• กองส่งเสริมการวิจัยและบริการวิชาการ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม
  • 04-3754-416 (1756)

การฟื้นฟูทางชีวภาพด้วยจุลินทรีย์ท้องถิ่นส้าหรับการก้าจัดสีจากน้้าทิ้งโรงงานผลิตเอทานอล
Indigenous Microorganisms as Bioremediators for Decolorization of Ethanol Production Effluent

  • ปีงบประมาณ : 2563 | ประเภททุน : ทุน นิสิต ป.โท
  • ผู้ร่วมโครงการ : พชร เหลืองไตรรัตน์
  • งบประมาณที่ขอสุทธิ : 20,000 บาท

ความสำคัญ/ ที่มา :

สีของน้ำเสียที่เกิดจากกระบวนการผลิตเอทานอลเกิดขึ้นจากสารประกอบต่างๆ ที่มาจากวัตถุดิบจำพวกลิกโนเซลลูโลส น้ำตาล หรือแป้ง ได้แก่กลุ่ม Phenolics (tannic acids และ humic acids), Melanoidins (เกิดจากปฏิกิริยา Maillard reaction ของน้ำตาลด้วยโปรตีน, การเกิด caramels จากการให้ความร้อนน้ำตาลสูงเกิดไป และการเกิด Furfurals จาก acid hydrolysis นอกจากนี้สีที่เกิดในน้ำเสียอาจมาจากการหมักและการกลั่นของกระบวนการผลิตไบโอแอทานอล โดยมีการพบว่าน้ำเสียจากผลิตไบโอเอทานอลที่ใช้กากน้ำตาล (Molasses) เป็นวัตถุดิบจะพบ Melanoidin ซึ่งมีสีน้ำตาลเข้ม (Shan et al, 2016) ซึ่งจะส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำหากน้ำเสียถูกปลอดปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ กระบวนการบำบัดน้ำเสียของโรงงานผลิตไบโอเอทานอลโดยทั่วไปหากน้ำเสียที่มีสีปนเปื้อนนี้ถูกปลดปล่อยลงสู่แหล่งน้ำจะส่งผลเสียอย่างรุนแรงต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ รวมทั้งส่งผลกระทบทางลบต่อสิ่งแวดล้อมและชุมชนที่อาศัยอยู่ใกล้เคียง

ในช่วงเวลาที่ผ่านมา ประเทศไทยได้ผลักดันการผลิตพลังงานทดแทนอย่างต่อเนื่อง รวมทั้งส่งเสริมให้เกิดอุตสาหกรรมผลิตพลังงานจากชีวมวลและวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตรและอุตสาหกรรม จึงส่งผลให้เกิดการพัฒนาโรงงานผลิตเอทานอลเพื่อเป็นเชื้อเพลิงจำนวนมากและมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นในอนาคต จากข้อมูลของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน พบว่า โรงงานผลิตเอทานอลส่วนใหญ่ กว่าร้อยละ 60 ใช้กากน้ำตาล (Molasses) เป็นวัตถุดิบตั้งต้น โดยเป็นอุตสาหกรรมที่ต่อเนื่องจากโรงงานผลิตน้ำตาล (Sarayu et al, 2009) กากน้ำตาลเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการผลิตน้ำตาลและมีศักยภาพในการนำมาเป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตเอทานอลได้เป็นอย่างดี มีข้อได้เปรียบกว่าวัตถุดิบจำพวกแป้ง และลิโนเซลลูโลส (Lignocellulose) เนื่องจากสามารถลดขั้นตอนการย่อยด้วยเอนไซม์ และการปรับสภาพวัตถุดิบ (Pretreatment)

เทคโนโลยีการกำจัดสีในปัจจุบันมีด้วยกันหลายวิธีเช่น การกำจัดสีด้วยวิธีทางกายภาพ การใช้ถ่านกัมมันต์ช่วยในการดูดซับ (Activated carbon) การกรองด้วยเยื่อแผ่น (Membrane) การแยกด้วยกระแสไฟฟ้า (Electrodialysis) การกำจัดสีด้วยวิธีทางเคมี คือ การสร้างรวมตะกอน (Coagulation - Flocculation) การออกซิเดชันทางเคมี (Chemical Oxidation) (Sarayu et al, 2009) ด้วยเทคโนโลยีทางกายภาพ และเคมีเป็นการใช้สารเคมีในการกำจัดสี ทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายและเกิดตะกอน ทั้งยังเป็นการเพิ่มสารเคมีเข้าสู่ระบบสิ่งแวดล้อม ทำให้ในงานวิจัยนี้สนใจถึงเทคโนโลยีการบำบัดทางชีวภาพเนื่องจากเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า ด้วยเหตุว่ากระบวนการบำบัดน้ำเสียทางเคมีวิธีดั้งเดิมนั้นมีการบำบัดที่ทำให้เกิดมลพิษมากยิ่งขึ้น (อลิสา, 2550) ดังนั้นจึงได้ใช้การบำบัดทางชีวภาพมาใช้เนื่องจากจะเป็นการใช้สิ่งมีชีวิตที่อยู่ภายในน้ำมาช่วยบำบัดและยังไม่ก่อเกิดสารเคมีที่มีความเป็นอันตรายมากขึ้นอีกด้วย โดยกระบวนการบำบัดทางชีวภาพ (Bioremediation) โดยจะแบ่งเป็นกระบวนการที่มีการใช้จุลินทรีย์ที่มีอยู่ภายในพื้นที่หรือ การบำบัดด้วยธรรมชาติ (Natural Attenuation) และการเติมจุลินทรีย์ในการบำบัด (Bioaugmentation)

การกำจัดสีด้วยกระบวนการบำบัดทางชีวภาพ (Bioremediation) โดยอาศัยน้ำเสียจากโรงงานผลิตไบโอเอทานอลจากกากน้ำตาลเป็นกรณีศึกษา การวิจัยมุ่งศึกษาความเป็นไปได้ในการนำจุลินทรีย์ท้องถิ่นที่ปรากฏอยู่ในน้ำเสียมาใช้ในการบำบัดสี จุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติบำบัดสีในน้ำเสียในชนิดของแบคทีเรียจะเป็นประเภท Xanthomonas, Bacillus, Pseudomonas ส่วนของจุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติบำบัดน้ำเสียประเภทฟังไจจะเป็นประเภท Coriolus, Penicillium, Aspergillus (Pant and Adholeya, 2007) โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อจำแนกกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติกำจัดสีจากน้ำเสียของโรงงานผลิตไบโอเอทานอลจากกากน้ำตาล และเพื่อศึกษาประสิทธิภาพของการกำจัดสีด้วยจุลินทรีย์ที่พบ

จากเหตุผลที่กล่าวมาข้างต้นนั้น ทำให้ผู้วิจัยได้เสนอการบำบัดทางชีวภาพโดยใช้จุลินทรีย์มาบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมเอทานอลและน้ำตาล เพราะมีความปลอดภัยและลดการทำลายสิ่งแวดล้อมได้มากกว่ากระบวนการบำบัดในแบบอื่น และจะได้ทำการวิเคราะห์และทดสอบถึงการใช้จุลินทรีย์ทดสอบในแบบจำลองการบำบัดน้ำเพื่อยืนยันความสามารถของจุลินทรีย์ว่าสามารถกำจัดสีได้

วัตถุประสงค์ :

1. เพื่อคัดแยกและจำแนกชนิดจุลินทรีย์ที่มีศักยภาพในการกำจัดสีจากน้ำทิ้งโรงงานผลิตเอทานอล

2. เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการกำจัดสีของน้ำทิ้งโรงงานผลิตเอทานอลด้วยจุลินทรีย์ท้องถิ่น

3. เพื่อการประยุกต์ระบบจำลองกระบวนการฟื้นฟูทางชีวภาพ ด้วยจุลินทรีย์ท้องถิ่นเพื่อกำจัดสีของน้ำทิ้งโรงงานผลิตเอทานอล