก ข.2.4) ทงนพบวาถงททาการทดลองทคาความเขมขน

ของของแขงทงหมดตาไดคาความปนปวนเทากบ 2,701 วนาท-1 สวนถงคาความเขมขนของของแขง

ทงหมดสงไดคาความปนปวนเทากบ 1,560 วนาท-1 ซงเพยงพอตอความตองการในการทาใหเกดการ

กวนผสมในถงปฏกรณแบบไรออกซเจน โดยคาความปนปวนในถงปฏกรณแบบไรออกซเจนควรจะ

มากกวา 75 วนาท-1 [63] จากผลการคานวณหาคาความปนปวนภายในถงปฏกรณทเกดจากการกวน

ผสม ถงแมวาคาทไดทงทคาความเขมขนของของแขงตาและสงจะมคามากพอในขณะทมการกวน

ผสมในถงปฏกรณ แตยงพบวาถงปฏกรณทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตามคาความปนปวน

สงกวาถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดสงเกอบสองเทา รวมทงในขณะทการกวน

ผสมหยดลงแลว ยงอาจมความปนปวนทเกดขนเนองจากแรงเฉอยเกดขนอกสกระยะหนงกอนทจะ

หยดนง โดยถงทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตาระยะเวลาทเกดความปนปวนหลงจากหยด

กวนมแนวโนมทจะมระยะเวลายาวนานกวาถงทคาความเขมขนของของแขงทงหมดสง ทาใหถง

ปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดสง (TS=12%) ทระยะเวลาการกวนผสมตา (5 นาท/

ชวโมง) ไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะตากวาทถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา

(TS=4%) ผลทไดแสดงใหเหนวาถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงสงจาเปนตองใชระยะเวลา

ในการกวนผสมทนานกวาถงจะทาใหเกดปฏกรยาการผลตกาซชวภาพอยางมประสทธภาพ ผลทได

106

สอดคลองกบผลการศกษาของ Karim et al. [30] เกยวกบผลของรปแบบของการกวนผสม (การ

หมนเวยนตะกอน ใชใบพดกวน และหมนเวยนกาซชวภาพ) ตอปรมาณกาซชวภาพทผลตจากมลสตว

ทปรมาณของแขงทงหมดท 5% และ 10% ซงพบวาถงหมกทม TS=5% การกวนผสมและไมมการ

กวนผสมเกดการผลตกาซชวภาพคอนขางใกลเคยงกน แตถงหมกทม TS=10% ทรปแบบการกวน

ผสมตางๆ ไดผลผลตกาซมากกวาถงทไมมการกวนผสมเลย ผลทไดจากการทดลองของ Karim et al.

[30] แสดงใหเหนวาการกวนผสมไมไดมผลอยางมนยสาคญในกรณทของเสยทอยในถงปฏกรณมคา

ความเขมขนของของแขงตา แตในทางตรงกนขามการกวนผสมมผลอยางมากในถงปฏกรณทมคา

ความเขมขนของของแขงสง หากเกดการกวนผสมไมเพยงพอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจะ

ตากวาอยางชดเจน นอกจากนในการทดลองนเนองจากของเสยทปอนเขาสระบบเปนหญาทม

สวนประกอบเสนใยสงเมอหยดกวนจะเกดการแยกชนของหญา ดงแสดงในรปท 4.3 ซงการแยกชน

ของของเสยจะสรางปญหาใหกบระบบ โดยตะกอนลอยดานบนสดซงมการสะสมตวของหญาทม

ความหนาแนนตา การสะสมตวของชนตะกอนลอยลดการสมผสระหวางหญากบจลชพในถง สงผล

ตอการเปลยนรปสารอนทรยในระบบและประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพ

รปท 4.20 การแยกชนของหญาภายในถงปฏกรณเมอหยดการกวนผสม

107

4.7.2 ผลหลกของปจจยตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

ผลหลก (Main Effect) คอ อทธพลของปจจยทแสดงตอตวแปรตอบสนองดวยตวของมนเอง

เมอมการเปลยนแปลงของปจจยเกดขน ผลการทดลองพบวาคาความเขมขนของของแขงทงหมดมผล

ตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 90 เปอรเซนต (P=0.058) โดยพบวา

ทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา (TS=4%) ใหผลปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงกวาทคาความ

เขมขนของของแขงทงหมดสง (TS=12%) ดงแสดงในรปท 4.21 โดยผลทไดสอดคลองกบการทดลอง

ของ Abbassi-Guendouz et al. [64] ทศกษาผลของคาความเขมขนของของแขงทงหมดตอการผลตกาซ

ชวภาพจากขยะ โดยศกษาทคาความเขมขนของของแขงทงหมดในชวง 10-35% ซงพบวาการผลตกาซ

ชวภาพตาลงทคาความเขมขนของของแขงทงหมดสงขน ทงนเนองจากทคาความเขมขนของของแขง

ทงหมดตา ทาใหการหมนเวยนและกระจายตวของจลชพและสารอนทรยเกดขนไดดกวา ทาใหการ

ยอยสลายและการผลตกาซชวภาพมประสทธภาพสงขน

รปท 4.21 ผลของปจจยหลกทศกษาตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

หมายเหต : จดสแดงแสดงคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลองทคากลาง (ระยะเวลาการ

กวนผสม 25นาท/ชวโมงและคาความเขมขนของของแขงเทากบ 8%)

108

อยางไรกตามจากการทดลองตามทฤษฏ Full Factorial Design พบวาระยะเวลาการกวน

ผสมไมไดเปนปจจยหลกทมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 90

เปอรเซนต (P=0.104) ทงนอาจเนองมาจาก การทดลองนใชรปแบบการกวนผสมเปนชวงๆทกๆ

ชวโมง คอทดลองทระยะเวลากวนผสมเทากบ 5 และ 45 นาท/ชวโมง ทาใหเกดการกวนผสมเปน

ระยะๆทกชวโมงในถงปฏกรณตลอดทงวน เมอจลชพและสารอนทรยไดรบการกระตนเนองจากการ

กวนผสมเปนชวงๆเหมอนกน จงเหนความแตกตางของประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพท

ระยะเวลาในการกวนผสมตางกนคอนขางนอย (รปท 4.21) และไมมนยสาคญทระดบความเชอมน 90

เปอรเซนต

นอกจากนยงพบวาความสมพนธระหวางปจจยทศกษากบปรมาณกาซมเทนจาเพาะเปน

เสนโคง (คา P ของ Curvature = 0.004; ตารางท 4.19) แตเนองจากผลของระยะเวลาการกวนผสม

ไมไดมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 90 เปอรเซนต อกทง

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลองทคากลางมคาตากวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจาก

การทดลองทคาตาและสง (การทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design) การทาการทดลองเพอหาคา

ระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดทเหมาะสมจะเปนการทดลองททาใหได

คาดงกลาวทใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะมคาตาสด ดงนนจงไมมการทาการทดลองเพมตามทฤษฎ

Central Composite Design (CCD) แตไดทาการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการ

ทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design โดยกาหนดคาของปจจยคอ ผลของ

ระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 เพมเตม

อก 6 การทดลอง (ตารางท 3.7)

4.8 ผลการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ

Full Factorial Design

หลงจากทดลองครบทกสภาวะการทดลองตามทฤษฏ Full Factorial Design แบบ 2 ระดบ

เพอทราบผลหลกและผลทมตอกนของปจจย ซงทาใหทราบวาคาความเขมขนของของแขงทงหมด

ของหญาเนเปยรปากชอง 1 มผลตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพอยางมนยสาคญ อกทงผลทม

ตอกนคอระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดมผลตอกนอยางมนยสาคญ

โดยถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดสงตองการระยะเวลาการกวนผสมสง แตถง

ปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา การกวนผสมทระยะเวลาการกวนผสมตากเพยง

พอทจะทาใหเกดการกวนผสมอยางทวถงและมคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสงได จากนนกาหนด

สภาวะการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการวเคราะหขอมลทาง

109

สถตดวยโปรแกรม MINITAB 16 (Minitab Inc.) ดงกลาว โดยทาการแปรคาระยะเวลาการกวนผสม

และคาความเขมขนของแขงทงหมดเพมเตม ทงนคาทกาหนดเพมเตมนนเปนคาทอยนอกชวงคาท

ทดลองตามทฤษฏ Full Factorial Design เพอตรวจสอบความถกตองของผลทไดจากการทดลองและ

ขอบเขตการใชงานไดของสมการท 4.5 ในการทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสามารถผลตได โดย

ทาการทดลองเพมเตมอก 6 การทดลอง กาหนดคาระยะเวลาการกวนผสมเทากบ 0 นาท/ชวโมง (ม

การกวนผสม 10 นาทกอนระบายหญาออกจากถงปฏกรณ) และ 53 นาท/ชวโมง และคาความเขมขน

ของแขงทงหมด (%TS) ของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 2%, 4% และ 14% ผลปรมาณกาซมเทน

จาเพาะในแตละสภาวะการทดลองเพมเตม แสดงดงตารางท 4.21

ความถกตองและนาเชอถอของคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการคานวณตาม

สมการท 4.5 ซงสรางจากจากการวเคราะหขอมลทางสถตจากการทดลองตามทฤษฏ Full Factorial

Design เปรยบเทยบกบคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลองจรง เมอนาคาดงกลาวมา

คานวณหาคาความคลาดเคลอนตามสมการท 4.4 พบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลอง

ทระยะเวลาการกวนผสม 0 นาท/ชวโมง มคาความคลาดเคลอนสงเทากบรอยละ 58.2 และ 26.4 ทคา

ความเขมขนของของแขงทงหมดเทากบ 2% และ 14% ตามลาดบ ทงนเนองจากการกวนผสมท

ระยะเวลากวนผสม 0 นาท/ชวโมง ทาโดยมการกวนผสม 10 นาทกอนระบายหญาออกจากถงปฏกรณ

(ซงเทากบมการกวนผสมเพยง 10 นาทตอวน) ทาใหรปแบบการกวนผสมแตกตางจากทใชในการ

ทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design ทมการกวนผสมเปนชวงๆทกๆชวโมง โดยปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะทไดจากการทดลองทระยะเวลาการกวนผสม 53 นาท/ชวโมง พบวาการทดลองทคา

ความเขมขนของแขงทงหมดเทากบ 2% ยงคงมคาความคลาดเคลอนคอนขางสงเทากบรอยละ 47.5

ขณะทการทดลองทคาความเขมขนของของแขงทงหมดเทากบ 14% เกดคาความคลาดเคลอนคอนขาง

ตาเทากบรอยละ 4.0 แสดงใหเหนวาความคลาดเคลอนของสมการทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

เกดขนไดมากในกรณทใชคาความเขมขนของของแขงทงหมดตากวาคาตาในการทดลองตามทฤษฎ

Full Factorial Design (TS=4%) แตสมการยงคงใชไดในกรณทใชคาความเขมขนของของแขงทงหมด

สงกวาคาสงในการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design (TS=12%) ทงนพบวาการทดลองทคา

ความเขมขนของแขงทงหมดเทากบ 2% ผลทไดจากการทดลองจรงใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะตา

กวาทไดจากการคานวณตามสมการท 4.5 ในทางกลบกนทคาความเขมขนของของแขงทงหมดเทากบ

14% ผลทไดจากการทดลองจรงใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงกวาทไดจากการคานวณตามสมการ

ท 4.5 ทงทระยะเวลาการกวนผสมเทากบ 0 และ 53 นาท/ชวโมง อยางไรกตามพบวาการทดลอง

เพมเตมทคาความเขมขนของของแขงท 4% ปรมาณกาซมเทนทไดจากการทดลองจรงมคาความ

คลาดเคลอนจากปรมาณกาซมเทนทไดจากการคานวณตามสมการท 4.5 คอนขางนอย

110

111

ตารางท 4.21 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะในแตละสภาวะการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ

Full Factorial Design

หมายเหต *ทระยะเวลาการกวนผสม 0 นาท/ชวโมง มการกวนผสม 10 นาทกอนมการดงตวอยาง/เตมสารปอนตอวน

ความคลาดเคลอน = 𝐸−𝑆

𝑆× 100% (4.4)

กาหนดให S = ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลอง

E = ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการคานวณตามสมการท 4.5

ลาดบ

การ

ทดลอง

ระยะเวลาการ

กวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขนของ

ของแขงทงหมด

(%TS)

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะท

ไดจากการทดลอง

(ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม)

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจาก

การคานวณตามสมการท 4.5

(ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม)

ความคลาดเคลอน

(%)

B1 0* 2 0.1689 (±0.0056) 0.2672 58.2

B2 0* 14 0.2276 (±0.0038) 0.1674 26.4

B3 53 2 0.1512 (±0.0056) 0.2230 47.5

B4 53 14 0.2688 (±0.0065) 0.2580 4.0

B5 0* 4 0.2629 (±0.0045) 0.2526 3.9

B6 53 4 0.1976 (±0.0045) 0.2281 15.4

โดยมคาเทากบรอยละ 3.9 และ 15.4 ทระยะเวลาการกวนผสมท 0 และ 53 นาท/ชวโมง ตามลาดบ

ทงนเนองมาจากคาความเขมขนของของแขงท 4% เปนคาทอยในชวงทใชในการทดลองตามทฤษฎ

Full Factorial Design ถงแมระยะเวลาการกวนผสมอยนอกชวงกไมไดมผลตอปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทผลตได ซงสนบสนนผลทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design วาระยะเวลา

กวนผสมไมมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตไดอยางมนยสาคญ ดงนนหากคาความเขมขนของ

ของแขงทใชในการทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยในชวงคาทใชในการทดลองตามทฤษฎ Full

Factorial Design (คาความเขมขนของของแขงเทากบ 4-12%) จะทาใหสามารถคานวณปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะตามสมการท 4.5 ไดอยางถกตองและแมนยาคอนขางมาก (ตวอยางการคานวณคาความ

คลาดเคลอนแสดงในภาคผนวก ข.2.5)

จากตารางท 4.21 จะเหนไดวาผลการทดลองเพมเตมทไดสอดคลองกบผลการทดลองทได

จากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design ทพบวาคาความเขมขนของของแขงทงหมดและ

ระยะเวลาการกวนผสมมผลตอกนอยางมนยสาคญ คอ คาความเขมขนของของแขงสง (TS=14%) ท

ระยะเวลาการกวนผสมสง (53 นาท/ชวโมง) ใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงกวาทระยะเวลาการ

กวนผสมตา (0 นาท/ชวโมง) ในทางกลบกนคาความเขมขนของของแขงตา (TS=2%) พบวาท

ระยะเวลาการกวนผสมสง (53 นาท/ชวโมง) ใหคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะตากวาทระยะเวลาการ

กวนผสมตา (0 นาท/ชวโมง) ผลทไดจากการทดลองนสอดคลองกบรายงานของ Stroot et al. [65] ท

ศกษาผลของการกวนผสมตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจากขยะมลฝอย พบวาการกวนนอย

เพยงพอทจะทาใหเกดการกระจายตวของสารปอนใหสมผสกบจลชพ ตางจากการกวนผสมอยาง

ตอเนองซงอาจสงผลใหเกดการทาลายสภาวะในการทางานรวมกนระหวางจลชพสรางกรดและจลชพ

ทสรางมเทน จงสงผลกระทบตอการทางานของจลชพในถงปฏกรณทาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะท

ไดมคาตา

4.8.1 การวเคราะหรปแบบของการกวนผสม

เมอทาการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตาม

ทฤษฎ Full Factorial Design โดยกาหนดคาระยะเวลาการกวนผสมเทากบ 0 นาท/ชวโมง และ 53

นาท/ชวโมง จงทาใหสามารถจาแนกรปแบบของการกวนผสมเปน 2 รปแบบคอ การกวนนอย (0

นาท/ชวโมงโดยจะมกวนผสม 10 นาท เฉพาะในชวงกอนมการดงตวอยาง/เตมสารปอนตอวน), การ

กวนตอเนอง (53 นาท/ชวโมง) พบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดขนทคาความเขมขนของของแขง

เทากบ 2%, 4% และ 14% แสดงดงรปท 4.22

112

รปท 4.22 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดจากรปแบบการกวนผสมตางกน

ผลจากการวเคราะหทางสถตโดยวธ Student’s T-test พบวาทคาความเขมขนของของแขง

ทงหมด 2%, 4% และ 14% ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดขนจากการกวนนอยและการกวนผสมอยาง

ตอเนองมคาแตกตางกนอยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 90 เปอรเซนต โดยทคาความเขมขนของ

ของแขงทงหมด 2% และ 4% ทการกวนนอยไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะมากขน 11.7% และ 33.0%

ตามลาดบ เมอเปรยบเทยบกบการกวนผสมอยางตอเนอง สอดคลองกบการทดลองของ Kaparaju et

al. [14] ททาการศกษาผลของการกวนผสมในถงหมกไรออกซเจนแบบเทจากมลวว (TS=8.1%) โดย

ศกษารปแบบการกวน 3 อยางคอ การกวนอยางตอเนอง (ควบคม), การกวนนอย (กวนเปนเวลา 10

นาทกอนทจะมการปอนของเสย) และการกวนเปนระยะ (กวนตอเนองและหยดกวนเปนเวลา 2

ชวโมงกอนทจะมการปอนของเสย) โดยทาการปอนของเสย 2 ครงตอวน พบวาปรมาณกาซมเทนของ

การกวนนอยและการกวนเปนระยะไดปรมาณกาซมเทนเพมขน 12.5% และ 1.3% ตามลาดบ เมอ

เปรยบเทยบกบการกวนผสมอยางตอเนอง ถงแมวาการกวนผสมจะทาใหเกดการสมผสระหวางจลชพ

กบสารอาหารในถงปฏกรณไดดแตกไมไดเปนตวแปรเพยงตวเดยวทแสดงวาการผลตกาซชวภาพจะ

เกดขนไดดเชนกน แตในทางตรงกนขามทคาความเขมขนของของแขงทงหมด 14% ทการกวนนอย

ไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะลดลง 18.1% เมอเปรยบเทยบกบการกวนผสมอยางตอเนอง แสดงใหเหน

วาระยะเวลาการกวนผสมขนกบคาความเขมขนของของแขงทงหมดทปอนเขาสระบบ ซงสอดคลอง

อยางชดเจนกบผลทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design

113

4.9 การเปลยนแปลงของคาพารามเตอรตางๆตลอดการทดลอง

4.9.1 อณหภมและพเอช

อณหภมและพเอชของนาเขาและนาออกสาหรบการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial

Design การทดลองทคากลาง และการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจาก

การทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงท แสดงในตารางท 4.22 โดย

ผลการทดลองและวจารณผลการทดลองสามารถแสดงไดดงตอไปน

4.9.1.1 อณหภม

อณหภมของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบมคาเทากบ 34.7 (±1.5), 34.9

(±1.2), 35.4 (±1.5), 35.5 (±1.5) องศาเซลเซยส ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ (รปท

4.23) โดยอณหภมดงกลาวอยชวงมโซฟลก (Mesophilic) ซงมอณหภมในชวง 20-45 องศาเซลเซยส

เปนระดบอณหภมทเหมาะสมตอการทางานของจลชพททาหนาทในกระบวนการยอยสลาย

สารอนทรยและการผลตกาซชวภาพในระบบบาบดแบบไรออกซเจน ผลการทดลองแสดงใหเหนวา

หองควบคมอณหภมทใชในการทดลองสามารถรกษาอณหภมใหอยในคาเฉลยประมาณ 35 (±2) องศา

เซลเซยส โดยมสวนเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ (RSD) เทากบรอยละ 4.5

รปท 4.23 อณหภมของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

114

115

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง นาเขา นาออก

ระยะเวลา

กวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขนของ

ของแขงทงหมด

(%TS)

pH อณหภม

(๐C)

pH อณหภม

(๐C)

Full Factorial Design

แบบ 2 ระดบ

R1 A1 5 4 6.04 (±0.11) 23.7 (±2.6) 6.82 (±0.01) 33.6 (±0.9)

R2 A2 5 12 5.45 (±0.09) 21.2 (±1.2) 7.04 (±0.02) 34.1 (±0.8)

R3 A3 45 4 6.04 (±0.11) 23.7 (±2.6) 6.82 (±0.02) 34.4 (±1.1)

R4 A4 45 12 5.45 (±0.09) 21.2 (±1.2) 7.04 (±0.01) 34.8 (±0.0)

คากลาง R1 A5 25 8 6.73 (±0.23) 16.7 (±2.5) 7.01 (±0.02) 34.6 (±0.8)

R3 A6 25 8 6.73 (±0.23) 16.7 (±2.5) 7.06 (±0.02) 35.5 (±0.6)

R4 A7 25 8 6.73 (±0.23) 16.7 (±2.5) 7.21 (±0.02) 35.8 (±0.5)

การทดลองเพมเตมเพอ

พสจนและตรวจสอบผล

การทดลองทไดจากการ

ทดลองแบบ

Full Factorial Design

R1 B1 0 2 6.16 (±0.55) 22.9 (±0.6) 6.61 (±0.03) 36.0 (±0.6)

R2 B2 0 14 4.61 (±0.31) 21.9 (±1.1) 7.02 (±0.09) 36.8 (±0.6)

R3 B3 53 2 6.16 (±0.55) 22.9 (±0.6) 6.63 (±0.02) 36.5 (±0.3)

R4 B4 53 14 4.61 (±0.31) 21.9 (±1.1) 7.04 (±0.05) 36.3 (±0.5)

R1 B5 0 4 4.74 (±0.35) 23.7 (±1.2) 6.42 (±0.05) 35.9 (±0.7)

R3 B6 53 4 4.74 (±0.35) 23.7 (±1.2) 6.37 (±0.06) 36.9 (±0.4)

ตารางท 4.22 อณหภมและพเอชทสภาวะคงท

4.9.1.2 พเอช

พเอชของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบมคาอยในชวง 6.25-7.14, 6.65-

7.32, 6.28-7.14 และ 6.73-7.37 ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ (รปท 4.24) โดยสามารถ

แสดงคาพเอชในแตละสวนของการทดลองไดดงน

การทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 165 ของ

การทดลองมคาพเอชของนาออกเทากบ 6.82 (±0.01), 7.04 (±0.02), 6.82 (±0.02) และ 7.04 (±0.01) ท

ถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ

การทดลองทคากลางเมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 226 ของการทดลองมคาพเอชของ

นาออกเทากบ 7.01 (±0.02), 7.06 (±0.02) และ 7.21 (±0.02) ทถงปฏกรณ R1, R3 และ R4 ตามลาดบ

การทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ

Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 254 ของการทดลองมคาพเอชของนาออก

เทากบ 6.61 (±0.03) และ 6.63 (±0.02) ทถงปฏกรณ R1 และ R3 ตามลาดบ (ทลาดบการทดลอง B1

และ B3, ตารางท 4.22 ตามลาดบ) และระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 324 ของการทดลองมคาพเอช

ของนาออกเทากบ 6.42 (±0.05), 7.02 (±0.09), 6.37 (±0.06) และ 7.04 (±0.05) ทถงปฏกรณ R1, R2,

R3 และ R4 ตามลาดบ (ทลาดบการทดลอง B5, B2, B6 และ B4, ตารางท 4.22 ตามลาดบ)

รปท 4.24 การเปลยนแปลงคาพเอชของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

116

จากผลของคาพเอชจะเหนไดวา นาทผานการบาบดจากถงปฏกรณแบบกวนสมบรณท

ระยะเวลาการกวนผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรพนธปากชอง 1

แตกตางกนนน ตลอดระยะเวลาในการเดนระบบในแตละถงปฏกรณมคาพเอชคาใกลเคยงกน ซงเปน

ชวงคาพเอชทเหมาะสม ทงนกระบวนการผลตกาซชวภาพจะเกดขนไดดทชวงคาพเอช 6.5-8.2 [17]

ถงแมวาในชวงเรมตนระบบจนถงวนท 28 จะมการเตมดางเพอปรบคาพเอชภายในถงปฏกรณใหอย

ในชวง 6.5-7.0 (การคานวณปรมาณดางทเตมแสดงในภาคผนวก ข.2.1) เนองจากตองการใหจลชพใน

ระบบสามารถปรบตวกบหญาหมกทเตมซงมสภาพเปนกรด อยางไรกตามหลงจากหยดเตมดางแลว

พบวาระบบสามารถรกษาระดบคาพเอชใหอยในชวง 6.25-7.37 โดยไมมการเวยนนากลบเขาสระบบ

ซงขดแยงกบการทดลองของ Xie et al. [26] ททาการศกษากระบวนการหมกยอยรวมแบบไมใช

ออกซเจนระหวางมลสกรและหญาหมกทอตราสวนตางๆ พบวาในการทดลองทใชหญาหมกเพยง

อยางเดยวคาพเอชลดลงทนทหลงจากเรมการทดลองโดยคาพเอชลดลงจนถง 5.9 ทาใหระบบเกด

ความลมเหลวในการผลตกาซชวภาพ ทงนความแตกตางทพบอาจเนองมาจากการทดลองของ Xie et

al. [26] ทาในถงปฏกรณแบบเท (Batch Reactor) ซงจะมการเตมเชอตงตนและหญาหมก โดยทาการ

ปรบคาพเอชของระบบใหเทากบ 7.5±0.1 ดวยโซเดยมไฮดรอกไซดเพยงครงเดยวจากนนจงทงให

เกดปฏกรยา โดยปรมาณดางทเตมอาจไมเพยงพอกบปรมาณกรดไขมนระเหยและกรดคารบอนกท

เกดจากการละลายนาของกาซคารบอนไดออกไซด เมอสภาพความเปนดางถกใชจนหมด (บงชไดจาก

คาอตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางในการทดลอง ของ Xie et al. [26] ทสงถง

5.15) ระบบจงไมสามารถรกษาคาพเอชใหอยในชวงทเหมาะสมสาหรบการทางานของจลชพสราง

มเทน (Methanogens) ได

4.9.2 สภาพความเปนดาง (Alkalinity) และปรมาณกรดไขมนระเหย (VFA)

คาสภาพความเปนดางและปรมาณกรดไขมนระเหยของน าเขาและนาออกสาหรบการ

ทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design การทดลองทคากลาง และการทดลองเพมเตมเพอพสจนและ

ตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะ

คงท แสดงดงตารางท 4.23 โดยคาสภาพความเปนดางของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบม

คาอยในชวง 1,000-3,000, 895-4,117, 760-3,233, 1,130-4,480 มก.CaCO3/ล. สาหรบถงปฏกรณ R1,

R2, R3 และ R4 ตามลาดบ (รปท 4.25)

117

118

ตารางท 4.23 สภาพความเปนดาง (Alkalinity) และปรมาณกรดไขมนระเหย (VFA) ทสภาวะคงท

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบการ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง Alkalinity (มก.CaCO3/ล.) VFA (มก. CH3COOH/ล.) VFA/ALK

ระยะเวลา

กวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขนของ

ของแขงทงหมด

(%TS)

นาเขา นาออก นาเขา นาออก นาออก

Full Factorial

Design แบบ 2 ระดบ

R1 A1 5 4 1,109 (±12) 2,042 (±12) 1,960 (±226) 195 (±7) 0.10 (±0.00)

R2 A2 5 12 1,642 (±247) 3,784 (±47) 5,130 (±99) 295 (±21) 0.08 (±0.00)

R3 A3 45 4 1,109 (±12) 2,033 (±71) 1,960 (±226) 220 (±0) 0.11 (±0.00)

R4 A4 45 12 1,642 (±247) 3,909 (±59) 5,130 (±99) 340 (±57) 0.02 (±0.00)

คากลาง R1 A5 25 8 1,188 (±53) 2,488 (±88) 1,943 (±414) 458 (±11) 0.18 (±0.00)

R3 A6 25 8 1,188 (±53) 2,650 (±0) 1,943 (±414) 465 (±64) 0.18 (±0.02)

R4 A7 25 8 1,188 (±53) 3,800 (±424) 1,943 (±414) 510 (±42) 0.13 (±0.00)

119

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบการ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง Alkalinity (มก.CaCO3/ล.) VFA (มก. CH3COOH/ล.) VFA/ALK

ระยะเวลา

กวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขนของ

ของแขงทงหมด

(%TS)

นาเขา นาออก นาเขา นาออก นาออก

การทดลองเพมเตม

เพอพสจนและ

ตรวจสอบผลการ

ทดลองทไดจากการ

ทดลอง Full

Factorial Design

R1 B1 0 2 1,000 (±24) 1,075 (±71) 1,955 (±106) 255 (±0) 0.24 (±0.02)

R2 B2 0 14 1,700 (±188) 3,438 (±53) 4,955 (±49) 555 (±21) 0.16 (±0.01)

R3 B3 53 2 1,000 (±24) 1,200 (±35) 1,955 (±106) 295 (±11) 0.24 (±0.00)

R4 B4 53 14 1,700 (±188) 3,250 (71) 4,955 (±49) 480 (±64) 0.15 (±0.02)

R1 B5 0 4 1,050 (±0) 1,488 (±88) 1,995 (±134) 300 (±42) 0.20 (±0.04)

R3 B6 53 4 1,050 (±0) 1,500 (±71) 1,995 (±134) 278 (±11) 0.19 (±0.00)

ตารางท 4.23 สภาพความเปนดาง (Alkalinity) และปรมาณกรดไขมนระเหย (VFA) ทสภาวะคงท (ตอ)

รปท 4.25 สภาพความเปนดางของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

สภาพความเปนดางเปนตวบงชความสามารถในการตานทานการเปลยนแปลงคาพเอช

ของนาเสยในถงปฏกรณ เมอพจารณาการเปลยนแปลงคาสภาพความเปนดางของนาออกตลอด

ระยะเวลาการทดลอง พบวาชวงเรมตนระบบสภาพความเปนดางมการสะสมตวเพมขนเนองจากมการ

เตมดางใหแกระบบในชวงแรกจนถงวนท 28 ของการทดลอง แตหลงจากหยดเตมดางแลวพบวาคา

สภาพความเปนดางยงคงมการเพมขนอยางตอเนอง ทงนอาจเนองมาจากคาสภาพความเปนดางทถก

ผลตขนจากโปรตนทมอยในหญาเนเปยรปากชอง 1 ทใชเปนสารปอน ซงหญาเนเปยรปากชอง 1 ม

ปรมาณโปรตนประมาณ 13-17 %นาหนกแหง ซงคอนขางสงเมอเทยบกบหญาชนดอน ดงแสดงใน

ตารางท 4.24 โดยโปรตน 1 ก./ล. ใหคาสภาพความเปนดางเทากบ 360 มก.CaCO3/ล. [17] เมอคานวณ

คาสภาพความเปนดางทผลตไดจากโปรตนในหญาเนเปยรปากชอง 1 (การคานวณแสดงในภาคผนวก

ข.2.6) ทใชในชวงตงแตวนท 29 ถงวนท 70 พบวาทถงปฏกรณ R1 และ R3 เตมหญาหมกเทากบ 40 ก.

(นาหนกแหง)/ล. ใหคาสภาพความเปนดางเทากบ 936 มก.CaCO3/ล. และทถงปฏกรณ R2 และ R4

เตมหญาหมกเทากบ 122 ก.(นาหนกแหง)/ล. ใหคาสภาพความเปนดางเทากบ 2,862 มก. CaC03/ล.

ทงนคาสภาพความเปนดางเรมมคาคงทหลงจากปรบการเดนระบบมาเปนแบบกวนสมบรณตงแตวนท

102 ของการทดลอง เนองจากไมมการสะสมตวของหญาในถงปฏกรณมากเทากบเมอเดนระบบแบบ

ASBR

อยางไรกตามพบวาในการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจาก

การทดลองแบบ Full Factorial Design ตงแตวนท 233 ของการทดลอง คาสภาพดางในถงปฏกรณ R1

และ R3 มคาปรบตวลดลงเนองจากถงปฏกรณทงคเตมหญาหมกทคาความเขมขนของของแขงท 2%

120

ทาใหหญาหมกมความเจอจาง จงสงผลใหความเขมขนของโปรตนมคาลดลงทาใหความเขมขนของคา

สภาพความเปนดางลดลงในทศทางเดยวกน ทงนเมอระบบเขาสสภาวะคงทแลวคาสภาพความเปน

ดางกยงคงมคาอยในระดบทเหมาะสม ซงโดยทวไปคาสภาพความเปนดางทเหมาะสมตอกระบวนการ

บาบดแบบไรออกซเจนควรมคาประมาณ 1,000-5,000 มก.CaCO3/ล. [20]

ตารางท 4.24 ปรมาณโปรตนในหญาแตละชนด [66]

ชนดของหญา

โปรตน

(% นาหนกแหง)

หญารซ (Brachiaria ruziziensis) 7-10

หญากนนสมวง (Panicum maximum TD58) 8-10

หญาอะตราตม (Paspalum atratum) 7-8

หญาพลแคทลม (Paspalum plicatulum) 7-8

หญาโรด (Chloris gayana) 8-10

หญาเนเปยร (Pennisetum purpureum) 8-10

19หญาเนเปยรปากชอง 1

(Pennisetum purpureum x Pennisetum americanum)

13-17

หญาแพงโกลา (Digitaria eriantha) 7-10

ผลการทดลองปรมาณกรดไขมนระเหยตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ แสดงดงรปท

4.26 พบวาในชวงเรมตนระบบมการสะสมตวเพมขนของกรดไขมนระเหยในทกถงปฏกรณเนองจาก

เปนชวงทจลชพในระบบตองปรบตวกบหญาหมกทปอน ในวนท 28 ของการทดลองพบวาปรมาณ

กรดไขมนระเหยสงสดเทากบ 1,040 มก.CH3COOH/ล. ในถงปฏกรณ R4 แสดงวาจลชพในกลมสราง

กรดทางานไดดกวาจลชพกลมสรางมเทนทงนเนองจากความไดเปรยบทางจลศาสตรของจลชพกลม

สรางกรดทเหนอกวา โดยเมอจลชพสามารถปรบตวเขากบสภาวะในถงปฏกรณได กรดไขมนระเหย

จะถกจลชพในกลมสรางมเทนใชในการสรางมเทนทาใหคาปรมาณกรดไขมนระเหยลดลง

เชนเดยวกบผลการทดลองทพบในชวงแรกของการเปลยนสภาวะทใชในการทดลอง จากชวงเรมตน

ระบบทเดนระบบแบบ ASBR ทคาอตราภาระบรรทกสารอนทรยเทากบ 1 กก.VS/ลบ.ม.วน ไปเปน

การทดลอง Full Factorial Design เดนระบบแบบกวนสมบรณทคาอตราภาระบรรทกสารอนทรย

เทากบ 1.5 กก.VS/ลบ.ม.วน (ระหวางวนท 70 ถงวนท 102 ของการทดลอง) ปรมาณกรดไขมนระเหย

121

มการเพมขนและมความแปรปรวนคอนขางมากเนองจากจลชพในระบบปรบตวเนองจากการเพมคา

อตราภาระบรรทกสารอนทรย

รปท 4.26 ปรมาณกรดไขมนระเหยของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

อยางไรกตามในทกสภาวะการทดลองไมพบการสะสมตวของกรดไขมนระเหยจนเปน

อนตรายตอระบบ ปรมาณกรดไขมนระเหยของนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบมคาอย

ในชวง 100-920, 120-690, 90-710, 90-1,040 มก.CH3COOH/ล. สาหรบถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ

R4 ตามลาดบ (รปท 4.26) ซงปกตจะรกษาใหมคาอยในชวง 50-500 มก.CH3COOH/ล. แตไมเกน

2,000 มก.CH3COOH/ล. เพอรกษาเสถยรภาพในการทางานของระบบบาบดแบบไรออกซเจน [20] ซง

การไมเกดการสะสมตวของกรดไขมนระเหยในถงปฏกรณ แสดงใหเหนวาจลชพททาหนาทสรางกรด

และจลชพททาหนาทสรางมเทนในถงปฏกรณสามารถทางานรวมกนไดอยางสมดลและม

ประสทธภาพ

4.9.2.1 อตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดาง (VFA/ALK)

อตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางของนาออกตลอดระยะเวลา

ในการเดนระบบมคาอยในชวง 0.04-0.42, 0.04-0.28, 0.04-0.42, 0.07-0.48 ทถงปฏกรณ R1, R2, R3

และ R4 ตามลาดบ (รปท 4.27) โดยคาอตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางของนา

ออกสาหรบการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design การทดลองทคากลาง และการทดลอง

เพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design

เมอระบบเขาสสภาวะคงท แสดงดงตารางท 4.23

122

รปท 4.27 อตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางของนาออกตลอดระยะเวลาในการ

เดนระบบ

จากรปท 4.27 พบวาอตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางมคาสงสดใน

วนท 28 ของการทดลองเนองจากเปนวนทหยดเตมดางใหแกระบบ โดยมคาเทากบ 0.42, 0.42, 0.48 ท

ถงปฏกรณ R1, R3 และ R4 ตามลาดบ โดยคาอตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดาง

ในรปของไบคารบอเนตเปนตวบอกแนวโนมของสภาวะสมดลของจลชพททางานในระบบ โดย

อตราสวนดงกลาวควรมคานอยกวาหรอเทากบ 0.4 แสดงวาระบบมกาลงบฟเฟอรสงจงมความ

ปลอดภยตอสภาวะการลดลงของพเอช หากอตราสวนดงกลาวมคาสงกวา 0.8 แสดงวากาลงบฟเฟอร

ของระบบมคาตามาก ระบบจะมความเสยงตอปญหาการลดลงของพเอช [67] การทระบบทใชในการ

ทดลองสามารถรกษาคาอตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางใหมคานอยกวา 0.4 ได

อยางสมาเสมอ แสดงใหเหนวาการผลตกาซชวภาพโดยใชหญาเนเปยรปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว

ทสภาวะอณหภมในชวงมโซฟลก มศกยภาพในการสรางหรอรกษาสภาพดางไวได โดยหลงจากหยด

เตมดาง (ในรปสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด) ในวนท 28 ของการทดลอง ระบบสามารถรกษา

อตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดาง รวมถงคาพเอชไวไดในชวงทเหมาะสมจนถง

วนท 330 ของการทดลอง โดยการเพมขนหรอลดลงของทงระยะเวลาการกวนผสม (0-53 นาท/

ชวโมง) และความเขมขนของของแขงทงหมด (2%-14%) ไมไดสงผลตอเสถยรภาพของการรกษา

สภาพดางและพเอชของระบบ ทงนเมอคานวณสภาพดางไบคารบอเนตทเหลอในถงปฏกรณ R1 และ

R3 (สารปอนคอหญาหมกทคาความเขมขนของของแขงท 4%) ระหวางวนท 299 ถงวนท 316 ของ

การทดลอง ซงเปนชวงทระบบมอตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางมคาสงเทากบ

0.32 และ 0.31 ทถงปฏกรณ R1 และ R3 ตามลาดบ พบวายงมคาสภาพดางทเหลอมากพอสาหรบ

123

สะเทนกรดไขมนระเหยไดอกถง 289 และ 336 มก.CH3COOH/ล. ทถงปฏกรณ R1 และ R3 ตามลาดบ

(แสดงการคานวณปรมาณสภาพดางทเหลออยในระบบในภาคผนวก ข.2.7) ซงแสดงใหเหนถง

เสถยรภาพในการตานทานการลดลงของคาพเอชของระบบ โดยปรมาณกรดไขมนระเหยทระบบยง

สามารถรบไดในชวงเวลาอนๆจะมคาสงกวาคาทพบในชวงวนท 299 ถงวนท 316 ของการทดลอง

เนองจากสวนใหญของการใชงานระบบมคาอตราสวนของกรดไขมนระเหยตอสภาพความเปนดางตา

กวาคาในชวงดงกลาวอยางเหนไดชด

4.9.3 ปรมาณของแขงทงหมด (TS) และปรมาณของแขงระเหย (VS)

คาปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณของแขงระเหยของนาเขาและนาออกและ

ประสทธภาพในการกาจดของแขงทงหมดและประสทธภาพในการกาจดของแขงของแขงระเหย

สาหรบการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design การทดลองทคากลาง และการทดลองเพมเตมเพอ

พสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design เมอระบบ

เขาสสภาวะคงท แสดงดงตารางท 4.25

จากตารางท 4.25 พบวาประสทธภาพในการกาจดของแขงทงหมดแบงออกเปน 2 กลม

ตามปรมาณของแขงทงหมดของหญาหมกทเตมทการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design ทงน

เนองจากถงปฏกรณ R1 และ R3 เตมหญาหมกปรมาณของแขงทงหมดเทากบ 4%, ถงปฏกรณ R2

และ R4 เตมหญาหมกทปรมาณของแขงทงหมดเทากบ 12% พบวาทถงปฏกรณ R1 และ R3 ม

ประสทธภาพในการกาจดของแขงทงหมดเทากบรอยละ 63.9 (±1.2) และ 68.8 (±1.2) ซงตากวาถง

ปฏกรณ R2 และ R4 มประสทธภาพในการกาจดของแขงทงหมดเทากบรอยละ 82.9 (±3.8) และ 82.9

(±4.9) ทงนอาจเกดจากหญาหมกทเตมจดเปนชวมวลทมโครงสรางเปนลกโนเซลลโลส ซง

ประกอบดวย เซลลโลส เฮมเซลลโลส และลกนน ถงแมจะผานกระบวนการบาบดเบองตนแลวยงคงม

ปรมาณของแขงทงหมดสงมาก โดยเฉพาะลกนนซงตองใชระยะเวลานานในการยอยสลาย โดยทถง

ปฏกรณ R1 และ R3 เตมหญาหมกทคาปรมาณของแขงทงหมดเทากบ 4% มระยะเวลากกเกบเทากบ

27 วน และถงปฏกรณ R2 และ R4 เตมหญาหมกทคาปรมาณของแขงทงหมดเทากบ 12% มระยะเวลา

กกเกบนานถง 80 วน ทาใหทถงปฏกรณ R1 และ R3 มระยะเวลากกเกบนอยกวาทถงปฏกรณ R2 และ

R4 ประมาณ 3 เทา เมอระยะเวลากกเกบตาไมเพยงพอตอการยอยสลายจนหมดทาใหประสทธภาพ

การกาจดสารอนทรยภายในถงปฏกรณดงกลาวมคาตา คาปรมาณของแขงทงหมดในนาออกทถง

ปฏกรณ R1 และ R3 จงมคาสง เมอนาคาของแขงทงหมดของนาเขาและนาออกมาคานวณหา

ประสทธภาพในการกาจดของแขงทงหมด จงพบวาประสทธภาพในการกาจดของแขงทงหมดทถง

ปฏกรณ R1 และ R3 มคาตากวาทถงปฏกรณ R2 และ R4 โดยสงผลไปในทศทางเดยวกนทงกบ

124

125

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทด

ลอง

สภาวะทใชในการทดลอง ของแขงทงหมด (มก./ล.) ประสทธ-

ภาพการ

กาจด

ของแขง

ทงหมด

(%)

ของแขงระเหย (มก./ล.) ประสทธ-

ภาพการ

กาจด

ของแขง

ระเหย

(%)

ระยะเวลา

กวนผสม

(นาท/

ชวโมง)

คาความ

เขมขนของ

ของแขง

ทงหมด

(%TS)

นาเขา นาออก นาเขา นาออก

Full

Factorial

Design แบบ

2 ระดบ

R1 A1 5 4 40,478 (±1,488) 14,605 (±1,039) 63.9 (±1.2) 35,298 (±1,637) 10,098 (±1,114) 71.4 (±1.8)

R2 A2 5 12 121,155 (±2,058) 20,626 (±4,223) 82.9 (±3.8) 105,350 (±1,386) 14,075 (±3,854) 88.4 (±3.4)

R3 A3 45 4 40,478 (±1,488) 12,637 (±12) 68.8 (±1.2) 35,298 (±1,637) 7,375 (±2,072) 79.2 (±4.9)

R4 A4 45 12 121,155 (±2,058) 20,744 (±6,330) 82.9 (±4.9) 105,350 (±1,386) 14,106 (±4,624) 86.6 (±4.2)

คากลาง R1 A5 25 8 79,595 (±573) 17,020 (±2,369) 78.6 (±2.8) 67,600 (±721) 10,765 (±2,984) 84.1 (±4.2)

R3 A6 25 8 79,595 (±573) 19,325 (±5,643) 75.7 (±6.9) 67,600 (±721) 12,678 (±5,703) 81.3 (±8.2)

R4 A7 25 8 79,595 (±573) 22,695 (±1,181) 71.5 (±1.3) 67,600 (±721) 14,663 (±1,976) 78.3 (±2.7)

ตารางท 4.25 ปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณของแขงระเหยทสภาวะคงท

126

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทด

ลอง

สภาวะทใชในการทดลอง ของแขงทงหมด (มก./ล.) ประสทธ-

ภาพการ

กาจด

ของแขง

ทงหมด

(%)

ของแขงระเหย (มก./ล.) ประสทธ-

ภาพการกาจด

ของแขง

ระเหย

(%)

ระยะเวลา

กวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความ

เขมขนของ

ของแขง

ทงหมด

(%TS)

นาเขา นาออก นาเขา นาออก

การทดลอง

เพมเตมเพอ

พสจนและ

ตรวจสอบผล

ทไดจาก Full

Factorial

Design

R1 B1 0 2 23,745 (±7) 8,950 (±1,711) 64.2 (±7.2) 18,925 (±926) 5,973 (±1,616) 68.6 (±7.0)

R2 B2 0 14 136,888 (±392) 30,078 (±3,631) 78.0 (±2.7) 121,513 (±259) 19,385 (±2,362) 85.8 (±1.8)

R3 B3 53 2 23,745 (±7) 9,440 (±707) 60.2 (±3.0) 18,925 (±926) 6,878 (±803) 63.7 (±2.5)

R4 B4 53 14 136,888 (±392) 34,713 (±873) 74.6 (±0.7) 121,513 (±259) 25,288 (±2,026) 79.2 (±1.7)

R1 B5 0 4 41,228 (±279) 9,683 (±2,266) 76.5 (±5.7) 35,798 (±223) 5,153 (±2,329) 85.6 (±6.4)

R3 B6 53 4 41,228 (±279) 10,759 (±1,935) 73.9 (±4.9) 35,798 (±223) 6,680 (±2,503) 81.4 (±6.9)

ตารางท 4.25 ปรมาณของแขงทงหมดและปรมาณของแขงระเหยทสภาวะคงท (ตอ)

ประสทธภาพการกาจดของแขงทงหมดและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหย นอกจากน

ประสทธภาพการกาจดของแขงทงหมดและประสทธภาพการกาจดของแขงระเหยทสงกวาของถง

ปฏกรณ R2 และ R4 สวนหนงยงอาจเกดจากการสะสมตวของหญาหมกในถงปฏกรณซงเกดขน

เนองจากเมอใชหญาทคาความเขมขนของของแขงทงหมดสง (TS=12%) ถงแมวาจะมการกวนผสม

อยางสมบรณภายในถงปฏกรณ การระบายหญาออกจากถงปฏกรณทาไดยากและไมมประสทธภาพ

เนองจากมการอดตนของหญาบรเวณทอดงนาออกทาใหยงคงมหญาบางสวนสะสมตวในถงปฏกรณ

ทาใหประสทธภาพการกาจดสารอนทรยในรปของแขงทงหมดและของของแขงระเหยมคาสงกวา

ความเปนจรง ทาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตไดมคาไมสอดคลองกบประสทธภาพการกาจด

ของแขง ทงนคาปรมาณของแขงทงหมดและของแขงระเหยตลอดระยะเวลาในการเดนระบบแสดงดง

รปท 4.28 และ 4.29 ตามลาดบ

รปท 4.28 ปรมาณของแขงทงหมดตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

รปท 4.29 ปรมาณของแขงระเหยตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

127

4.9.4 ปรมาณของแขงแขวนลอย (SS) และปรมาณของแขงแขวนลอยระเหย (VSS)

ปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยของนาออกสาหรบการ

ทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design การทดลองทคากลาง และการทดลองเพมเตมเพอพสจนและ

ตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะ

คงทแสดงดงตารางท 4.26 โดยสามารถแสดงผลการทดลองในแตละสวนของการทดลองไดดงน

การทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 165 ของ

การทดลองมคาปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยเทากบ 8,038 (±2,931), 18,352 (±1,794), 5,438

(±315) และ 15,135 (±127) มก./ล. ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ

การทดลองทคากลางเมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 226 ของการทดลองมคาปรมาณ

ของแขงแขวนลอยระเหยเทากบ 21,355 (±12,028), 14,125 (±2.850) และ 17,472 (±3,311) มก./ล. ท

ถงปฏกรณ R1, R3 และ R4 ตามลาดบ

การทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ

Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 254 ของการทดลองมคาปรมาณของแขง

แขวนลอยระเหยเทากบ 7,800 (±2,263) และ 7,515 (±742) มก./ล. ทถงปฏกรณ R1 และ R3 ตามลาดบ

(ทลาดบการทดลอง B1 และ B3, ตารางท 4.26) และระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 324 ของการ

ทดลองมคาพเอชของนาออกเทากบ 7,529 (±903), 20,718 (±1,234), 6,525 (±1,838), 19,200 (±1,258)

มก./ล. ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ (ทลาดบการทดลอง B5, B2, B6 และ B4

ตามลาดบ, ตารางท 4.26)

ชวงเรมตนระบบใชรปแบบการเดนระบบแบบ ASBR โดยทงใหจลชพตกตะกอนกอนม

การดงตวอยางนาออก เพอรกษาปรมาณจลชพในระบบทาใหอายตะกอนสงขนเพอใหระบบม

เสถยรภาพและมประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพ ถงแมวาจะมการทงใหตกตะกอน 30 นาทกอน

ดงตวอยางนาออก พบวาชวงเรมตนระบบคาของแขงแขวนลอยและคาของแขงแขวนลอยระเหยม

ปรมาณสงและมความแปรปรวนอยมากโดยเฉพาะในถงปฏกรณ R4 ซงมสารปอนคอหญาหมกทคา

ความเขมขนของของแขงสงถง 12% (รปท 4.30 และรปท 4.31) ความแปรปรวนทเกดขนแสดงใหเหน

วาถงแมจะเดนระบบแบบ ASBR แลวแตกยงมของแขงแขวนลอยบางสวนหลดออกมา เนองจากสาร

ปอนคอหญาหมกซงเปนของแขงทมลกษณะเปนเสนใยสง หากหยดกวนผสมระบบจะเกดสะสมตว

ของตะกอนลอยคอนขางสง ทงนพบวาอตราสวนปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยตอ

128

129

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง ของแขงแขวนลอย

(มก./ล.)

ของแขงแขวนลอย

ระเหย

(มก./ล.)

อตราสวนของแขง

แขวนลอยระเหยตอ

ของแขงแขวนลอย

(VSS/SS)

ระยะเวลากวน

ผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขนของ

ของแขงทงหมด

(%TS)

Full Factorial Design

แบบ 2 ระดบ

R1 A1 5 4 8,638 (±3,362) 8,038 (±2,931) 0.93

R2 A2 5 12 19,653 (±1,036) 18,352 (±1,794) 0.93

R3 A3 45 4 5,618 (±54) 5,438 (±315) 0.97

R4 A4 45 12 16,478 (±1,283) 15,135 (±127) 0.92

คากลาง R1 A5 25 8 23,345 (±12,466) 21,355 (±12,028) 0.91

R3 A6 25 8 15,600 (±2,503) 14,125 (±2.850) 0.90

R4 A7 25 8 19,790 (±2,956) 17,472 (±3,311) 0.88

ตารางท 4.26 ปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยทสภาวะคงท

130

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง ของแขงแขวนลอย

(มก./ล.)

ของแขงแขวนลอย

ระเหย

(มก./ล.)

อตราสวนของแขง

แขวนลอยระเหยตอ

ของแขงแขวนลอย

(VSS/SS)

ระยะเวลากวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขน

ของของแขง

ทงหมด (%TS)

การทดลองเพมเตมเพอ

พสจนและตรวจสอบผล

การทดลองทไดจาก

Full Factorial Design

R1 B1 0 2 8,390 (±2,546) 7,800 (±2,263) 0.93

R2 B2 0 14 25,438 (±1,729) 20,718 (±1,234) 0.81

R3 B3 53 2 7,630 (±764) 7,515 (±742) 0.98

R4 B4 53 14 24,344 (±1,589) 19,200 (±1,258) 0.79

R1 B5 0 4 8,595 (±502) 7,529 (±903) 0.88

R3 B6 53 4 7,570 (±2,227) 6,525 (±1,838) 0.86

ตารางท 4.26 ปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยทสภาวะคงท (ตอ)

ปรมาณของแขงแขวนลอย (VSS/SS) ในถงปฏกรณทกสภาวะทใชในการทดลองมคาอยในชวง 0.79–

0.98 แสดงวาสารแขวนลอยในถงปฏกรณสวนใหญเปนสารอนทรยเนองจากมคาอตราสวนปรมาณ

ของแขงแขวนลอยระเหยตอปรมาณของแขงแขวนลอยสง โดยปรมาณของแขงแขวนลอยและปรมาณ

ของแขงแขวนลอยระเหยตลอดระยะเวลาในการเดนระบบแสดงดงรปท 4.30 และรปท 4.31

รปท 4.30 ปรมาณของแขงแขวนลอยตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

รปท 4.31 ปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยในนาออกตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

จากรปท 4.31

131

พบวาเมอมการเปลยนแปลงรปแบบการเดนระบบเปนแบบกวนสมบรณตงแตการทดลอง Full

Factorial Design หลงจากวนท 70 ของการทดลอง ระบบยงรกษาปรมาณของแขงแขวนลอยระเหยใน

ถงปฏกรณได โดยระบบบาบดนาเสยแบบไมใชออกซเจนสวนมากนยมรกษาปรมาณของแขง

แขวนลอยระเหยในถงปฏกรณใหมคาสงในระดบ 10,000 มก./ล. อยางไรกตามพบวาในชวงการ

ทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองแบบ Full Factorial

Design ตงแตวนท 233 พบวาถงปฏกรณ R1 และ R3 มแนวโนมการลดลงของคาของแขงแขวนลอย

ระเหย ทงนเนองจากถงปฏกรณ R1 และ R3 สารปอนคอหญาหมกทคาความเขมขนของของแขง

เทากบ 2% ปรมาณสารปอน/ดงนาออกเทากบ 1.79 ล./วน หรอคดเปน 6.4% ของปรมาตรใชงานของ

ถงปฏกรณ การดงนาออกจากถงปฏกรณในปรมาณมากทาใหมโอกาสสงทจะเกดการสญเสยเชอจล

ชพออกจากระบบ โดยปญหาดงกลาวยงอาจเปนสวนหนงททาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได

(Methane Yield) จากถงปฏกรณ R1 และ R3 คาความเขมขนของของแขงเทากบ 2% มคาคอนขางตา

ทงนหากปรบการระบายหญาออกจากระบบจาก 1 ครงตอวนเปน 2 ครงตอวนหรอมากกวานน นาจะ

ชวยใหปญหาดงกลาวลดลงได สอดคลองกบการรายงานของ Bombardiere et al. [68] ซงศกษา

ประสทธภาพการผลตกาซชวภาพทความถของการเตมสารปอนทแตกตางกนทอณหภมเทอรโมฟลก

กาหนดระยะเวลากกเกบเทากบ 30 วน โดยทาการเตมสารปอนคอมลไกทความถเทากบ 1, 2 และ 6

ครง/วน พบวาทความถของการเตมสารปอนเทากบ 6 ครง/วน ทาใหเกดประสทธภาพการผลตกาซ

ชวภาพดทสด โดยผลการทดลองของ Bombardiere et al. [68] เตมมลไกปรมาตร 0.93 ลบ.ม. ในถง

ปฏกรณทมปรมาตร 28 ลบ.ม. (อตราสวนปรมาณสารปอนตอปรมาตรถงเทากบ 0.03) ซงใกลเคยงกบ

คาทใชในงานวจยน (อตราสวนปรมาณสารปอนตอปรมาตรถงอยในชวง 0.01-0.06) โดยจะเหนไดวา

ถงแมปรมาณสารปอนทใชจะมคานอยเมอเทยบกบปรมาตรใชงานถงปฏกรณ การเพมความถของการ

เตมสารปอนยงคงมผลตอประสทธภาพการทางานของถงปฏกรณ

4.9.5 ปรมาณกาซชวภาพและองคประกอบกาซชวภาพ

การเปลยนแปลงอตราการผลตกาซชวภาพมความสาคญ เปนตวบงชถงการทางานของจล

ชพในกลมสรางมเทน เนองจากสารปอนทใชคอหญาหมกเปนสารอนทรยทยอยสลายไดยาก มผลตอ

อตราการผลตกาซชวภาพและประสทธภาพในการทางานของจลชพในระบบบาบดแบบไมใช

ออกซเจนโดยถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ ซงขนกบผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขน

ของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 ทปอนใหแกระบบ โดยปรมาณกาซมเทน

จาเพาะตลอดระยะเวลาในการเดนระบบแสดงในรปท 4.32

132

รปท 4.32 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะตลอดระยะเวลาในการเดนระบบ

ผลการทดลองพบวาเมอมการเปลยนแปลงสภาวะทใชในการทดลอง (การทดลองตาม

ทฤษฎ Full Factorial Design การทดลองทคากลาง และการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบ

ผลการทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design) ในชวงแรกของการทดลองพบวา

ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะทเกดขนมความแปรปรวน เนองจากเปนชวงทจลชพในระบบทาการ

ปรบตวกบสารปอนใหมทคาความเขมขนของของแขงทเปลยนแปลงไป ในชวงวนท 36 ถงวนท 39

ของการทดลอง พบปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสดเทากบ 0.4840, 0.3036, 0.3621, 0.3463 ล.กาซ

มเทน/ก.VSทเตม ทถงปฏกรณ R1, R2 ,R3 และ R4 ตามลาดบ โดยปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสง

ในชวงนอาจเปนผลมาจากสารอนทรย ธาตอาหารหลก (ไนโตรเจนและฟอสฟอรส) และธาตอาหาร

รอง (Trace Elements) ทมอยในเชอตงตนทเตม ทงนสภาวะคงทพจารณาจากคาปรมาณกาซชวภาพ

จาเพาะในหนวย ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม ทมความแตกตางกน (%RSD) ไมเกน 10% โดยปรมาณกาซ

ชวภาพจาเพาะ องคประกอบกาซชวภาพและปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสภาวะคงท แสดงไดดงตาราง

ท 4.27 โดยสามารถแสดงผลการทดลองในแตละสวนของการทดลองไดดงน

การทดลอง Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 165 ของการทดลอง

มคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 0.2490 (±0.0068), 0.1924 (±0.0065), 0.2317 (±0.0072) และ

0.2425 (±0.0067) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ และมองค

กอบของกาซมเทนเทากบรอยละ 60.4, 58.8, 59.2 และ 60.2 ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4

ตามลาดบ

การทดลองทคากลางเมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 226 ของการทดลองมคา

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 0.1622 (±0.0127), 0.1516 (±0.0113) และ 0.1492 (±0.0139) ล.กาซ

133

มเทน/ก.VSทเตม ทถงปฏกรณ R1, R3 และ R4 ตามลาดบ และมองคกอบของกาซมเทนเทากบรอยละ

55.4, 54.7 และ 54.1 ทถงปฏกรณ R1, R3 และ R4 ตามลาดบ

ทงนผลปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากการทดลองทคากลางซ า 3 ครงพบวามปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะใกลเคยงกน (แตกตางกนเพยง 4.48%) ซงแสดงใหเหนถงความสามารถในการทาซ า

ของระบบและการปรบตวของระบบถงแมวาถงปฏกรณ R1, R3 และ R4 มการเดนระบบทตางกนใน

การทดลองกอนหนา

การทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองแบบ

Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 254 ของการทดลองมคาปรมาณกาซมเทน

จาเพาะเทากบ 0.1689 (±0.0056) และ 0.1512 (±0.0056) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม และมองคกอบของ

กาซมเทนเทากบรอยละ 56.3 และ 57.2 ทถงปฏกรณ R1 และ R3 ตามลาดบ (ทลาดบการทดลอง B1

และ B3, ตารางท 4.27) และระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 324 ของการทดลองมคาปรมาณกาซมเทน

จาเพาะเทากบ 0.2629 (±0.0045), 0.2276 (±0.0038), 0.1976 (±0.0045) และ 0.2688 (±0.0065) ล.กาซ

มเทน/ก.VSทเตม และมองคประกอบของกาซมเทนเทากบรอยละ 57.7, 55.7, 57.4, 53.6 ทถงปฏกรณ

R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ (ทลาดบการทดลอง B5, B2, B6 และ B4 ตามลาดบ, ตารางท 4.27)

จากการศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอ

ปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยวโดยถงปฏกรณ

แบบกวนสมบรณ พบวาทระยะเวลากวนผสม 53 นาท/ชวโมงและคาความเขมขนของของแขงเทากบ

14% ซงมระยะเวลากกเกบนานถง 92 วน เปนสภาวะการทดลองทใชระยะเวลาการกวนผสมเหมาะสม

กบความเขมขนของของแขงทงหมดทปอน อกทงหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอนทรยทยอย

สลายยากเมอใชระยะเวลากกเกบนานจงชวยใหเกดการยอยสลายไดมากขน ทาใหไดปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะสงสดเทากบ 0.2688 (±0.0065) ล.กาซมเทน/ก.VS ซงใกลเคยงกบการทดลองของ

Lehtomaki et al. [12] ทศกษากระบวนการหมกยอยรวมระหวางมลววและหญาหมกโดยถงปฏกรณ

แบบกวนสมบรณทอณหภม 35 องศาเซลเซยส โดยพบวาอตราการเกดกาซมเทนสงสดเทากบ 0.268

ล.กาซมเทน/ก.VS ทอตราสวนระหวางมลววตอหญาหมกเทากบ 70:30 ทอตราภาระบรรทก

สารอนทรยเทากบ 3 กก.VS/ลบ.ม.วน และระยะเวลากกเกบเทากบ 18 วน เมอเปรยบเทยบกนแลว

แสดงใหเหนวาปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยวม

คาคอนขางสง โดยระบบสามารถผลตกาซมเทนไดอยางมเสถยรภาพถงแมไมมการเตมธาตอาหาร

หลกและธาตอาหารรองใหแกระบบเลยตลอดชวงเวลาการทดลองถง 330 วน แตพบวาทระยะเวลา

กวนผสม 53 นาท/ชวโมงและคาความเขมขนของของแขงเทากบ 2% ซงมระยะเวลากกเกบสนเพยง

134

135

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง ปรมาณกาซชวภาพ

จาเพาะ

(ล.กาซชวภาพ/ก.VS

ทเตม)

องคประกอบกาซชวภาพ

(%)

ปรมาณกาซมเทน

จาเพาะ

(ล.กาซมเทน/ก.VS

ทเตม)

ระยะเวลา

กวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขน

ของของแขง

ทงหมด

(%TS)

CH4 CO2 O2 N2

Full Factorial

Design แบบ 2 ระดบ

R1 A1 5 4 0.3957 (±0.0113) 60.4 37.5 0.83 1.20 0.2490 (±0.0068)

R2 A2 5 12 0.3271 (±0.0111) 58.8 37.5 1.26 2.50 0.1924 (±0.0065)

R3 A3 45 4 0.3914 (±0.0121) 59.2 38.9 0.78 1.10 0.2317 (±0.0072)

R4 A4 45 12 0.4029 (±0.0111) 60.2 37.6 0.87 1.30 0.2425 (±0.0067)

คากลาง R1 A5 25 8 0.2929 (±0.0229) 55.4 41.6 0.87 2.10 0.1622 (±0.0127)

R3 A6 25 8 0.2771 (±0.0206) 54.7 41.6 1.04 2.60 0.1516 (±0.0113)

R4 A7 25 8 0.2757 (±0.0257) 54.1 41.8 1.16 3.00 0.1492 (±0.0139)

ตารางท 4.27 ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ องคประกอบกาซชวภาพและปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสภาวะคงท

136

การทดลอง ถง

ปฏกรณ

ลาดบ

การ

ทดลอง

สภาวะทใชในการทดลอง ปรมาณกาซชวภาพ

จาเพาะ

(ล.กาซชวภาพ/ก.VS

ทเตม)

องคประกอบกาซชวภาพ

(%)

ปรมาณกาซมเทน

จาเพาะ

(ล.กาซมเทน/ก.VS

ทเตม)

ระยะเวลา

กวนผสม

(นาท/ชวโมง)

คาความเขมขน

ของของแขง

ทงหมด

(%TS)

CH4 CO2 O2 N2

การทดลองเพมเตม

เพอพสจนและ

ตรวจสอบผลการ

ทดลองทไดจาก Full

Factorial Design

R1 B1 0 2 0.3000 (±0.0100) 56.3 36.5 1.85 5.30 0.1689 (±0.0056)

R2 B2 0 14 0.4086 (±0.0069) 55.7 36.3 2.08 5.90 0.2276 (±0.0038)

R3 B3 53 2 0.2643 (±0.0098) 57.2 34.5 2.38 5.90 0.1512 (±0.0056)

R4 B4 53 14 0.5014 (±0.0121) 53.6 38.9 2.60 4.90 0.2688 (±0.0065)

R1 B5 0 4 0.4557 (±0.0079) 57.7 35.9 1.96 4.50 0.2629 (±0.0045)

R3 B6 53 4 0.3443(0.0079) 57.4 34.4 2.70 5.40 0.1976 (±0.0045)

ตารางท 4.27 ปรมาณกาซชวภาพจาเพาะ องคประกอบกาซชวภาพและปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสภาวะคงท (ตอ)

16 วน ไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะตาเทากบ 0.1512 (±0.0056) ล.กาซมเทน/ก.VS เนองจากระยะเวลา

การกวนผสมทสงเกนไปทาลายเสถยรภาพการทางานของจลชพในระบบ อกทงระยะเวลากกเกบทใช

สนมาก ทาใหจลชพในระบบไมทนปรบตวกบสารปอนและยงทาใหเกดการชะจลชพออก ซงสงผล

ใหประสทธภาพการทางานของระบบลดลง โดยทกสภาวะการทดลอง (การทดลองตามทฤษฎ Full

Factorial Design การทดลองทคากลาง และการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการ

ทดลองทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial Design) มคาองคประกอบกาซมเทนคอนขางสง

อยในชวง 53.6-60.4% เมอเทยบกบการทดลองของ Thamsiriroj et al. [52] ทศกษาการผลตกาซ

ชวภาพจากหญาหมกในถงปฏกรณแบบกวนสมบรณทอตราภาระบรรทกสารอนทรยตงแต 0.5-2.5

กก.VS/ลบ.ม.วน พบวามคาองคประกอบกาซมเทนอยในชวง 50.8-52.5% เนองจากกาซชวภาพทผลต

จากไดจากหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 มองคประกอบกาซมเทนคอนขางสง จงทาใหมคณสมบตจด

ตดไฟไดดและสามารถนาไปใชเปนพลงงานทดแทนในรปตางๆไดอยางมประสทธภาพ ซง

องคประกอบของกาซชวภาพโดยทวไปประกอบดวย กาซมเทน 48-65%, กาซคารบอนไดออกไซด

36-41%, กาซไนโตรเจนไมเกน 17%, กาซออกซเจนประมาณ 1%, กาซไฮโดรเจนซลไฟด 32-169

ppm และกาซอนๆ [69]

4.10 ศกยภาพในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1

หญาเนเปยรปากชอง 1 เปนพชทมองคประกอบของสารอนทรย คอ คารโบไฮเดรตและ

โปรตนสง จงเปนวตถดบทมศกยภาพในการผลตเปนกาซชวภาพ จากการศกษาผลของระยะเวลาการ

กวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยร

พนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยวโดยถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ พบวาปรมาณกาซชวภาพทผลต

ได (ล.กาซชวภาพ) ตอปรมาณหญาเนเปยรปากชอง 1 ทใช (กก.) ตลอดระยะเวลาการทดลองแสดงดง

รปท 4.33

137

รปท 4.33 กาซชวภาพทผลตไดตอปรมาณหญาเนเปยรปากชอง 1 ปรมาณ 1 กก.

จากรปท 4.33 พบวาเมอระบบเขาสสภาวะคงทปรมาณกาซชวภาพทผลตได (ล.กาซ

ชวภาพ) ตอปรมาณหญาเนเปยรปากชอง 1 ทใช (กก.) ในแตละสวนของการทดลองไดผลดงน

การทดลอง Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 165 ของการทดลอง

มคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 70 (±1.4), 57 (±1.7), 69 (±1.1) และ 71 (±2.2) ล.กาซชวภาพ/กก.

หญาทเตม ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ

การทดลองทคากลางเมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 226 ของการทดลองมคา

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 48 (±4.2), 45 (±2.2) และ 45 (±3.4) ล.กาซชวภาพ/กก.หญาทเตม ท

ถงปฏกรณ R1, R3 และ R4 ตามลาดบ

การทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองแบบ

Full Factorial Design เมอระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 254 ของการทดลองมคาปรมาณกาซมเทน

จาเพาะเทากบ 48 (±1.4) และ 42 (±1.9) ล.กาซชวภาพ/กก.หญาทเตม ทถงปฏกรณ R1 และ R3

ตามลาดบ (ทลาดบการทดลอง B1 และ B3) และระบบเขาสสภาวะคงทในวนท 324 ของการทดลองม

คาปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 81 (±1.4), 72 (±1.0), 61 (±2.0) และ 88 (±1.9) ล.กาซชวภาพ/กก.

หญาทเตม ทถงปฏกรณ R1, R2, R3 และ R4 ตามลาดบ (ทลาดบการทดลอง B5, B2, B6 และ B4

ตามลาดบ)

จากผลปรมาณกาซชวภาพทผลตได (ล.กาซชวภาพ) ตอปรมาณหญาเนเปยรปากชอง 1 ท

ใช (กก.) พบวาทสภาวะการทดลองทระยะเวลากวนผสม 53 นาท/ชวโมงและคาความเขมขนของ

138

ของแขงของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 14% มปรมาณกาซชวภาพทผลตไดสงสดเทากบ 88

(±1.9) ล. ตอปรมาณหญาทใช 1 กก. ทงนหญาเนเปยรปากชอง 1 มผลผลตตอหนงหนวยพนทสงกวา

หญาชนดอนเกอบ 7 เทา โดยมผลผลตเทากบ 70-100 ตน (นาหนกสด) /ไร/ป [66] จากผลปรมาณกาซ

ชวภาพทผลตไดจากการทดลองนเทยบไดวาหญาเนเปยรปากชอง 1 สามารถผลตกาซชวภาพได

ประมาณ 6,027-6,293 ลบ.ม./ไร/ป ซงมคาใกลเคยงกบการรายงานของกรมพฒนาพลงงานทดแทน

และอนรกษพลงงาน [70] ทรายงานวาหญาเนเปยรสด 1 ตน มศกยภาพในการผลตกาซชวภาพไดถง

90 ลบ.ม. เปลยนเปนพลงงานไฟฟาประมาณ 170 กโลวตตตอวน ซงเทากบมอตราการผลตกาซ

ชวภาพประมาณ 6,860-7,840 ลบ.ม./ไร/ป ซงจะเหนไดวาหญาเนเปยรปากชอง 1 มศกยภาพตอการ

ผลตกาซชวภาพเพอใชเปนพลงงานทดแทนสาหรบประเทศไทย

4.11 การเปรยบเทยบปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดกบงานวจยอนๆ

จากการศกษาผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอ

ปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยวโดยถงปฏกรณ

แบบกวนสมบรณ พบวาระยะเวลาการกวนผสมท 53 นาท/ชวโมงและความเขมขนของของแขง

ทงหมดท 14% มระยะเวลากกเกบเทากบ 92 วน ใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสดเทากบ 0.2688

(±0.0065) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม ทงนสวนหนงนาจะเปนผลจากการทดลองทความเขมขนของ

ของแขงทงหมดเทากบ 14% มระยะเวลากกเกบสงสดทาใหมระยะเวลานานในการยอยสลาย

สารอนทรยในระบบ ประกอบกบระยะเวลาในการกวนผสมทใชมคาทเหมาะสม ปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทเกดขนจงมคาสงสด ซงเมอนาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากงานวจยนเปรยบเทยบกบ

งานวจยอนๆ ททาการศกษาการผลตกาซชวภาพดวยกระบวนการแบบไรออกซเจนโดยใชชวมวล

ประเภทลกโนเซลลโลส สามารถแสดงไดในตารางท 4.28

จากการศกษาของ Janejadkarn & Chavalparit [54] ทใชหญาเนเปยรปากชอง 1 เปน

สารอาหารเดยวเชนเดยวกน โดยเดนระบบทระยะเวลาการกวนผสมท 15 นาท/ชวโมงและความ

เขมขนของของแขงระเหยท 2% มระยะเวลากกเกบเทากบ 35 วน พบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทได

เทากบ 0.242 ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม เมอเปรยบเทยบกบคาทไดจากงานวจยนทคาความเขมขนของ

ของแขงทงหมดของหญาหมกท 2% พบวาไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะตาเทากบ 0.1512 (±0.0056) ล.

กาซมเทน/ก.VSทเตม เมอเดนระบบทระยะเวลากวนผสม 53 นาท/ชวโมง ความแตกตางทพบนอาจ

เนองมาจากการกวนผสมทสงเกนไปสงผลใหเกดการทาลายสภาวะในการทางานรวมกนระหวางจล

ชพสรางกรดและจลชพทสรางมเทน จงสงผลกระทบตอการทางานของจลชพในถงปฏกรณทาให

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดมคาตา สมมตฐานดงกลาวสามารถอธบายคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะท

139

สงกวาทไดจากการเดนระบบทความเขมขนของของแขงทงหมดเทากบ 4% (ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

เทากบ 0.2490 (±0.0068) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม) ถงแมวาคาระยะเวลากกเกบมคาเพยง 27 วน ซง

นอยกวาคาระยะเวลากกเกบทใชในงานของ Janejadkarn & Chavalparit [54] ซงใชคาระยะเวลากก

เกบเทากบ 35 วน ทงนอาจเปนผลจากการทในการทดลองทความเขมขนของของแขงทงหมดเทากบ

4% ใชระยะเวลาการกวนผสมทเหมาะสมกวาคอ 5 นาท/ชวโมง นอกจากนความแตกตางทพบยงอาจ

เกดจากงานวจยของ Janejadkarn & Chavalparit [54] ไมมการบาบดเบองตนของหญาเนเปยรปากชอง

1 เมอเปรยบเทยบกบงานวจยนทใชคาความเขมขนของของแขงระเหยของหญาเนเปยรปากชอง 1

เทากบ 14% ทระยะเวลาการกวนผสมเทากบ 53 นาท/ชวโมง ซงเปนสภาวะการเดนระบบทเหมาะสม

เนองจากทคาความเขมขนของของแขงทงหมดสงจาเปนตองใชระยะเวลาการกวนผสมสง พบวาได

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงเทากบ 0.2688 (±0.0065) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม โดยหญาเนเปยร

ปากชอง 1 ทใชในงานวจยนไดทาการบาบดเบองตนแลวดวยการทาหญาหมก ผลดงกลาวสอดคลอง

กบการรายงานผลการศกษาของ Hidaka et al. [11] ททาการหมกยอยรวมระหวางหญาทตดจาก

สวนสาธารณะกบกากตะกอนของนาเสย ทอตราสวนระหวางหญากบกากตะกอนนาเสยเทากบ 1:10

%TS โดยเดนระบบแบบมการกวนผสมตอเนอง พบวาปรมาณกาซมเทนจาเพาะผลตไดเพยง 0.09 ล.

กาซมเทน/ก.VSทเตม โดยคาทไดนอยกวาอตราการเกดกาซมเทนงานวจยอนๆทใชหญาหมกในการ

ผลตกาซชวภาพ เนองจากในงานวจยดงกลาวไมมการควบคมชนดของหญา และหญาทนามาใชเปน

หญาทเพงถกตดไมมการบาบดเบองตนกอน ทงนหญาทผานการบาบดเบองตนแลวดวยการหมกจะ

ชวยเพมปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได ทเปนเชนนเนองจากการทาหญาหมกชวยรกษาปรมาณ

ธาตคารบอนไมใหสญเสยไประหวางการเกบพกหญา อกทงการหมกยงทาใหหญามสภาพเปนกรด

เพมปรมาณกรดไขมนระเหย ทาใหประสทธภาพในการผลตกาซมเทนมคาสงขน

เมอนาผลปรมาณกาซมเทนจาเพาะของวจยนเปรยบเทยบกบผลการศกษาของ Wilawan et

al. [62] ทใชหญาชนดเดยวกน คอหญาเนเปยรปากชอง 1 หมกยอยรวมกบมลไก มคาอตราภาระ

บรรทกสารอนทรยเทากบ 1.4 กก.VS/ลบ.ม.วน (ใกลเคยงกบงานวจยนทมคาอตราภาระบรรทก

สารอนทรยเทากบ 1.5 กก.VS/ลบ.ม.วน) โดย Wilawan et al. [62] ใชคาความเขมขนของของแขง

ทงหมดของสารปอนเทากบ 4% และระยะเวลากวนผสมเทากบ 15 นาท/ชวโมง พบวาปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะเทากบ 0.220 (±0.01) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม ซงมคาตากวางานวจยนทศกษาทคาความ

เขมขนของของแขงทงหมดเทากบ 4% และระยะเวลากวนผสมเทากบ 5 นาท/ชวโมง พบวาปรมาณ

กาซมเทนจาเพาะเทากบ 0.2490 (±0.0068) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม สอดคลองกบงานวจยนทพบวาท

คาความเขมขนของของแขงทงหมดตาการกวนทระยะเวลาการกวนผสมตาใหผลปรมาณกาซมเทน

จาเพาะสงกวาการกวนทระยะเวลาการกวนผสมสง โดยทคาความเขมขนของของแขงทงหมดสง

140

141

ชนดสารปอน การ

บาบด

เบองตน

ถงปฏกรณ

ทใช

สภาวะทใชในการทดลอง อตราภาระบรรทก

สารอนทรย

(กก.VS/ลบ.ม.วน)

ระยะ

เวลากก

เกบ

(วน)

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

(ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม)

เอกสารอางอง

ความเขมขนของ

ของแขง

ระยะเวลา

กวนผสม

หญาเนเปยร

ปากชอง 1

- CSTR

(5 ล.)

VS=2% 15 นาท/

ชวโมง

0.57 35 0.242 Janejadkarn &

Chavalparit [54]

หญา : กากตะกอน

นาเสย

- CSTR

(4 ล.)

1 : 10 %TS

ตามลาดบ

กวนตอเนอง ไมมขอมล 20 0.09 Hidaka et al. [11]

หญาเนเปยร

ปากชอง 1 : มลไก

(50:50)

silage CSTR

(25 ล.)

TS=4% 15 นาท/

ชวโมง

1.4 36 0.220 (±0.01) Wilawan et al. [62]

หญา : มลสกร

(40:60)

silage CSTR

(3 ล.)

VS=30% กวนตอเนอง 1 30 0.2712 Xie et al. [13]

หญา : มลวว

(30:70)

silage CSTR

(5 ล.)

ไมมขอมล กวนตอเนอง 3 18 0.268 Lehtomäki et al. [12]

หวบททใชทา

น าตาล

silage CSTR

(5.7 ล.)

ไมมขอมล กวนตอเนอง 6.35 9.5 0.496 Demirel & Scherer

[71]

ตารางท 4.28 การเปรยบเทยบปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดกบงานวจยอนๆ

142

ชนดสารปอน การ

บาบด

เบองตน

ถงปฏกรณ

ทใช

สภาวะทใชในการทดลอง อตราภาระบรรทก

สารอนทรย

(กก.VS/ลบ.ม.วน)

ระยะ

เวลากก

เกบ

(วน)

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ

(ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม)

เอกสารอางอง

ความเขมขนของ

ของแขง

ระยะเวลา

กวนผสม

หญา

silage ถงปฏกรณ

แบบ2

ขนตอน

TS=907.3 ก./กก กวน

ตอเนอง

1 4 0.368 Orozco et al. [10]

หญามสแคนทส ลดขนาด CSTR

(6 ล.)

TS=8% กวน

ตอเนอง

ไมมขอมล 60 0.19 (±0.07) Klimiuk et al. [31]

หญาเนเปยร

ปากชอง 1

silage CSTR

(28 ล.)

TS=2% 53 นาท/

ชวโมง

1.5 16 0.1512 (±0.0056) งานวจยน

TS=4% 5 นาท/

ชวโมง

1.5 27 0.2490 (±0.0068)

TS=8% 25 นาท/

ชวโมง

1.5 54 0.2688 (±0.0065)

TS=14% 53 นาท/

ชวโมง

1.5 92 0.2688 (±0.0065)

ตารางท 4.28 การเปรยบเทยบคากาซมเทนจาเพาะทไดกบงานวจยอนๆ (ตอ)

ตองการระยะเวลาการกวนผสมสงจงจะใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสงได การทงานวจยนทใชคา

ความเขมขนของของแขงระเหยของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 14% ทระยะเวลาการกวนผสม

เทากบ 53 นาท/ชวโมง ไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงเทากบ 0.2688 (±0.0065) ล.กาซมเทน/ก.VSท

เตม ไดผลปรมาณกาซมเทนจาเพาะใกลเคยงกบการศกษาของ Xie et al. [13] และ Lehtomäki et al.

[12] ซงไดคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 0.2712 และ 0.268 ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม ตามลาดบ

โดยท Xie et al. [13] ทาการศกษาการหมกยอยรวมระหวางหญาหมกและมลสกร สวน Lehtomäki et

al. [12] ศกษาการหมกยอยรวมระหวางหญาหมกและมลวว ถงแมวาการเตมมลสตวในการหมกยอย

รวมจะเปนการเพมสารอาหารใหแกระบบ ทาใหคาอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจน (C/N ratio) ม

คาทเหมาะสมยงขน โดยไนโตรเจนจะถกจลชพสรางมเทน (Methanogens) นาไปใชในการสรางเซลล

ในทางกลบกนหากเตมมลสตวในปรมาณมากเกนไปทาใหอตราสวนคารบอนตอไนโตรเจนมคาตา

อาจสงผลใหไนโตรเจนทจลชพใชไมหมดถกเปลยนเปนกาซแอมโมเนยซงเปนพษตอระบบ ซงแสดง

ใหเหนวาวสดหมกยอยรวมไมไดชวยเพมศกยภาพในการผลตกาซมเทนเสมอไป เมอเปรยบเทยบกบ

งานวจยนใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยวไมมการเตมวสดหมกยอยรวม แต

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดมคาใกลเคยงกบงานวจยทใชการหมกยอยรวม แสดงวาจลชพในระบบ

ผลตสามารถทางานไดอยางสมดลและระบบสามารถผลตกาซมเทนไดอยางมเสถยรภาพถงแมไมได

รบการเตมธาตอาหารหลกและธาตอาหารรองจากภายนอกเลย การศกษาของ Demirel & Scherer [71]

ศกษาการผลตกาซชวภาพจากหวบททใชทานาตาลหมกเปนสารปอนเดยว พบวาไดคาปรมาณกาซ

มเทนจาเพาะสงถง 0.496 ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม ทงนเนองจากหวบททใชทานาตาลหมกมความเปน

กรดสงมคาพเอชเทากบ 3.3-3.4 การทดลองนจงมการเตมสารเคม คอแอมโมเนยมคลอไรด (NH4Cl)

และโพแทสเซยมไฮโดรเจนคารบอเนต (KHCO3) อยางสมาเสมอในปรมาณทพอเหมาะเพอปรบคาพ

เอชใหเหมาะสมกบการเดนระบบแบบไรออกซเจน ทาใหการผลตกาซชวภาพมประสทธภาพแมจะ

เดนระบบในระยะยาว จากการศกษาของ Demirel & Scherer [71] ถงแมวาจะไดปรมาณกาซมเทน

จาเพาะสงแตกตองสนเปลองคาใชจายในการเตมสารเคมสงเชนกน เมอเปรยบเทยบกบงานวจยนทใช

หญาเนเปยรปากชอง 1 เปนสารปอนตลอดระยะเวลาการเดนระบบ (330 วน) พบวาหลงจากหยดเตม

ดาง (สารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด) ในวนท 28 ของการทดลอง ระบบสามารถรกษาคาพเอชใหอย

ในชวงทเหมาะสม ซงอาจเกดจากการทหญาเนเปยรปากชอง 1 มปรมาณโปรตนสงสามารถใหคา

สภาพความเปนดางดวยตวเอง จงไมตองเตมสารเคมในการรกษาคาพเอชในระบบ

ปญหาสาคญของการผลตกาซชวภาพดวยหญาเพยงอยางเดยวคอ หญาจดเปนชวมวลทม

โครงสรางเปนลกโนเซลลโลส ซงประกอบดวยเซลลโลส เฮมเซลลโลส และลกนน การบาบด

เบองตนกอนนาหญามาปอนเขาสกระบวนการผลตกาซชวภาพจงมความสาคญมาก จากการศกษาของ

143

Klimiuk et al. [31] ทศกษาการหมกยอยของหญามสแคนทส (Miscanthus sacchariflorus) ททาการลด

ขนาดเหลอ 1 mesh โดยใชคาความเขมขนของของแขงทงหมดเทากบ 8% มการกวนผสมอยาง

ตอเนอง พบวามปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 0.19 (±0.07) ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม ซงมคาสงกวา

งานวจยนทศกษาคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 8% ท

ระยะเวลาการกวนผสมเทากบ 25 นาท/ชวโมง โดยหญาเนเปยรปากชอง 1 ทใชทาการลดขนาดเหลอ

20 มม.และทาหญาหมก พบวามปรมาณกาซมเทนจาเพาะเทากบ 0.1622 (±0.0127) ล.กาซมเทน/ก.VS

ทเตม ทงนทคาความเขมขนของของแขงทงหมดเทากบ 8% จดเปนคาความเขมขนของของแขง

ทงหมดสง ทระยะเวลากวนผสมเพยง 25 นาท/ชวโมงอาจจะยงไมเพยงพอ ทาใหปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทไดจากงานวจยนมคาตา จากการศกษาของ Klimiuk et al. [31] พบวาปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทผลตไดมความสมพนธกบประสทธภาพในการเปลยนรปเซลลโลสและเฮมเซลลโลส ซง

ขนอยกบอตราสวนของ 19Polysaccharide และความเขมขนของลกนนในชวมวลนนๆ โดยการลดขนาด

เปนการเพมพนทผวสมผสใหจลชพสมผสกบหญามากขน นอกจากนยงชวยใหเซลลโลสและเฮม

เซลลโลสทอยในตวหญาถกยอยสลายไดมากขน เมอเปรยบเทยบกบการศกษาของ Orozco et al. [10]

ททาการศกษากระบวนการยอยสลายของหญาหมกในเครองปฏกรณชวภาพแบบ 2 ขนตอน โดยขน

แรกทาการหมกยอยหญาทอณหภมเทอรโมฟลก (อณหภมเทากบ 55 องศาเซลเซยส) จากนนนาหญาท

ผานการยอยสลายแลวเขาสถงสรางกาซทอณหภมมโซฟลก (อณหภมเทากบ 38 องศาเซลเซยส) โดย

พบวาไดปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงถง 0.368 ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม ทงนเนองจากในขนแรกททา

การหมกยอยหญาหมกทอณหภมเทอโมฟลกนนจะชวยทาใหเซลลโลส เฮมเซลลโลสและลกนนทเปน

องคประกอบหลกในหญาเกดการยอยสลายไดดยงขน จงเออใหเกดการผลตกาซมเทนไดอยางม

ประสทธภาพในถงสรางกาซ

4.12 การนาผลการทดลองทไดไปประยกตใชในการออกแบบและเดนระบบผลตกาซชวภาพจากหญา

เนเปยรปากชอง 1

การผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 จากลกษณะสมบตของหญาทมโครงสราง

ประเภทลกโนเซลลโลสทาใหการเปลยนรปทางชวภาพเกดขนไดคอนขางยาก จงจาเปนตองม

กระบวนการบาบดเบองตนเพอชวยใหจลชพสามารถเขาถงสารอนทรยทมอยในตวหญาไดงายขน

อยางไรกตามหญาทผานการบาบดเบองตนแลวยงคงมปรมาณของแขงสง ทาใหตองมการเจอจางดวย

นาเพอลดปรมาณของแขงลง ชวยใหการปอนหญาและการกวนผสมในถงปฏกรณเกดไดงายขน จาก

งานวจยนทไดทาการออกแบบการทดลองโดยทฤษฎ Full Factorial Design เพอศกษาผลของ

ระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณกาซชวภาพทผลตไดโดยใช

144

หญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยวโดยถงปฏกรณแบบกวนสมบรณ โดยกาหนดคาตา

และสงของปจจยคอ ระยะเวลาการกวนผสม 5 นาท/ชวโมง และ 45 นาท/ชวโมง และคาความเขมขน

ของแขงทงหมด (%TS) ของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 4% และ 12% พบวาคาความเขมขนของ

ของแขงเปนพารามเตอรทสาคญและมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตไดอยางมนยสาคญ

สามารถแบงคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 เปน 2 ระดบคอ คาความ

เขมขนของของแขงทงหมดตาและคาความเขมขนของของแขงทงหมดสง โดยจะเลอกใชหญาเปนสาร

ปอนทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตาหรอสงนน ขนอยกบความพรอมของแหลงนาทตองการ

สาหรบการเจอจาง พนทสาหรบการกอสรางระบบ และชนดถงปฏกรณทใชในการเดนระบบ อยางไร

กตามคาความเขมขนของของแขงทงหมดและระยะเวลาการกวนผสมมผลตอกนอยางมนยสาคญตอ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได ทงนสามารถนาผลการทดลองทไดไปประยกตใชในการออกแบบ

และเดนระบบผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง 1 ไดดงตอไปน

4.12.1 คาความเขมขนของของแขงทงหมดทใชในการเดนระบบ

4.12.1.1 ทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา

ถงปฏกรณทออกแบบสาหรบเตมสารปอนทคาปรมาณของแขงทงหมดตา (TS ตงแต

4-6%) ใชนามากในการเจอจางหญา สามารถใชเครองสบทวไปทใชพลงงานนอยกวาสาหรบสบหญา

เขาสถงปฏกรณ แตกตองใชพนทมากกวาสาหรบสรางระบบเชนกน ถงปฏกรณทมคาความเขมขน

ของของแขงทงหมดตา การกวนผสมทระยะเวลาการกวนผสมตา (5 นาท/ชวโมง) กเพยงพอทจะทา

ใหเกดการกวนผสมอยางทวถงและมคาปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสงได การกวนผสมทระยะเวลา

กวนผสมตาเพยงพอทจะทาใหเกดการกระจายตวของสารปอนใหสมผสกบจลชพ ในทางตรงกนขาม

ทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตาหากใชระยะเวลาการกวนผสมสง (45 นาท/ชวโมง) ในการ

เดนระบบ จะทาใหปรมาณมเทนจาเพาะทผลตไดมคาลดลง เนองจากการกวนผสมทมากเกนไปอาจ

ทาใหเกดการทาลายสภาวะในการทางานรวมกนระหวางจลชพสรางกรดและจลชพทสรางมเทน โดย

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา (TS ตงแต 4-6%) ท

ระยะเวลาการกวนผสมตา/สง แสดงดงตารางท 4.29 ทงนปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดขนท

ระยะเวลาการกวนผสมตา/สงจะมคาความแตกตางมากขนทความเขมขนของของแขงตาลง

145

ตารางท 4.29 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากคาความเขมขนของของแขงทงหมดตาทระยะเวลาการ

กวนผสมตา/สง*

ความเขมขนของของแขงทงหมด

(%TS)

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ (ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม)

ระยะเวลาการกวนผสมตา

(5 นาท/ชวโมง)

ระยะเวลาการกวนผสมสง

(45 นาท/ชวโมง)

4 0.2490 0.2317

5 0.2419 0.2331

6 0.2349 0.2344

*ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดคานวณจากสมการท 4.5

4.6.1.2 ทคาความเขมขนของของแขงทงหมดสง

ถงปฏกรณทออกแบบสาหรบเตมสารปอนทคาปรมาณของแขงทงหมดสง (TS

ตงแต 7-12%) ใชนานอยในการเจอจางหญา จะตองใชพลงงานหรออปกรณเฉพาะมากกวาในการสบ

หญาเขาสถงปฏกรณ อยางไรกตามเมอระบบมปรมาณของแขงทงหมดสงสงผลใหตองการพนทนอย

กวาสาหรบสรางระบบ โดยถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดสงตองการระยะเวลา

การกวนผสมสง (45 นาท/ชวโมง) จะทาใหเกดการกวนผสมอยางทวถงและมคาปรมาณกาซมเทน

จาเพาะทสงได หากเกดการกวนผสมไมเพยงพอประสทธภาพในการผลตกาซมเทนจาเพาะจะตาลง

เนองจากหญามสวนประกอบเสนใยสงเมอหยดกวนจะเกดการแยกชนของหญากบจลชพ ลดการ

สมผสระหวางหญากบจลชพในถงปฏกรณ สงผลตอการเปลยนภาพสารอนทรยในระบบและสงผล

เสยตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพ โดยปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากคาความเขมขนของ

ของแขงทงหมดสง (TS ตงแต 7-12%) ทระยะเวลาการกวนผสมตา/สง แสดงดงตารางท 4.30 ทงน

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทเกดขนทระยะเวลาการกวนผสมตา/สงจะมคาความแตกตางมากขนทความ

เขมขนของของแขงสงขน

146

ตารางท 4.30 ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดจากคาความเขมขนของของแขงทงหมดสงทระยะเวลาการ

กวนผสมตา/สง*

ความเขมขนของของแขงทงหมด

(%TS)

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ (ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม)

ระยะเวลาการกวนผสมตา

(5 นาท/ชวโมง)

ระยะเวลาการกวนผสมสง

(45 นาท/ชวโมง)

7 0.2278 0.2358

8 0.2207 0.2371

9 0.2136 0.2385

10 0.2066 0.2398

11 0.1995 0.2412

12 0.1924 0.2425

*ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทไดคานวณจากสมการท 4.5

4.12.2 ชนดถงปฏกรณทใชในการเดนระบบ

ถงปฏกรณทเหมาะสมสาหรบการผลตกาซชวภาพจากหญา สวนใหญนยมใชเปนถงปฏกรณ

แบบกวนสมบรณ (CSTR) การกวนผสมอยางสมบรณทาใหสารอนทรยในถงปฏกรณเปนเนอเดยวกน

เมอจลชพสมผสกบหญาไดอยางทวถงทาใหเกดปฏกรยาการยอยสลายไดด และไมมปญหาการอดตน

ภายในถงปฏกรณ อยางไรกตามในการเรมตนระบบควรเดนระบบแบบ ASBR เปนการรกษาปรมาณ

จลชพในระบบเนองจากมการทงใหตกตะกอนกอนมการดงนาออก และสามารถรกษาปรมาณธาต

อาหารทมอยในเชอตงตนทเตมใหอยในระบบไวไดนาน ทาใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได

ในชวงทเดนระบบแบบ ASBR มคาสง อยางไรกตามการผลตกาซชวภาพจากหญา หากเดนระบบ

แบบ ASBR เมอถงระยะเวลาหนงจะเกดการสะสมตวของสารอนทรยภายในถงปฏกรณ โดยจะตองม

การระบายตะกอนทง ทงนความถและปรมาณการระบายขนอยกบปรมาณสารอนทรยในนาเสยทเตม

ลงไปในระบบ ในงานวจยนเมอรกษาปรมาณเชอไดถงระดบหนงแลวจงทาการเปลยนมาเดนระบบ

แบบ CSTR เพอเปนการลดการสะสมตวของตะกอนหญาและรกษาปรมาณสารอนทรยในถงปฏกรณ

ใหอยในระดบทเหมาะสมโดยไมตองมการระบายตะกอนออกจากระบบ โดยปญหาในการเดนระบบ

ทพบจากงานวจยนคอ การระบายหญาออกจากถงปฏกรณ การเดนระบบจรงจงควรใช19สกรปม19 (screw

pump) ในการระบายหญาออก เนองจากใชเกลยวเปนตวขบเคลอนจงไมเกดปญหากบนาออกทม

ตะกอนสง ชวยใหการดงนาออกจากถงปฏกรณมประสทธภาพมากยงขน

147

บทท 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดลอง

สวนท 1 : ผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยร

ปากชอง 1

จากผลการทดลองผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพ

จากหญาเนเปยรปากชอง 1 สามารถสรปไดดงน

- หญาเนเปยรปากชอง 1 มศกยภาพสงในการนามาผลตกาซชวภาพในรปสารอาหารเดยว

สามารถผลตกาซมเทนจาเพาะได 0.255(±0.021) ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม ในการเดนระบบทอตรา

ภาระบรรทกสารอนทรย 1.5 กก.VS/ลบ.ม./วน สอดคลองกบประสทธภาพในการกาจดของแขง

ระเหยซงในการทดลองทใชหญาเปนสารอาหารเดยวมประสทธภาพในการกาจดของแขงระเหยสงสด

โดยการเตมมลสตวจะชวยเพมสภาพดางและความตานทานการเปลยนแปลงพเอชใหกบระบบการ

ผลตกาซชวภาพ ซงอาจทาใหระบบมเสถยรภาพทสงขน

- การเตมมลไกหรอมลววใหผลทางลบตอประสทธภาพการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยร

ปากชอง 1 อยางมนยสาคญทระดบความเชอมน 95% ซงอาจเปนผลมาจากลกษณะสมบตทางเคมของ

มลไกและมลววซงยอยสลายไดยากกวาหญาหมก แตการเตมมลไกและมลววรวมกนกบหญาสงผล

ใหไดการผลตกาซชวภาพสงกวาการเตมมลสตวเพยงชนดเดยว

- ปรมาณมลไกและมลววทเตมมผลตอกนกนอยางมนยสาคญตอการผลตกาซชวภาพ โดยการ

ทาการทดลองทคากลางพบวามความสมพนธเปนเสนโคง ในการทาการทดลองเพมตามทฤษฎ

Central Composite Design สามารถสรางสมการเพอใชทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได คอ

Y = 0.25067 - 0.04177(CM)2 - 0.03477(DM)2 + 0.03475(CM)(DM)

ทงนสมการทไดจะมความแมนยาในการทานายเมอเดนระบบทอตราภาระบรรทกสารอนทรย 1.5 กก.

VS/ลบ.ม./วน และมการเตมมลสตวทงสองชนดรวมกบหญาเนเปยรปากชอง 1

148

- ปรมาณมลสตวทเหมาะสมในการหมกยอยรวมกบหญาเนเปยรปากชอง 1 ทไดจากพนผว

ตอบสนองคอมลไก 0.1025 กก./หญาหมก 1 กก. และมลวว 0.3625 กก./หญาหมก 1 กก. โดยท

สภาวะนใหปรมาณกาซมเทนจาเพาะ0.249(±0.005)ลบ.ม.มเทน/กก.VSทเตม

สวนท 2 : ผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณกาซ

ชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว

จากผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณกาซ

ชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว โดยถงปฏกรณแบบกวน

สมบรณ สามารถสรปผลการทดลองไดดงน

- ความเขมขนของของแขงทงหมดและระยะเวลาการกวนผสมมผลตอกนอยางมนยสาคญ

โดยถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดสง (TS=12%) ตองการระยะเวลาการกวนผสม

สง (45 นาท/ชวโมง) แตถงปฏกรณทมคาความเขมขนของของแขงทงหมดตา (TS=4%) การกวนผสม

ทระยะเวลาการกวนผสมตา (5 นาท/ชวโมง) เพยงพอทจะทาใหเกดการกวนผสมอยางทวถงและมคา

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะทสงได

- ความเขมขนของของแขงทงหมดมผลตอปรมาณกาซมเทนจาเพาะอยางมนยสาคญ โดย

พบวาทคาความเขมขนของของแขงทงหมดตาใหผลปรมาณกาซมเทนจาเพาะดกวาทคาความเขมขน

ของของแขงทงหมดสง โดยระยะเวลาการกวนผสมเปนปจจยหลกทไมมผลตอปรมาณกาซมเทน

จาเพาะอยางมนยสาคญ ทงนอาจเนองมาจากการทดลองนใชการกวนผสมเปนชวงๆทกๆชวโมง

- สมการทใชในการทานายปรมาณกาซมเทนจาเพาะทผลตได เมอใชคาระยะเวลาการกวน

ผสมและคาความเขมขนของของแขงทงหมดของหญาเนเปยรปากชอง 1 ตางๆ คอ

ปรมาณกาซมเทนจาเพาะ = 0.22890 + 0.00820 (Mixing Periods) - 0.01145 (%TS)

(ล.กาซมเทน/ก.VSทเตม) + 0.01685 (%TS* Mixing Periods)

สมการจะมความแมนยาในกรณทใชคาความเขมขนของของแขงทงหมดในชวง 4-12% โดย

มการกวนผสมในถงปฏกรณทกๆ 1 ชวโมง

- ผลการทดลองเพมเตมเพอพสจนและตรวจสอบผลการทดลองทไดจากการทดลองตาม

ทฤษฎ Full Factorial Design พบวาระยะเวลาการกวนผสมขนกบคาความเขมขนของของแขงทงหมด

149

ทปอนเขาสระบบ ซงสอดคลองอยางชดเจนกบผลทไดจากการทดลองตามทฤษฎ Full Factorial

Design

- ระบบสามารถรกษาคาพเอชใหอยในชวง 6.25-7.37 โดยไมมการเวยนนากลบเขาสระบบ

ความสามารถดงกลาวคาดวาเกดขนเนองจากคาสภาพความเปนดางทถกผลตขนจากโปรตนทมอยใน

หญาเนเปยรปากชอง 1 ซงหญาเนเปยรปากชอง 1 มปรมาณโปรตนคอนขางสงเมอเทยบกบหญาชนด

อน

- สภาวะการทดลองทระยะเวลากวนผสม 53 นาท/ชวโมงและคาความเขมขนของของแขง

ของหญาเนเปยรปากชอง 1 เทากบ 14% มปรมาณกาซมเทนจาเพาะสงสดเทากบ 0.2688 (±0.0065) ล.

กาซมเทน/ก.VSทเตม และปรมาณกาซชวภาพทผลตไดสงสดเทากบ 88 (±1.9) ล. ตอปรมาณหญาทใช

1 กก. ซงเทากบมอตราการผลตกาซชวภาพประมาณ 6,027-6,293 ลบ.ม./ไร/ป

5.2 ขอเสนอแนะ

สวนท 1 : ผลการทดลองผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพจาก

หญาเนเปยรปากชอง 1

จากผลการทดลองผลของการเตมมลไกและมลโคตอประสทธภาพในการผลตกาซชวภาพ

จากหญาเนเปยรปากชอง 1 มขอเสนอแนะดงน

- ควรเพมความถในการปอนสารอนทรยเขาสถงปฏกรณเพอลดความเขมขนของสารอนทรย

ทเขาสระบบดวยความเขมขนมากในระยะเวลาสน

- ควรศกษาการเพมอตราภาระบรรทกของระบบการผลตกาซชวภาพจากหญาเนเปยรปากชอง

1 รวมกบมลไกและมลวว

- ควรทาการศกษาการหมกยอยรวมระหวางหญาเนเปยรปากชอง 1 กบมลสตวชนดอนเพอหา

ชนดของมลสตวทใหศกยภาพในการผลตกาซชวภาพรวมกบหญาเนเปยรปากชอง 1 สงทสด

- ควรทาการศกษาในดานเศรษฐศาสตรในแงของการหมกยอยรวมระหวางหญาเนเปยรปาก

ชอง 1 และมลสตว

150

สวนท 2 : ผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณกาซ

ชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว

จากผลของระยะเวลาการกวนผสมและความเขมขนของของแขงทงหมดตอปรมาณกาซ

ชวภาพทผลตไดโดยใชหญาเนเปยรพนธปากชอง 1 เปนสารอาหารเดยว โดยถงปฏกรณแบบกวน

สมบรณ มขอเสนอแนะดงน

- การดงนาออกจากถงปฏกรณในปรมาณมากทาใหมโอกาสสงทจะเกดการสญเสยเชอจล

ชพออกจากระบบ ทงนหากปรบการระบายหญาออกจากระบบจาก 1 ครงตอวนเปน 2 ครงตอวนหรอ

มากกวานน นาจะชวยใหปญหาดงกลาวลดลงได

- จากการทดลองพบความยากในการระบายหญาออกจากถงปฏกรณ การเดนระบบจรงจง

ควรใช16สกรปม16 (screw pump) ในการระบายหญาออก เนองจากใชเกลยวเปนตวขบเคลอนจงไมเกด

ปญหากบนาออกทมตะกอนสง ชวยใหการดงนาออกจากถงปฏกรณมประสทธภาพมากยงขน

- การทดลองนศกษาทระยะเวลาการกวนผสมตางๆซงใชรปแบบการกวนผสมเปนชวงๆ

ทกๆชวโมง ควรมการศกษาเพมเตมถงรปแบบการกวนผสมทแตกตางออกไป เชน การกวนผสมเพยง

ระยะเวลาสนๆกอนจะมการเตมสารปอน เปนตน

151

เอกสารอางอง [1] D.P. Chynoweth, C.E. Turick, J.M. Owens, D.E. Jerger, M.W. Peck, Biochemical

methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5 (1993) 95-

111.

[2] V. Strezov, T.J. Evans, C. Hayman, Thermal conversion of elephant grass (Pennisetum

Purpureum Schum) to bio-gas, bio-oil and charcoal. Bioresource Technology 99 (2008)

8394-8399.

[3] C. Li, P. Champagne, B.C. Anderson, Evaluating and modeling biogas production from

municipal fat, oil, and grease and synthetic kitchen waste in anaerobic co-digestions.

Bioresource Technology 102 (2011) 9471-9480.

[4] B. Puyuelo, S. Ponsá, T. Gea, A. Sánchez, Determining C/N ratios for typical organic

wastes using biodegradable fractions. Chemosphere 85 (2011) 653-659.

[5] X. Wang, G. Yang, F. Li, Y. Feng, G. Ren, X. Han, Evaluation of two statistical methods

for optimizing the feeding composition in anaerobic co-digestion: Mixture design and

central composite design. Bioresource Technology 131 (2013) 172-178.

[6] J.A. Álvarez, L. Otero, J.M. Lema, A methodology for optimising feed composition for

anaerobic co-digestion of agro-industrial wastes. Bioresource Technology 101 (2010)

1153-1158.

[7] H. Hartmann, B.K. Ahring, Anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid

waste: Influence of co-digestion with manure. Water Research 39 (2005) 1543-1552.

[8] P. Sosnowski, A. Wieczorek, S. Ledakowicz, Anaerobic co-digestion of sewage sludge

and organic fraction of municipal solid wastes. Advances in Environmental Research 7

(2003) 609-616.

[9] E. Comino, M. Rosso, V. Riggio, Investigation of increasing organic loading rate in the

co-digestion of energy crops and cow manure mix. Bioresource Technology 101 (2010)

3013-3019.

[10] A.M. Orozco, A.S. Nizami, J.D. Murphy, E. Groom, Optimizing the thermophilic

hydrolysis of grass silage in a two-phase anaerobic digestion system. Bioresource

Technology 143 (2013) 117-125.

152

[11] Hidaka, T., Arai, S., Okamoto, S., & Uchida, T. (2013). Anaerobic co-digestion of

sewage sludge with shredded grass from public green spaces. Bioresource

technology, 130, 667-672.

[12] Lehtomäki, A., Huttunen, S., & Rintala, J. A. (2007). Laboratory investigations on

co-digestion of energy crops and crop residues with cow manure for methane

production: effect of crop to manure ratio. Resources, Conservation and

Recycling, 51(3), 591-609.

[13] Xie, S., Wu, G., Lawlor, P. G., Frost, J. P., & Zhan, X. (2012). Methane production

from anaerobic co-digestion of the separated solid fraction of pig manure with dried grass

silage. Bioresource technology, 104, 289-297.

[14] Kaparaju, P., Buendia, I., Ellegaard, L., & Angelidakia, I. (2008). Effects of mixing

on methane production during thermophilic anaerobic digestion of manure: lab-scale

and pilot-scale studies. Bioresource technology, 99(11), 4919-4928.

[15] H. Bouallagui, Y. Touhami, R. Ben Cheikh, M. Hamdi, Bioreactor performance in

anaerobic digestion of fruit and vegetable wastes. Process Biochemistry 40 (2005) 989-

995.

[16] L.F. Diaz, George M. Savage, Linda L. Eggerth, C.G. Golueke, Composting and

recycling municipal solid waste, Lewis Publishers, Boca Raton, 1993.

[17] R.E.Speece, Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewaters, Archae Press, 1996.

[18] S. Sung, R. R.Dague, Laborary studies on the anaerobic sequencing batch rector. Water

Environment Research (1995) 294-301.

[19] G.C. Banik, R.R. Daguet, ASBR treatment of low strength industrial wastewater at

psychrophilic temperatures. Water Science and Technology 36 (1997) 337-344.

[20] Metcalf, Eddy, Wastewater Engineering Treatment and Reuse, Elizabeth A.Jones, 2003.

[21] จรล ทรพยเสร. “รจกกบ DOE ”[ระบบออนไลน]. แหลงทมา

http://www.trecon.co.th/download/doe.pdf (10 กมภาพนธ 2556)

[22] ประไพศร สทศน ณ อยธยา และ พงศชนน เหลองไพบลย. (2551). “การออกแบบ และ

วเคราะหทดลอง ”กรงเทพมหานคร :สานกพมพทอป.

153

[23] T. Hidaka, S. Arai, S. Okamoto, T. Uchida, Anaerobic co-digestion of sewage sludge

with shredded grass from public green spaces. Bioresource Technology 130 (2013) 667-

672.

[24] A. Lehtomäki, Biogas Production from Energy Crops and Crop Residues, University of

Jyvaskyla, 2006, pp. 91.

[25] X. Wang, G. Yang, Y. Feng, G. Ren, X. Han, Optimizing feeding composition and

carbon–nitrogen ratios for improved methane yield during anaerobic co-digestion of

dairy, chicken manure and wheat straw. Bioresource Technology 120 (2012) 78-83.

[26] S. Xie, P.G. Lawlor, J.P. Frost, Z. Hu, X. Zhan, Effect of pig manure to grass silage ratio

on methane production in batch anaerobic co-digestion of concentrated pig manure and

grass silage. Bioresource Technology 102 (2011) 5728-5733.

[27] S. Xie, G. Wu, P.G. Lawlor, J.P. Frost, X. Zhan, Methane production from anaerobic co-

digestion of the separated solid fraction of pig manure with dried grass silage.

Bioresource Technology 104 (2012) 289-297.

[28] Forster-Carneiro, T., Pérez, M., & Romero, L. I. (2008). Influence of total solid and

inoculum contents on performance of anaerobic reactors treating food

waste. Bioresource Technology, 99(15), 6994-7002.

[29] Chen, G., Zheng, Z., Yang, S., Fang, C., Zou, X., & Luo, Y. (2010). Experimental

co-digestion of corn stalk and vermicompost to improve biogas production. Waste

management, 30(10), 1834-1840.

[30] Karim, K., Hoffmann, R., Klasson, T., & Al-Dahhan, M. H. (2005). Anaerobic

digestion of animal waste: Waste strength versus impact of mixing. Bioresource

technology, 96(16), 1771-1781.

[31] Klimiuk, E., Pokój, T., Budzyński, W., & Dubis, B. (2010). Theoretical and

observed biogas production from plant biomass of different fibre contents.

Bioresource technology, 101(24), 9527-9535.

154

[32] Federation, W. E., & American Public Health Association. (2005). Standard

methods for the examination of water and wastewater. American Public Health

Association (APHA): Washington, DC, USA.

[33] DiLallo, R., & Albertson, O. E. (1961). Volatile acids by direct titration. Journal

(Water Pollution Control Federation), 356-365.

[34] S.H. Ghaffar, M. Fan, Structural analysis for lignin characteristics in biomass straw.

Biomass and Bioenergy 57 (2013) 264-279.

[35] S.H. Ghaffar, M. Fan, Lignin in straw and its applications as an adhesive. International

Journal of Adhesion and Adhesives 48 (2014) 92-101.

[36] N. Sarkar, S.K. Ghosh, S. Bannerjee, K. Aikat, Bioethanol production from agricultural

wastes: An overview. Renewable Energy 37 (2012) 19-27.

[37] B. Xiao, X.F. Sun, R. Sun, Chemical, structural, and thermal characterizations of alkali-

soluble lignins and hemicelluloses, and cellulose from maize stems, rye straw, and rice

straw. Polymer Degradation and Stability 74 (2001) 307-319.

[38] J. Ye, D. Li, Y. Sun, G. Wang, Z. Yuan, F. Zhen, Y. Wang, Improved biogas production

from rice straw by co-digestion with kitchen waste and pig manure. Waste Management

33 (2013) 2653-2658.

[39] M.H. Gerardi, The Microbiology of Anaerobic Digesters, 2003.

[40] G. Tchobanoglous, Integrated Solid Waste Management, McGraw-Hill International ed.,

1993.

[41] F. Abouelenien, W. Fujiwara, Y. Namba, M. Kosseva, N. Nishio, Y. Nakashimada,

Improved methane fermentation of chicken manure via ammonia removal by biogas

recycle. Bioresource Technology 101 (2010) 6368-6373.

[42] D. Savy, A. Piccolo, Physical–chemical characteristics of lignins separated from

biomasses for second-generation ethanol. Biomass and Bioenergy 62 (2014) 58-67.

[43] T.H. Kim, Y.Y. Lee, Pretreatment and fractionation of corn stover by ammonia recycle

percolation process. Bioresource Technology 96 (2005) 2007-2013.

[44] D. Savy, A. Piccolo, Physical–chemical characteristics of lignins separated from

biomasses for second-generation ethanol. Biomass and Bioenergy 62 (2014) 58-67.

155

[45] T.H. Kim, Y.Y. Lee, Pretreatment and fractionation of corn stover by ammonia recycle

percolation process. Bioresource Technology 96 (2005) 2007-2013.

[46] C. Eliana, R. Jorge, P. Juan, R. Luis, Effects of the pretreatment method on enzymatic

hydrolysis and ethanol fermentability of the cellulosic fraction from elephant grass. Fuel

118 (2014) 41-47.

[47] L.t. Hu, P.M. Bentler, Cutoff criteria for fit indexes in covariance structure analysis:

Conventional criteria versus new alternatives, 1999.

[48] T. Thamsiriroj, A.S. Nizami, J.D. Murphy, Why does mono-digestion of grass silage fail

in long term operation? Applied Energy 95 (2012) 64-76.

[49] R. Borja, B. Rincón, F. Raposo, J.R. Domı nguez, F. Millán, A. Martı n, Mesophilic

anaerobic digestion in a fluidised-bed reactor of wastewater from the production of

protein isolates from chickpea flour. Process Biochemistry 39 (2004) 1913-1921.

[50] J.W. Lim, C.L. Chen, I.J.R. Ho, J.Y. Wang, Study of microbial community and

biodegradation efficiency for single- and two-phase anaerobic co-digestion of brown

water and food waste. Bioresource Technology 147 (2013) 193-201.

[51] L.t. Hu, P.M. Bentler, Cutoff criteria for fit indexes in covariance structure analysis:

Conventional criteria versus new alternatives, 1999.

[52] T. Thamsiriroj, A.S. Nizami, J.D. Murphy, Why does mono-digestion of grass silage fail

in long term operation? Applied Energy 95 (2012) 64-76.

[53] R. Borja, B. Rincón, F. Raposo, J.R. Domı nguez, F. Millán, A. Martı n, Mesophilic

anaerobic digestion in a fluidised-bed reactor of wastewater from the production of

protein isolates from chickpea flour. Process Biochemistry 39 (2004) 1913-1921.

[54] A. Janejadkarn, O. Chavalparit, Biogas production from Napier grass (Pak Chong 1)

(Pennisetum purpureum × Pennisetum americanum), Advanced Materials Research,

2014, pp. 327-332.

[55] H.I. Owamah, M.I. Alfa, S.O. Dahunsi, Optimization of biogas from chicken droppings

with Cymbopogon citratus. Renewable Energy 68 (2014) 366-371.

[56] Y. Li, R. Zhang, Y. He, C. Zhang, X. Liu, C. Chen, G. Liu, Anaerobic co-digestion of

chicken manure and corn stover in batch and continuously stirred tank reactor (CSTR).

Bioresource Technology 156 (2014) 342-347.

156

[57] M. Wang, X. Sun, P. Li, L. Yin, D. Liu, Y. Zhang, W. Li, G. Zheng, A novel alternate

feeding mode for semi-continuous anaerobic co-digestion of food waste with chicken

manure. Bioresource Technology 164 (2014) 309-314.

[58] Q. Niu, W. Qiao, H. Qiang, Y.-Y. Li, Microbial community shifts and biogas conversion

computation during steady, inhibited and recovered stages of thermophilic methane

fermentation on chicken manure with a wide variation of ammonia. Bioresource

Technology 146 (2013) 223-233.

[59] L. Zhao, Y.H. Dong, H. Wang, Residues of veterinary antibiotics in manures from

feedlot livestock in eight provinces of China. Science of The Total Environment 408

(2010) 1069-1075.

[60] R. Kulcu, İ. Sönmez, O. Yaldiz, M. Kaplan, Composting of spent mushroom compost,

carnation wastes, chicken and cattle manures. Bioresource Technology 99 (2008) 8259-

8264.

[61] K. Risberg, L. Sun, L. Levén, S.J. Horn, A. Schnürer, Biogas production from wheat

straw and manure – Impact of pretreatment and process operating parameters.

Bioresource Technology 149 (2013) 232-237.

[62] W. Wilawan, P. Pholchan, P.Aggarangsi, Biogas Production from Co-digestion of

Pennisetum pururem cv. Pakchong 1 Grass and Layer Chicken Manure Using

Completely Stirred Tank.

[63] Qasim, S. R. (1998). Wastewater treatment plants: planning, design, and

operation. CRC Press.

[64] Abbassi-Guendouz, A., Brockmann, D., Trably, E., Dumas, C., Delgenès, J. P.,

Steyer, J. P., & Escudié, R. (2012). Total solids content drives high solid anaerobic

digestion via mass transfer limitation. Bioresource technology, 111, 55-61.

[65] Stroot, P. G., McMahon, K. D., Mackie, R. I., & Raskin, L. (2001). Anaerobic

codigestion of municipal solid waste and bio solids under various mixing conditions—I.

Digester performance. Water Research, 35(7), 1804-1816.

[66] กรมปศสตว กระทรวงเกษตรและสหกรณ. (2554). “พชอาหารสตวพนธด”

[67] McCarty, P. L. (1964). Anaerobic waste treatment fundamentals. Public works, 95(9),

107-112.

157

[68] Bombardiere, J., Espinosa-Solares, T., Domaschko, M., & Chatfield, M. (2007).

Thermophilic anaerobic digester performance under different feed-loading frequency. In

Applied Biochemistry and Biotecnology, 765-775. Humana Press.

[69] Rasi, S., Veijanen, A., & Rintala, J. (2007). Trace compounds of biogas from

different biogas production plants. Energy, 32(8), 1375-1380.

[70] กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. “หญาเนเปยร พชพลงงานสเขยว”

[ระบบออนไลน]. แหลงทมา http://webkc.dede.go.th/testmax/node/152 (12 สงหาคม

2556)

[71] Demirel, B., & Scherer, P. (2009). Bio-methanization of energy crops through

mono- digestion for continuous production of renewable biogas. Renewable Energy,

34(12), 2940-2945.

158