การใชแบคทีเรียสังเคราะหแสงและน้ําหมักชีวภาพในการบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศจากสหกรณผลิตยางแผนรมควัน

Use of Photosynthetic Bacteria and Fermented Plant Extract for Anaerobic Treatment of Wastewater from a Smoked Rubber Sheet Factory Cooperative

วิทยานิพนธนี้เปนสวนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาจุลชีววิทยา

มหาวิทยาลัยสงขลานครินทรA Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of

Master of Science in MicrobiologyPrince of Songkla University

2552ลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร

นัสที กรโอชาเลิศNastee Kornochalert

(1)

ชื่อวิทยานิพนธ การใชแบคทีเรียสังเคราะหแสงและน้ําหมักชีวภาพในการบําบัดน้ําเสีย แบบไรอากาศจากสหกรณผลิตยางแผนรมควัน

ผูเขียน นายนัสที กรโอชาเลิศสาขาวิชา จุลชีววิทยา

อาจารยที่ปรึกษาวิทยานิพนธหลัก คณะกรรมการสอบ

………………………………………… …………………………ประธานกรรมการ(รองศาสตราจารย ดร.ดวงพร คันธโชติ) (รองศาสตราจารยวิลาวัณย เจริญจิระตระกูล)

………………………………….กรรมการอาจารยที่ปรึกษาวิทยานิพนธรวม (รองศาสตราจารย ดร.ดวงพร คันธโชติ)

………………………………………… ………………………………….กรรมการ(ผูชวยศาสตราจารย ดร.สุเมธ ไชยประพัทธ) (ผูชวยศาสตราจารย ดร.สุเมธ ไชยประพัทธ)

………………………………….กรรมการ (ผูชวยศาสตราจารย ดร.นุกูล อินทระสังขา)

………………………………….กรรมการ (ดร.อําไพทิพย สุขหอม)

บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร อนุมัติใหนับวิทยานิพนธฉบับนี้ เปนสวนหนึ่งของการศึกษา ตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาจุลชีววิทยา

…………………………………………… (รองศาสตราจารย ดร.เกริกชัย ทองหนู) คณบดีบัณฑิตวิทยาลัย

(2)

ชื่อวิทยานิพนธ การใชแบคทีเรียสังเคราะหแสงและน้ําหมักชีวภาพในการบําบัดน้ําเสียแบบ ไรอากาศ จากสหกรณผลิตยางแผนรมควันผูเขียน นายนัสที กรโอชาเลิศสาขาวิชา จุลชีววิทยาปการศึกษา 2551

บทคัดยอ

จากแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุมที่ไมสะสมซัลเฟอร (Purple nonsulfur photosynthetic bacteria: PNSB) จํานวน 50 ไอโซเลท ผานการคัดเลือกเพื่อใชเปนกลาเชื้อในการบําบัดน้ําเสียจากสหกรณผลิตยางแผนรมควัน 2 ไอโซเลท คือ DK6 และ P1 โดยที่ไอโซเลท DK6 มีความสามารถสูงในการแขงขันกับจุลินทรียในน้ําเสียดิบไดดี ขณะที่ไอโซเลท P1 มีความสามารถใช H2S ไดดี ผลการเทียบเคียงเชื้อโดยใชวิธีการดั้งเดิมไอโซเลท DK6 มีความคลาย Rhodopseudomonas blastica ขณะที่ไอโซเลท P1 คลาย Rhodopseudomonas palustris แตผลจากการใช partial 16S rDNA analysis ทั้งสองไอโซเลทมีความคลาย 100% กับ Rhodopseudomonas sp. RO3 โดยยังไมสามารถระบ ุspecies ได

น้ําเสียที่ใชในการทดลอง 3 ครั้ง มีคา COD (chemical oxygen demand) เฉลี่ยและคาเบี่ยงเบนมาตรฐาน 375 ± 38 มก/ล มีคา SS (suspended solids) 27 ± 2 มก/ล TS (total sulfide) 4.14 ± 1.80 มก/ล UHS (unionized hydrogen sulfide) 2.11 ± 2.01 มก/ล และ pH 6.81 ± 0.18 นํามาบําบัดภายใตสภาวะไรอากาศ-มีแสง เปนระยะเวลา 72 ชั่วโมง เพื่อศึกษาผลของการใชกลาเชื้อและ/หรือน้ําหมักสับปะรดที่มีตอประสิทธิภาพการบําบัด ผลการใชน้ําหมักชีวภาพสับปะรดเพียงอยางเดียวในการบําบัดน้ําเสียในระยะเวลาดังกลาวพบวาตองใชความเขมขนที่ต่ํามาก การใชความเขมขนระหวาง 2-5% ทําใหคา COD ของน้ําเสียมีคาสูงขึ้น ขณะที่การใชอัตราสวนน้ําหมักตอน้ําเสีย 1:100 ถึง 1:200 สามารถสงเสริมการเจริญของเชื้อกลุม PNSB และทําใหน้ําเสียมีคา pH ลดลงแตไมเหมาะสมในการลดคา COD โดยพบวาอัตราสวน 1:1000 มีประสิทธิภาพในการบําบัดดีที่สุดในแงการลดคา COD SS sulfate และ UHS ไดอยางมีนัยสําคัญ (p < 0.05) เมื่อเทียบกับชุดควบคุม (น้ําเสียดิบธรรมชาติ) โดยจากการทดลองซ้ํา 2 ครั้ง ลดไดเฉลี่ย 74% สําหรับคา COD ขณะที่ SS ลดได 64% sulfate ลดได 59% และ UHS ลดได 71% (ขณะที่ชุดควบคุมคาเฉลี่ยที่ลดคา COD ได 30% SS ได 26% sulfate ได 37% และ UHS ได 47%)

(3)

สําหรับการใชเพียงกลาเชื้อที่ความเขมขน 2-5% บําบัดน้ําเสีย พบวากลาเชื้อไอโซเลท DK6 ทําใหน้ําเสียที่ผานการบําบัด 72 ชั่วโมง มีคา pH เพิ่มขึ้นตามความเขมขนของเชื้อ และอาจไปยับยั้งการเจริญของเชื้อกลุม HPC (heterotrophic plate count) และปริมาณกลาเชื้อ 4% มีประสิทธิภาพในการบําบัดดีที่สุดโดยลดคา COD และ SS ได 80 และ 90% ตามลําดับ ซึ่งดีกวาชุดควบคุมอยางมีนัยสําคัญ (p < 0.05) โดยชุดควบคุมลดคา COD ไดเพียง 61% ถึงแมมีกลุมเชื้อ PNSB สูงถึง 7.9 log CFU/ml และเมื่อทดลองซ้ําโดยใชกลาเชื้อระหวาง 0.5-4.5% พบวาความเขมขน 4.5% ใหผลบําบัดดีที่สุดคือลดคา COD และ SS ไดดีที่สุด (76 และ 89% ตามลําดับ) แตในการทดลองครั้งนี้พบวายังคงมี H2S เหลืออยู 1 มก/ล ดังนั้นการทดลองตอมาจึงใชกลาเชื้อ P1 ความเขมขนระหวาง 3.0 -4.5% พบวาการใช 3.5% ใหผลการบําบัดดีที่สุดโดยลดคา COD SS sulfate และ UHS ได 86 59 40 และ 50% ตามลําดับ

กรณีการใช Response Surface Methodology โดยใช Central Composite Design (CCD) ออกแบบและวิเคราะหผลการทดลองน้ําเสียที่ใชมีคา COD SS TS และ UHS เทากับ 790 48 10.4 และ 3.93 มก/ล ตามลําดับ พบวาสัดสวนที่เหมาะสมที่สุดในการบําบัดคือการใชกลาเชื้อ P1 ปริมาณ 3% และน้ําหมัก 1:750 โดยลดคา COD SS UHS ได 80 83และ 85% ตามลําดับ กรณีการยืนยันผลการทดลองที่ไดจากการใช CCD โดยน้ําเสียที่ใชมีคา COD SS TS และ H2S เทากับ 1161 47 9.1 และ 3 มก/ล ตามลําดับ ใหผลการบําบัดดีที่สุดเมื่อใชเวลา 96 ชั่วโมง โดยลดคา BOD COD SS sulfate TS (total sulfide) และ UHS ได 97 92 87 58 71 และ 83% ตามลําดับ ซึ่งไดมาตรฐานน้ําทิ้งทั้งของกรมโรงงานอุตสาหกรรมและกรมชลประทาน และในกรณีที่ใชเวลาการบําบัด 72 ชั่วโมง ลดคา COD SS TS และ UHS ได 84 79 66 และ 78% ตามลําดับ และทั้งสองกรณีไมพบ H2S หลงเหลือในหลอดทดลอง และในการทดลองครั้งนี้กับชุดน้ําเสียปราศจากเชื้อที่มีการเติมตางๆเหมือนชุดน้ําเสียดิบ ผลการทดลองสนับสนุนการทดลองกอนหนานี้วากลาเชื้อมีบทบาทหลักในการบําบัดน้ําเสียและน้ําหมักชวยเสริมประสิทธิภาพการบําบัด ขณะที่การเกิด H2S มาจากกลุมเชื้อ HPC และ LFB ซึ่งเปนเชื้อที่มีตามธรรมชาติของน้ําเสีย

(4)

Thesis Title Use of Photosynthetic Bacteria and Fermented Plant Extract for Anaerobic Treatment of Wastewater from a Smoked Rubber Sheet Factory Cooperative Author Mr. Nastee KornochalertMajor Program MicrobiologyAcademic Year 2008

ABSTRACT

A total of 50 isolates of the purple nonsulfur photosynthetic bacteria (PNSB) were isolated and screened to use as inoculants for treating wastewater from a Smoked Rubber Sheet Factory Cooperative (SRSFC) but only 2 isolates, DK6 and P1, were selected. The isolate DK6 was a good competitive organism which grew well in raw wastewater (RAW) from the SRSFC while the isolate P1 was able to use H2S very well. Based on conventional identification, the isolates DK6 and P1 were closely allied to Rhodopseudomonas blastica and Rhodopseudomonas palustris, respectively. However, results of partial 16S rDNA analysis indicated that both isolates were completely related to Rhodopseudomonas sp. RO3 and it could not be identified to species level.

To investigate effects of inoculants and/or fermented pineapple extract (FPE) on the efficiency treatment, RAW used in experiment for 3 times with the additional of varying concentrations like PNSB inoculants or FPE, contained (in mg/l): 375 ± 38 COD (Chemical Oxygen Demand), 27 ± 2 SS (Suspended Solids), 4.14 ± 1.80 TS (Total Sulfide), 2.11 ± 2.01 UHS (H2S in wastewater) and 6.81 ± 0.18 pH, and the RAW samples were treated under continuing anaerobic-light conditions for 72 hr. Results of using FPE to treat RAW required very low concentration because high concentration (2-5%) increased COD concentrations of RAW. Although the use of the ratios of FPE to RAW (v/v) between 1:100 and 1:200 could promote growth of PNSB and caused pH decrease these concentrations were not suitable for treating RAW. According to 2 repeated experiments, the ratio of FPE to RAW at 1: 1000 gave the best result to reduce (in average) 74% COD, 64% SS, 59% sulfate and 71% UHS, whereas control sets reduced (in average) 30% COD, 26% SS, 37% sulfate and 47% UHS.

(5)

In case of using only inoculants, the isolate DK6, for treating RAW pH increased in parallel with the increasing concentration of inoculum sizes from 2% to 5% and the inoculants may inhibit growths of HPC (Heterotrophic Plate Count). The most suitable inoculum size of 4% reduced 80% COD and 90% SS and it was significantly higher (p < 0.05) than a control set (61% COD) although the control set had 7.9 log CFU/ml of PNSB. The second experiment was conducted by varied inoculum sizes between 0.5-4.5% and the inoculum size at 4.5% gave the best result for removals of 76% COD and 89% SS; however, in this experiment remaining of H2S at the concentration of 1 mg/l was found. Therefore, the isolate P1 was used as inocula at inoculum sizes of 3.0-4.5% in the next experiments. The inoculum size at 3.5% gave the highest treatment efficiency by eliminating of 86% COD, 59% SS, 40% sulfate and 50% UHS, respectively.

Response surface methodology; Central Composite Design (CCD), was used to design and analyze the experiment for treating RAW. RAW in this experiment consisted of (mg/l) 790 COD, 48 SS, 10.4 TS and 3.93 UHS. According to CCD analysis the most suitable proportion for treatment RAW was 3% inoculants and 1:750FPE by removals of 80% COD, 83% SS and 85% UHS. In order to confirm the results that derived by CCD analysis when use 3% of inoculants and 1:750 FPE, RAW comprised of (mg/l) 1161 COD, 47 SS, 9.1 TS and 3 UHS was used. A 96 hr retention time gave the highest efficiency for treatment by reductions of 97% BOD, 92% COD, 87% SS, 58% sulfate, 71% TS and 83% UHS and the effluent met both standards set by Industrial Factory Department and Irrigation Department. A 72 hr retention time could reduce 84% COD, 79% SS, 66% TS and 78% UHS and none of H2S in air space of reactors was found in both retention times. Similar treatment sets with RAW conducted in sterile wastewater indicated that the isolated P1 played an important role to treat wastewater while the FPE was a support factor. Moreover, occurring of H2S production governed by both HPC and LFB and they are native flora in wastewater.

(6)

กิตติกรรมประกาศ

ขอขอบพระคุณ รศ.ดร. ดวงพร คันธโชติ ประธานกรรมการที่ปรึกษา และ ผศ.ดร. สุเมธ ไชยประพัทธ กรรมการที่ปรึกษารวมที่กรุณาใหคําแนะนําในการทําวิจัย และเขียนวิทยานิพนธฉบับนี้ ขอขอบพระคุณ รศ. วิลาวัณย เจริญจิระตระกูล และ ดร. อําไพทิพย สุขหอม กรรมการผูแทนจากคณะวิทยาศาสตร และ ผศ.ดร. นุกูล อินทระสังขา กรรมการจากบัณฑิตวิทยาลัย ที่กรุณาใหคําแนะนําและตรวจทาน แกไขวิทยานิพนธฉบับนี้ใหถูกตองยิ่งขึ้น

ขอขอบพระคุณบัณฑิตวิทยาลัยที่ใหทุนสนับสนุนในการทําวิจัย ขอขอบคุณพี่ๆ นองๆ และเจาหนาที่ภาควิชาจุลชีววิทยาทุกทานที่ใหความ

ชวยเหลือและอํานวยความสะดวกในการทําวิจัย ทายที่สุดวิทยานิพนธเลมนี้จะสําเร็จไมได ถาขาดกําลังใจและการสนับสนุนที่

ไดรับจากคุณพอ คุณแม และพี่เปล จึงขอกราบขอบพระคุณมา ณ โอกาสนี้ และขอบคุณมากสําหรับกําลังใจ และการสนับสนุนของนองฝาย

นัสที กรโอชาเลิศ

(7)

สารบัญ

หนาสารบัญ (8)รายการตาราง (9)รายการรูป (12)สัญลักษณคํายอและตัวยอ (15)1. บทนํา บทนําตนเรื่อง 1 ตรวจเอกสาร 4 วัตถุประสงค 29 ประโยชนที่ไดรับจากงานวิจัย 292. วัสดุ อุปกรณ และวิธีการ วัสดุ และอุปกรณ 30 วิธีการ 313. ผลการทดลอง และวิจารณผลการทดลอง 404. สรุปผลการทดลอง 86เอกสารอางอิงภาคผนวก

8893

ก อาหารเลี้ยงเชื้อ และสารเคมี 94 ข วิธีวิเคราะห ค การเทียบเคียงโดยใชวิธีการทางอณูชีววิทยา

100116

ประวัติผูเขียน 139

(8)

รายการตาราง

1. สวนประกอบของน้ํายางธรรมชาติ 42. ปริมาณน้ําเสียจากขั้นตอนตางๆ ของการทํายางพาราแผนของ สหกรณโรงรมยาง

10

3. ลักษณะน้ําเสียจากการผลิตยางแผนรมควันของสหกรณโรงรมยาง 104. ลักษณะของแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุมที่ไมเกิดออกซิเจนจาก การสังเคราะหแสง

14

5. ปริมาณธาตุอาหารหลักและธาตุอาหารรองในน้ําหมักชีวภาพจาก วัตถุดิบตาง ๆ

16

6. ปริมาณธาตุอาหารเสริม (จุลธาตุ) ในน้ําหมักชีวภาพจากวัตถุดิบ ตาง ๆ

17

7. ประเภทของสารพิษตาง ๆ ในระบบบําบัดน้ําเสียแบบไมใช ออกซิเจน

22

8. มาตรฐานน้ําทิ้งสําหรับการเกษตร 26

9. วิธีการวิเคราะหที่ใชในการศึกษาวิจัย 31

10. ตัวแปรและระดับของตัวแปรสําหรับการออกแบบการทดลอง 3811. จํานวนการทดลองทั้งหมดที่ไดจากการวางแผนแบบ Central Composite Design

38

12. ลักษณะน้ําเสียจากบอบําบัดน้ําเสียแบบไรอากาศของสหกรณโรง รมยางบานยูงทอง

42

13. การเจริญของแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุม PNSB ในอาหาร เหลว G-5

43

ภายใตสภาวะมีอากาศเล็กนอย-มีแสงเมื่อบมเปนเวลา 24 ชั่วโมง14. ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและคุณสมบัติบางประการของ 47

เชื้อแบคทีเรียสังเคราะหแสงสายพันธุ DK6 และ P115. ความตองการวิตามิน pH และความเขมแสงที่มีตอการเจริญของ 48

เชื้อแบคทีเรียสังเคราะหแสงสายพันธุ DK6 และ P1

(9)

รายการตาราง (ตอ)

16. การใชสารอาหารของเชื้อแบคทีเรียสังเคราะหแสงสายพันธุ DK6 และ P1 เปรียบเทียบกับ Rhodopseudomonas blastica และ

50

Rhodopseudomonas palustris17. คุณสมบัติทางเคมี-กายภาพระหวางการหมักเนื้อสับปะรด 5418. ลักษณะของน้ําเสียที่เวลาเริ่มตน และผานการบําบัดเปนเวลา 72 ชั่วโมง โดยน้ําหมักสับปะรดที่ความเขมขนสูง

56

19. ลักษณะของน้ําเสียที่เวลาเริ่มตน และผานการบําบัดเปนเวลา 72 ชั่วโมง โดย เชื้อ DK6 ที่ความเขมขนสูง

57

20. ลักษณะของน้ําเสียที่เวลาเริ่มตน และผานการบําบัดเปนเวลา 72 ชั่วโมง โดยน้ําหมักสับปะรดที่ความเขมขนต่ํา (ครั้งที่ 2)

60

21. ลักษณะของน้ําเสียที่เวลาเริ่มตน และผานการบําบัดเปนเวลา 72 ชั่วโมง โดยไอโซเลท DK6 ที่ความเขมขนตางๆ (ครั้งที่ 2)

61

22. ลักษณะของน้ําเสียที่เวลาเริ่มตน และผานการบําบัดเปนเวลา 72 ชั่วโมง โดยน้ําหมักสับปะรดที่ความเขมขนต่ํา (ครั้งที่ 3)

64

23. ลักษณะของน้ําเสียที่เวลาเริ่มตน และผานการบําบัดเปนเวลา 72 ชั่วโมง โดยไอโซเลท P1 ที่ความเขมขนตางๆ (ครั้งที่ 3)

65

24. การใช Central Composite Design แสดงคาจริงและคาทํานาย ของ COD SS และ UHS หลังจากการบําบัดโดยใชกลาเชื้อ P1 และน้ําหมักสับปะรด ภายใตสภาวะไรอากาศมีแสงเปนเวลา 72 ชั่วโมง

68

25. การวิเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) ของ Chemical oxygen demand (COD)

69

26. คาสัมประสิทธิแบบจําลองของ Chemical oxygen demand (COD)

69

27. การวิเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) ของ suspended solids (SS)

70

28. คาสัมประสิทธิแบบจําลองของ Suspended solids (SS) 71

(10)

สัญลักษณคํายอและตัวยอ

BOD5 = Biochemical Oxygen DemandCOD = Chemical Oxygen DemandCd = CadmiumCFU = Colony Forming UnitCu = CopperDS = Dissolved Sulfideg = GramHPC = Heterotrophic Plate CountLAB = Lactic Acid BacteriaLFB = Lactose Fermentative Bacteriamg = Milligramml = MilliliterMn = ManganeseOD = Optical DensityORP = Oxidation Reduction PotentialPb = LeadPB = Phototrophic BacteriaPNSB = Purple Non-sulfur Photosynthetic Bacteriarpm = Revolution Per MinuteSS = Suspended SolidsTS = Total SulfideUHS = Unionized Hydrogen SulfideZn = Zinc

(15)

รายการตาราง (ตอ)

ตารางที่ หนา29. การวิเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) ของ Unionized Hydrogen Sulfide (UHS)

72

30. คาสัมประสิทธิแบบจําลองของ Unionized Hydrogen Sulfide (UHS)

72

31. การวิเคราะหคาที่เหมาะสมในการบําบัดน้ําเสียไดดีที่สุดของ แบคทีเรียสังเคราะหแสงสายพันธุ P1 และน้ําหมักสับปะรด

73

32. ลักษณะของน้ําเสียดิบที่ผานการบําบัดโดยไมเติมเชื้อ P1 และไม เติมน้ําหมักสับปะรด ภายใตสภาวะไรอากาศ-มีแสง

76

33. ลักษณะของน้ําเสียดิบที่ผานการบําบัดโดยน้ําหมักสับปะรด อัตราสวน 1:750 ภายใตสภาวะ ไรอากาศ-มีแสง

77

34. ลักษณะของน้ําเสียดิบที่ผานการบําบัดโดยเชื้อ P1 (3.0%) ภายใต สภาวะไรอากาศ-มีแสง

78

35. ลักษณะของน้ําเสียดิบที่ผานการบําบัดโดยเชื้อ P1 (3.0%) ผสม น้ําหมักสับปะรดอัตราสวน 1:750 (Mixed) ภายใตสภาวะ ไรอากาศ-มีแสง

79

36. ลักษณะของน้ําเสียฆาเชื้อที่ผานการบําบัดโดยน้ําหมักสับปะรด หรือเชื้อ P1 หรือเชื้อ P1 ผสมน้ําหมักสับปะรด (Mixed) ภายใต สภาวะไรอากาศ- มีแสง เมื่อบําบัดได 6 วัน

81

37. ลักษณะของน้ําเสียที่ผานการบําบัดโดยน้ําหมักชีวภาพ (1:750) หรือกลาเชื้อสายพันธุ P1 (3%) หรือผสมระหวางน้ําหมัก และกลา เชื้อ ภายใตสภาวะไรอากาศ-มีแสง เปนเวลา 96 ชั่วโมง เทียบกับมาตรฐานน้ําทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมและนิคม อุตสาหกรรมและมาตรฐานการระบายน้ําที่มีคุณภาพต่ําลงทางน้ํา ชลประทานและที่เชื่อมตอในเขตพื้นที่โครงการชลประทาน

83

38. ปริมาณธาตุอาหารพืชของน้ําเสียดิบที่ผานการบําบัดโดยน้ําหมัก ชีวภาพ (1:750) ผสมกลาเชื้อสายพันธุ P1 (3%) ภายใตสภาวะไร อากาศ- มีแสง

85

(11)

รายการรูป

รูปที่ หนา

1. กระบวนการผลิตยางแผนรมควัน (โรงรมยางนํารอง) 62. ระบบบําบัดน้ําเสียของสหกรณโรงอบ/รมยางที่สรางขึ้นในป พ.ศ. 2537 (ก) และป พ.ศ.2538 (ข) 113. ปฏิกิริยาการยอยสลายสารอินทรียในถังยอยสลายแบบไมใช ออกซิเจน 184. ระบบบําบัดน้ําเสียของสหกรณโรงรมยางบานยูงทอง 405. สิ่งแวดลอมภายนอกบริเวณบอเก็บน้ําเสีย 416. บอเก็บน้ําเสียตัวอยาง 417. การเจริญของแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุม PNSB ที่แยกได 44 ในอาหาร Sulfide medium ในสภาพไรอากาศ-มีแสง8. การเจริญของแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุม PNSB ที่แยกได 44 ในอาหาร Thiosulfate medium ในสภาพไรอากาศ-มีแสง9. การเจริญของแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุม PNSB ในน้ําเสียดิบ 45 (ไมผานการฆาเชื้อ) ในสภาพไรอากาศ-มีแสง10. การเจริญของแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุม PNSB ในน้ําเสีย ปราศจากเชื้อ 46 ในสภาพไรอากาศ-มีแสง11. คาการดูดกลืนแสงของแบคทีเรียสังเคราะหแสงที่ไมสะสม ซัลเฟอรสายพันธุ P1 5112. คาการดูดกลืนแสงของแบคทีเรียสังเคราะหแสงที่ไมสะสม ซัลเฟอรสายพันธุ DK6 5113. ภาพถายเมื่อดูดวยกลอง transmission electron microscope 52 ของแบคทีเรียสังเคราะหแสงที่ไมสะสมซัลเฟอรสายพันธุ DK6 เพื่อแสดงใหเห็นการขนานของ internal photosynthetic membranes as lamellae ไปกับเยื่อหุมเซลล

(12)

รายการรูป (ตอ)

รูปที่ หนา

14. ภาพถายเมื่อดูดวยกลอง transmission electron microscope 52

ของแบคทีเรียสังเคราะหแสงที่ไมสะสมซัลเฟอรสายพันธุ P1 เพื่อแสดงใหเห็นการขนานของ internal photosynthetic membranes as lamellae ไปกับเยื่อหุมเซลล15. ประชากรของจุลินทรียระหวางการหมักน้ําสับปะรด 5316. ผลการบําบัดน้ําเสียโดยน้ําหมักสับปะรดที่ความเขมขนสูง ภายใต สภาวะไรอากาศ-มีแสง เปนเวลา 3 วัน ที่มีตอคา Chemical oxygen demand (COD) (A) และประชากรของแบคทีเรียทั้งหมด (HPC) (B) โดย WW = น้ําเสียที่ใชเมื่อเริ่มตนการทดลอง

58

17. ผลการบําบัดน้ําเสียโดยกลาเชื้อ DK6 โดยใชกลาเชื้อ 2-5% ภายใตสภาวะไรอากาศ-มีแสง เปนเวลา 3 วัน ที่มีตอคา Chemical oxygen demand (COD) (A) และประชากรของ แบคทีเรียทั้งหมด (HPC) และแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุมที่ไม สะสมซัลเฟอร (PNSB) (B) โดย WW = น้ําเสียที่ใชเมื่อเริ่มตนการ ทดลอง

58

18. ผลการบําบัดน้ําเสียโดยน้ําหมักสับปะรดที่ความเขมขนต่ํา ภายใต สภาวะไรอากาศ-มีแสง เปนเวลา 3 วัน ที่มีตอคา Chemical oxygen demand (COD) (A) และปริมาณไฮโดรเจนซัลไฟด (H2S) (B) โดย WW = น้ําเสียที่ใชเมื่อเริ่มตนการทดลอง

62

19. ผลการบําบัดน้ําเสียโดยกลาเชื้อ DK6 โดยใชกลาเชื้อ 0.5-4.5% ภายใตสภาวะไรอากาศ-มีแสง เปนเวลา 3 วัน ที่มีตอคา Chemical oxygen demand (COD) (A) และประชากรของ แบคทีเรียทั้งหมด (HPC) และแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุมไม สะสมซัลเฟอร (PNSB) (B) โดย WW = น้ําเสียที่ใชเมื่อเริ่มตนการ ทดลอง

62

(13)

รายการรูป (ตอ)

รูปที่ หนา20. ผลการบําบัดน้ําเสียโดยน้ําหมักสับปะรดที่ความเขมขนต่ํามาก ภายใตสภาวะไรอากาศ-มีแสง เปนเวลา 3 วัน ที่มีตอคา Chemical oxygen demand (COD) (A) และประชากรของ แบคทีเรียสังเคราะหแสง (B) โดย WW = น้ําเสียที่ใชเมื่อเริ่มตน การทดลอง

66

21. ผลการบําบัดน้ําเสียโดยกลาเชื้อ P1 โดยใชกลาเชื้อ 3.0-4.5% ภายใตสภาวะไรอากาศ-มีแสง เปนเวลา 3 วัน ที่มีตอคา Chemical oxygen demand (COD) (A) และประชากรของ แบคทีเรียสังเคราะหแสง (B) โดย WW = น้ําเสียที่ใชเมื่อเริ่มตน การทดลอง

66

22. ผลของเปอรเซ็นตเชื้อ P1 และอัตราสวนน้ําหมักสับปะรดตอคา Chemical oxygen demand (COD) ในสภาวะมีแสง-ไรอากาศ

70

23. ผลของเปอรเซ็นตเชื้อ P1 และอัตราสวนน้ําหมักสับปะรดตอคา Suspended solids (SS) ในสภาวะมีแสง-ไรอากาศ

71

24. ผลของเปอรเซ็นตเชื้อ P1 และอัตราสวนน้ําหมักสับปะรดตอคา Unionized Hydrogen Sulfide (UHS) ในสภาวะมีแสง-ไรอากาศ

73

25. การบําบัดน้ําเสียโดยน้ําหมักสับปะรด (1:750) หรือกลาเชื้อ P1 (3%) หรือผสมระหวางน้ําหมักและ กลาเชื้อ ภายใตสภาวะไร อากาศ-มีแสงที่ระยะเวลาตาง ๆ ตอการเปลี่ยนแปลงคา COD (A) คา Sulfate (B) คา Unionized hydrogen sulfide (UHS) (C) และ ปริมาณแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุมที่ไมสะสมซัลเฟอร (D)

80

26. การบําบัดน้ําเสียที่ปราศจากเชื้อโดยเติมน้ําหมักสับปะรด อัตราสวน 1:750 (FPE) หรือกลาเชื้อ P1 (3%) หรือผสมระหวาง น้ําหมักและกลาเชื้อ (Mixed) ภายใตสภาวะไรอากาศ-มีแสง เปน เวลา 6 วัน ตอการเปลี่ยนแปลงคา COD (A) คา Sulfate (B) คา Unionized hydrogen sulfide (UHS) (C) และ คา Hydrogen sulfide (Head space) (D) SW = น้ําเสียปราศจากเชื้อที่ใชเมื่อ เริ่มตนการทดลอง

82

(14)

บทที ่1

บทนํา

บทนําตนเรื่อง

ยางพาราจัดเปนพืชเศรษฐกิจที่สําคัญของไทยโดยเฉพาะภาคใตที่มีกําลังการผลิตประมาณ 90% ของประเทศ มีการประมาณการณวาในป 2550 ประเทศไทยยังคงผลิตยางธรรมชาติไดเปนอันดับ 1 คือ 3.06 ลานตัน (สมาคมยางพาราไทย, 2551) กอใหเกิดอุตสาหกรรมที่เกี่ยวของกับยางพารา เชน การแปรรูปน้ํายางสด น้ํายางขน และการแปรรูปยางแหงเปนผลิตภัณฑตาง ๆ เชน ยางรถยนต ถุงมือยาง เปนตน (กองทุนสงเคราะหการทําสวนยาง, 2538) การแปรรูปน้ํายางพาราเปนผลิตภัณฑตาง ๆ ดําเนินการโดยภาคเอกชน (พอคา) ในรูปแบบของโรงงานประมาณ 80% ดังนั้นเพื่อใหเกิดอํานาจการตอรองของเกษตรกรชาวสวนยาง รัฐบาลจึงมีนโยบายจัดตั้งสหกรณโรงอบ/รมยาง โดยกอสรางในพื้นที่แหงละประมาณ 3 ไร เพื่อขนาดกําลังการผลิต 2 ตันตอวัน ประมาณวามีสหกรณโรงอบยาง 700 แหง (กองทุนสงเคราะหการทําสวนยาง, 2538) ซึ่งผลที่ตามมาจากกระบวนการผลิตยางพาราแผนคือน้ําทิ้งปริมาณสูง ถาหากการบําบัดไมถูกวิธียอมกอใหเกิดปญหาสิ่งแวดลอม โดยเฉพาะจังหวัดสงขลาซึ่งมีพื้นที่ปลูกยางพาราเปนอันดับที่ 2 ของภาคใต (http://www.rubberthai.com/Information/Wichakan/6.pdf)

การแปรรูปน้ํายางพาราเพื่อผลิตยางแผนกอใหเกิดปริมาณน้ําทิ้งจํานวนมากจากกระบวนการ เชน ขั้นตอนการคัดแยกเนื้อยาง การลางแผนยางใหสะอาด การรีดแผนยาง ตลอดจนการลางอุปกรณตาง ๆ และการลางพื้นโรงรมยาง สภาพปจจุบันน้ําทิ้งเหลานี้ไมไดรับการบําบัดที่ถูกตองโดยดําเนินการเพียงแคปลอยใหไหลไปพักที่บอพักน้ําเสีย จากนั้นใหซึมลงดินตามธรรมชาติ ทั้งขนาดและจํานวนบอไมมีความเหมาะสมกับกําลังการผลิต น้ําเสียจึงเออลนจากบอ สงกลิ่นเหม็นรบกวนตอผูอาศัยอยูบริเวณนั้น และบางแหงอยูใกลบริเวณน้ําประปา หมูบานหรือแหลงน้ําธรรมชาติ จึงกอใหเกิดมลพิษตอแหลงน้ําอุปโภคบริโภคของชุมชนนั้น ๆ ได

การเสนอระบบบําบัดน้ํ า เสียที่ เหมาะสม ที่ ง ายในการดํ าเนินการ ตนทุนต่ํ า ประสิทธิภาพสูงในการบําบัด และมีผลพลอยไดเปนสิ่งตอบแทน ยอมกระตุนใหสหกรณโรงรมยางบําบัดน้ําเสียดวยความสมัครใจ ชอบ บุญชวย (2541) ไดศึกษาการบําบัดน้ําเสียจากการทํา

1

2

ยางพาราแผนโดยระบบไมใชออกซิเจนแบบถังกรองและถังหมักในหองปฏิบัติการ สามารถลดคา BOD ไดประมาณ 60-75% และไดแกสมีเทนประมาณ 50% อยางไรก็ตามวิธีการบําบัดดังกลาวจําเปนตองอาศัยบุคลากรที่ไดรับการฝกเพื่อใหสามารถควบคุมระบบได และประสิทธิภาพการบําบัดยังไมดีเทาที่ควร อีกทั้งผลตอบแทนคือแกสมีเทนก็ไมอยูในศักยภาพที่จะนําไปใชงานได

แบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุม purple nonsulfur photosynthetic bacteria (PNSB) มีความสามารถในการบําบัดน้ําเสีย ของโรงงานอุตสาหกรรมตาง ๆ เชน ผลิตน้ําผลไม เตาหู กระดาษ แปงมัน น้ําตาล ไดเปนอยางดี (BOD ลด 80-99%) (Noparatnaraporn et al., 1986) และ Kantachote et al., (2005) ไดใชแบคทีเรียสังเคราะหแสงที่คัดแยกได ในสภาพเชื้อเดี่ยวและผสมกับเชื้อธรรมชาติ บําบัดน้ําเสียจากสหกรณโรงรมยาง สามารถลดคา BOD ได 90% ขณะที่เชื้อตามธรรมชาติลดไดเพียง 70% นอกจากนี้แบคทีเรียสังเคราะหแสงสามารถใชเปนแหลงอาหารโปรตีนไดดวย เพราะมีโปรตีนสูงถึง 65.2% เนื่องจากแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุมนี้มีความหลากหลายทางสรีรวิทยา สามารถใชสารอินทรียตาง ๆ ได เจริญไดดีทั้งในสภาพ photolithotroph หรือ photoheterotroph ภายใตสภาพมีแสง ไรอากาศ และ heterotroph ทั้งแบบใชการหายใจ และการหมัก (fermentation) ภายใตสภาพไรแสง-มีอากาศ (Imhoff and Truper, 1989) นอกจากนี้แบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุมนี้ยังมีศักยภาพในการนําไปใชเปนปุยชีวภาพ (biofertilizer) เพราะสามารถตรึงแกสไนโตรเจนได รวมถึงผลิตฮอรโมนพืช เชน cytokinins และ auxins และเปนแหลงอาหารโปรตีนเซลลเดียว (Single Cell Protein = SCP) สําหรับสัตวเชนสัตวน้ํา และสัตวปก เปนตน (Sasikala and Ramana, 1995)

น้ําหมักชีวภาพหรือน้ําสกัดชีวภาพ หมายถึง ของเหลวที่ไดจากการยอยสลายวัสดุเหลือใชจากชิ้นสวนของพืชหรือสัตว โดยผานกระบวนการหมักที่จํากัดปริมาณออกซิเจน ประโยชนของน้ําหมักชีวภาพมี 3 ดานหลัก ๆ ไดแก ทางการเกษตรเพื่อทดแทนปุยเคมี หรือทดแทนยาฆาแมลง ทางดานสิ่งแวดลอมเปนการบําบัดน้ําเสียกําจัดกลิ่นเหม็นของมูลสัตวหรือจากระบบไรอากาศ และยังสามารถใชเปนเครื่องดื่มเสริมสุขภาพ ซึ่งในกรณีหลังนี้จําเปนตองใชวัตถุดิบที่มีคุณภาพและควบคุมการผลิตใหถูกหลักสุขาภิบาล (ดวงพร คันธโชติ, 2548)

น้ําเสียจากการทํายางพาราแผนมีคา BOD ประมาณ 4,783 มก/ล และมีสภาพเปนกรด (pH ประมาณ 5.9) (สํานักงานอุตสาหกรรมจังหวัดสงขลา, 2541) สภาพเปนกรดเกิดจากการใชกรดมดหรือกรดฟอรมิกเพื่อใหยางแข็งตัว กรดฟอรมิกสามารถถูกใชเปนแหลงคารบอนของ แบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุม PNSB บางชนิด และดวยธรรมชาติที่แบคทีเรียเหลานี้ชอบที่จะเจริญในน้ําที่มีสารอินทรียพอประมาณ ปริมาณออกซิเจนต่ํา จึงเกิดสภาพ colored bloom จากเชื้อเหลานี้ (Pfenning and Truper, 1989) ซึ่งสามารถพบไดในบางชวงของบอกักเก็บน้ําเสียของสหกรณโรงรมยาง ที่มักมีบอบําบัดน้ําทิ้งแบบบอผึ่ง (oxidation pond) หรือบอเติมอากาศ (aerated lagoon) ก็มีบาง ดวยขอมูลที่กลาวมาการใชแบคทีเรียสังเคราะหแสงกลุม PNSB

3

รวมกับน้ําหมักชีวภาพนาจะสงผลใหประสิทธิภาพการบําบัดดีขึ้น และกําจัดกลิ่นเหม็นไดจึงมีศักยภาพที่จะใชบําบัดน้ําเสียของสหกรณโรงรมยางไดดวยตนทุนที่ต่ํา เพราะสามารถใชบอเดิมที่มีอยูแลว และจะเปนเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับชุมชนและสามารถพึ่งพาตนเองได (appropriate technology) แตเปนสิ่งจําเปนที่ตองศึกษาสภาวะที่เหมาะสมตอการเจริญของเชื้อ อัตราสวนที่ใชในการบําบัดรวมกับน้ําหมักชีวภาพ ในระดับหองปฏิบัติการกอนการขยายระดับสูภาคสนามดังนั้นงานวิจัยในครั้งนี้จึงสนใจศึกษาประสิทธิภาพการบําบัดน้ําเสียดวยการใชแบคทีเรียสังเคราะหแสงรวมกับน้ําหมักชีวภาพ หรือการใชเพียงอยางใดอยางหนึ่งเทียบกับการใชเชื้อตามธรรมชาติ

4

ตรวจเอกสาร

1. น้ํายางธรรมชาติ น้ํายางสดจากตนยางพารา มีลักษณะเปนของเหลวสีขาวหรือสีครีม ในทางเคมีจัดเปน

สารแขวนลอย มีความหนาแนน 0.975-0.980 กรัม/มิลลิลิตร มี pH ประมาณ 6.5-7.0 ความหนืดไมแนนอน มีสวนประกอบของสารตางๆ ไมแนนอน ทั้งนี้ขึ้นอยูกับปจจัยหลายอยาง เชน พันธุยาง อายุตนยาง การกรีด และฤดูกาล (วราภรณ ขจรไชยกูล, 2549) สําหรับคุณสมบัติและสวนประกอบของน้ํายางธรรมชาติโดยน้ําหนัก แสดงไวดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 สวนประกอบของน้ํายางธรรมชาติ

สวนประกอบ เปอรเซ็นต (โดยน้ําหนัก)

สารที่เปนของแข็งทั้งหมด 36

เนื้อยางแหง 33

สารพวกโปรตีน 1 - 1.5

สารพวกเรซิน 1 - 2.5

เถา สูงถึง 1

น้ําตาล 1

น้ําในปริมาณที่รวมกับสารอื่นๆ แลวเปน 100 ที่มา : วราภรณ ขจรไชยกูล, 2549

สวนประกอบของน้ํายางสดแบงไดเปน 2 สวน ดังนี้(1). สวนที่เปนยาง (dry rubber sheet) ประกอบดวยอนุภาคยาง โปรตีน และไขมัน

โดยอนุภาคยางเปนสารประกอบไฮโดรเจนที่มีคารบอน 5 อะตอม และไฮโดรเจน 8 อะตอม เขียนเปนสูตรเคมีคือ (C5H8)n เรียกชื่อทางเคมีวา โพลีไอโซพรีน (polyisoprene) รูปรางของอนุภาคยางเปนรูปกลม ขนาด 0.05-5.0 ไมครอน มีประจุไฟฟาที่ผิวเปนลบ เคลื่อนที่แบบบราวเนียนไปมาตลอดเวลา ยางมีความยืดหยุนได เนื่องจากโมเลกุลขนาดใหญของยางแตละโมเลกุล เปนของสายโมเลกุลที่เกิดจากหนวยยอยไอโซพรีนตอเนื่องกัน ยางชิ้นหนึ่ง ๆ จะ

5

ประกอบดวยขดของสายโมเลกุลที่พันกันอยางยุงเหยิง สายโมเลกุลเหลานี้มีสมบัติถูกหักงอหรือยืดได การดึงหรือยืดชิ้นยางก็เทากับยืดสายโมเลกุลของยางใหคลายออก แตเมื่อปลอยคืนใหความเปนอิสระกับชิ้นยาง สายโมเลกุลยางก็จะพยายามหดตัวกลับมาอยูในสภาพเดิม (ชอบ บุญชวย, 2541)

(2). สวนประกอบที่ไมใชยาง (non rubber content) เปนสวนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดที่ไมใชสวนที่เปนยาง ซึ่งพบวาประกอบดวย

(2.1) สวนที่เปนน้ํา หรือซีรั่ม (serum) มีความหนาแนนประมาณ 1.02 กรัมตอมิลลิลิตร ซึ่งประกอบดวยสารชนิดตาง ๆ คือ

ก. คารโบไฮเดรต สวนใหญเปนพวกแอลเมธิลไลโนซิทอล (L-methylinositol) (ชอบ บุญชวย, 2541) และ คิวบาซิทอล (quebrachitol) (เสาวนีย กอวุฒิกุลรังษี, 2546) สวนคารโบไฮเดรตอื่นๆ ซึ่งมีอยูจํานวนนอย ไดแก กลูโคส ซูโครส ฟรุกโตส และกาแลคโตส น้ําตาลเหลานี้เมื่อถูกออกซิไดสโดยจุลินทรีย จะเปลี่ยนสภาพเปนกรดระเหยได (volatile fatty acids ) เชน กรดฟอรมิก กรดอะซิติก และกรดโพรพิโอนิค

ข. โปรตีนและกรดอะมิโน สวนที่อยูในซีรั่มของน้ํายางโดยมากคือ แอลฟาโกลบูลิน ซึ่งเปนโปรตีนที่มีสมบัติเปน surface active จะอยูบนรอยตอระหวางน้ําและอากาศ และน้ํามันกับน้ํา

(2.2) สวนของลูทอยดและองคประกอบอื่นๆ ก. ลูทอยด เปนอนุภาคคอนขางกลม ขนาดเสนผานศูนยกลางประมาณ 0.5

ถึง 3.0 ไมครอน หอหุมดวยเยื่อบาง ภายในมีทั้งสารละลายและสารแขวนลอย โดยมีโปรตีนที่ละลายน้ําและไมละลายน้ํา นอกจากนี้ยังมีสวนของสารฟอสโฟลิปดแขวนลอยประมาณ 0.5 เปอรเซ็นต และมีสารโฟลีฟนอลออกซิเดส ซึ่งเปนสวนสําคัญที่ทําใหยางมีสีเหลืองหรือสีคล้ําเมื่อสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ (เสาวนีย กอวุฒิกุลรังษี, 2546)

ข. อนุภาคเฟรย-วิสลิ่ง อยูติดกับเนื้อยางมีลักษณะเปนอนุภาคเชนเดียวกับยางแตมีสีเหลืองเวลาเซนตริฟวจมักปนอยูในสวนของเซรุม (สุรศักดิ์ สุทธิสงค, 2532)

ค. องคประกอบอื่นๆ สวนประกอบของไนโตรเจนอิสระ เชน โคลีน (choline) เมธิลลามีน (methylamine) กรดอินทรีย (organic acids) กรดอนินทรีย (inorganic acids) อนุมูลของสารอินทรียโดยเฉพาะพวกฟอสเฟตและคารบอเนต และอนุมูลของโลหะ ซึ่งสวนใหญเปนพวกเหล็ก แมกนีเซียม โพแทสเซียม โซเดียม ทองแดง นอกจากนี้ยังมีไซยาไนดประมาณ 0.25% (ชอบ บุญชวย, 2541)

2. กระบวนการผลิตยางพาราแผนในสหกรณโรงรมยาง กระบวนการผลิตยางพาราแผนในสหกรณโรงรมยางจะมีขั้นตอนของการดําเนินการ

ดังรูปที่ 1 และมีรายละเอียดดังนี้ (สถิตยพันธ ธรรมสถิตย, 2537)

6

รูปที่ 1 กระบวนการผลิตยางแผนรมควัน (โรงรมยางนํารอง)ที่มา : กรมควบคุมมลพิษ, 2548

ยางแผน

น้ํายางสดผานตะแกรงกรอง 1.7-6.2 ตันตัน

บอรับน้ํายางสด

ตะกงสําหรับทํายางใหเปนแผนเศษขี้ยาง

น้ําเสีย 1.4-5.4 ลบ.ม./วัน

เติมน้ํา

เติมกรดฟอรมิก 2%

รางลางยาง น้ําเสีย 5.0 ลบ.ม./วัน

เครื่องรีดยาง 3.75 kw น้ําเสีย 1.6-6.0 ลบ.ม./วัน

น้ําสะอาดเพื่อลาง

น้ําสะอาด

บอลางยาง น้ําเสีย 6.0 ลบ. ม./วัน

น้ํามันดีเซล

น้ําสะอาดเพื่อลาง

ยางแผนผึ่งใหแหง 1 คืน

เตารมควัน

ยางแผนรมควัน 0.5-1.9 ตัน น้ําเสียลางพื้นและอุปกรณ1.2-2.0 ลบ.ม.

มลพิษทางอากาศไมฟน

บอบําบัดน้ําเสีย

7

2.1 การรวบรวมนํ้ายางจากชาวสวนยาง 2.1.1 น้ํายางที่นําสงโรงรมยางตองสด สะอาด ไมเจือปนสิ่งอื่นใดลงในน้ํายาง

ตองใชภาชนะบรรจุที่สะอาดในการบรรจุน้ํายางและใชเวลานําสงจากสวนยางถึงโรงงานภายใน 1 ชั่วโมง

2.1.2 ไมควรผสมแอมโมเนียเขมขนลงในน้ํายาง เพราะเปนผลใหน้ํายางบูดเสียหายและแผนยางแหงที่ไดจะมีสีคล้ํากวาปกติ หากจําเปนตองใสสารกันบูดเนาของน้ํายาง จะใชโซเดียมซัลไฟทในรูปของสารละลาย 3% ของน้ําหนักตอปริมาตร ในอัตรา 0.02-0.05%

2.1.3 เทน้ํายางจากถังเก็บน้ํายางของสมาชิกที่สงยาง ผานตะแกรงกรองน้ํายางเบอร 40 ลงสูถัง 50 ลิตร แลวชั่งและจดน้ําหนักน้ํายางสดไวในทะเบียนแสดงจํานวนยางของสมาชิก และมีการหาเนื้อยางแหงจากน้ํายางสดโดยการอบแหง เพื่อชั่งหาน้ําหนักยางที่แทจริง

2.1.4 เมื่อชั่งน้ํายางของสมาชิกแตละคนเสร็จแลว เทน้ํายางผานตะแกรงเบอร 60 เมส ลงในถังรวมน้ํายางของโรงงาน เพื่อหาความเขมขนใหม

2.2 การทํายางแผนดิบรมควันปจจัยสําคัญของการทํายางแผนดิบ คือ2.2.1 ตองทราบความเขมขนของน้ํายางสดของสมาชิกที่เทรวมกันแลว วามีความ

เขมขนเทาไร ซึ่งตองทําใหเร็วที่สุด ซึ่งมีวิธีหาอยู 2 วิธี คือ การใชเครื่องวัดความถวงจําเพาะของน้ํายาง ที่เรียกวา เมโทรแลค (metrolac) และการใชคาสถิติเฉลี่ยความเขมขนของน้ํายางที่สมาชิกนําสงโรงรมยาง

2.2.2 ตองทราบวิธีการเจือจางน้ํายางสด ใหมีความเขมขนถูกตอง ตรงตามชนิดของยางแผนดิบรมควัน แตเนื่องจากความเขมขนของน้ํายางมีการเปลี่ยนทุกวัน จึงไดมีการกําหนดสัดสวนของการใชน้ํายาง และน้ําสะอาดขึ้น ตามความผันแปรของความเขมขนของน้ํายาง หรือคํานวณไดจากสูตร

ปริมาณน้ํายางสด (ตอ 1 ตะกง) = [ความจุของตะกง (33 ขีดตะกง) ความเขมขนที่ตองการ (15%)] ความเขมขนเฉลี่ยของน้ํายางสด

2.2.3 การคํานวณการใชกรดฟอรมิค สําหรับการทํายางพาราแผนรมควัน 1 ตะกงใชกรดฟอรมิค 90% ปริมาตร 178 มิลลิลิตร ผสมกับน้ําสะอาด 8,000 มิลลิลิตร จะไดกรดฟอรมิค 2% ปริมาตร 8,178 มิลลิลิตร (ปรับใหเปน 8.2 ลิตร) และมีการใชสารฟอกสีพวกโซเดียมเมตะไบซัลไฟท อัตราประมาณ 1 ชอนแกงตอ 1 ตะกง โดยใสใหละลายกับสารละลายกรดฟอรมิค

8

2% เพื่อใหยางแผนมีสีเหลืองสวยงาม โดยจะมีความจําเปนมากในระยะตนฤดูกาลกรีดยาง ซึ่งยางแผนมักจะมีสีคล้ํา เนื่องจากการใสปุยบํารุงหรือเนื่องจากพันธุยางบางตระกูล

2.2.4 ปลอยน้ํายางจากถังรวมน้ํายาง ผสมกับน้ําสะอาดตามสัดสวน ซึ่งจะไดความจุตะกงทั้งหมด 33 ขีดตะกง (215 ลิตร) ใชไมพายกวนใหน้ํายางและน้ําผสมกันอยางทั่วถึง และรีบเติมกรดฟอรมิค 2% จํานวน 8.2 ลิตรตอหนึ่งตะกง ใชไมพายกวนใหเขากันอีกครั้ง ฟองที่เกิดขึ้นบนผิวตะกงใหกวาดออก เพราะฟองนี้จะทําใหเกิดตําหนิในแผนยาง หลังจากนั้นใหใสแผนเสียบใหตรงกับชองเสียบแตละชอง (แผนเสียบ 49 แผนตอหนึ่งตะกง) เมื่อยางแข็งตัวแลว (หลังจากใสน้ํากรดประมาณ 4 ชั่วโมง) ใหฉีดน้ําสะอาดลงไปในตะกงใหน้ําทวมยางทุกสวน เพื่อปองกันผิวยางเปนสีคล้ํา อันเนื่องจากการเขาทําลายของเชื้อรา หรือแบคทีเรียในอากาศ

2.3 การรีดยางหลังจากยางแข็งตัวแลว ใหดึงแผนเสียบออกจากตะกง แลวนําไปลางใหสะอาดในราง

ลางยาง พรอมที่จะปอนยางเขาแทนจักรรีดตอไป (ขับเคลื่อนดวยพลังไฟฟา 3.75 กิโลวัตต) ซึ่งจะไดความหนาของยางแผนประมาณ 2-3 มิลลิเมตร นํายางที่รีดแลวไปวางพาดบนราวไมไผ เพื่อใหสะเด็ดน้ําประมาณ 1-2 ชั่วโมง กอนนําเขาหองอบ/รมยาง

2.4 การอบ/รมยางนํายางแผนที่สะเด็ดน้ําแลวเขาหองรมควัน โดยควบคุมอุณหภูมิใหอยูในชวง 50-70

องศาเซลเซียส (สูงสุดไมเกิน 70 องศาเซลเซียส) โดยใชการเผาไหมของฟนในเตา โดยปกติจะใชเวลารมควัน 4 วัน ทั้งนี้ขึ้นอยูกับความชื้นในอากาศดวย

2.5 การคัดชั้นยางการคัดชั้นยางนั้น จะใชการมองเปนการตัดสินตามหลักการที่กําหนด โดยสถาบันวิจัย

ยาง กรมวิชาการเกษตร ซึ่งมีขอกําหนดของยางแผนรมควันชั้นตางๆ คือ2.5.1 ยางแผนรมควันชั้นพิเศษ ซึ่งตองเปนยางแผนรมควันที่ผลิต โดยมีการควบคุม

อยางเต็มที่ กอนยางแตละกอนตองไมขึ้นรา ไมปรากฏจุดหรือริ้วรอยดางดวงของยางถูกรมควันมากเกินไป แผนยางตองแหงดี สะอาด รมควันสม่ําเสมอทั่วทั้งแผน ปราศจากฟองอากาศ สิ่งสกปรก ตลอดจนสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ

2.5.2 ยางแผนรมควันชั้น 1 กอนยางแตละกอนตองไมขึ้นรา ไมปรากฏจุดหรือริ้วรอยของยางถูกรมควันมากหรือนอยเกินไป ยางตองแหงดี สะอาด รมควันสม่ําเสมอทั่วทั้งแผน ปราศจากฟองอากาศ สิ่งสกปรก ตลอดจนสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ

9

2.5.3 ยางแผนรมควันชั้น 2 กอนยางมีราขึ้นไดบาง แตตองไมเกิน 5% (กอนยางตัวอยาง) แผนยางมีฟองอากาศบาง แตปราศจากรองรอยของการถูกรมควันไมสม่ําเสมอ ยางตองแหงดี สะอาด ไมมีจุดดางของสิ่งสกปรกหรือสิ่งแปลกปลอม

2.5.4 ยางแผนรมควันชั้น 3 กอนยางมีราขึ้นไดบางแตตองไมเกิน 10% (กอนยางตัวอยาง) แผนยางมีจุดดาง และฟองอากาศบาง แตตองไมมีรองรอยของยางถูกรมควันไมสม่ําเสมอ ยางตองแหงดี สะอาด ไมมีสิ่งแปลกปลอม

2.5.5 ยางแผนรมควันชั้น 4 กอนยางมีราขึ้นไดบาง แตตองไมเกิน 20% (กอนยางตัวอยาง) แผนยางมีจุดดาง ฟองอากาศ และรองรอยของการรมควันไมถูกตองปานกลาง ยางตองแหงดี ไมมีสิ่งแปลกปลอม

2.5.6 ยางแผนรมควันชั้น 5 กอนยางมีราขึ้นไดบาง แตตองไมเกิน 30% (กอนยางตัวอยาง) แผนยางมีจุดดาง ฟองอากาศ และรองรอยของการรมควันไมถูกตองขนาดใหญ

3. น้ําเสียจากกระบวนการผลิตยางพาราแผน

3.1 ลักษณะและปริมาณน้ําเสียน้ํายางที่ไดจากตนยางประกอบดวยสวนที่เปนยางและสวนที่ไมใชยาง สารประกอบที่

ไมใชยาง เมื่อรวมตัวกันแลวมีปริมาณ 4% ประกอบดวยโปรตีน ไขมัน คารโบไฮเดรต และแรธาตุตาง ๆ สารประกอบเหลานี้บางสวนจับตัวกับยาง แตสวนใหญอยูในซีรั่ม แมจะมีปริมาณเพียงเล็กนอย แตก็เปนสาเหตุสําคัญที่ทําใหเกิดปญหาน้ําเสียได (ชอบ บุญชวย, 2541)

การเสียของน้ํายางและลักษณะน้ําเสียจากการทํายาง โดยปกติน้ํายางที่อยูในตนยางจะสะอาดปราศจากจุลินทรีย แตเมื่อออกจากตนยางแลวจะมีจุลินทรียปะปนทันที โดยอาจจะมาจากรอยแผลที่กรีด เปลือกตนยาง มีดกรีดยาง และภาชนะใสยาง เนื่องจากในน้ํายางมีทั้งสารอินทรียและสารอนินทรียตาง ๆ จุลินทรียจึงเติบโตในน้ํายางไดอยางรวดเร็ว จุลินทรียที่พบในน้ํายางมีมากกวา 100 ชนิด และที่พบมากคือ Micrococcus, Serratia, Bacillus และEscherichia เมื่อทิ้งน้ํายางไวนาน ๆ ก็จะเกิดกลิ่นเหม็นมาก (อรัญ หันพงศกิตติกูล, 2524) ในกระบวนการผลิตของสหกรณโรงรมยางก็เชนเดียวกัน จากกําลังการผลิต 2 ตันตอวัน จะกอใหเกิดปริมาณน้ําเสียขึ้นเปนจํานวนมาก จากขั้นตอนการคัดแยกเนื้อยาง การรีดแผนยาง การลางแผนยางใหสะอาด และการลางอุปกรณตาง ๆ ดังรูปที่ 1

ซึ่งการทํายางหลังจากแยกยางออกไปแลว ซีรั่มหรือน้ําเสียจะมีคุณสมบัติแตกตางกันตามวิธีทํายาง จากผลการวิเคราะหปริมาณน้ําเสียที่ไดจากการทํายางพาราแผน โดยการเติมกรดฟอรมิค แสดงผลดังตารางที่ 2 และจากการศึกษาลักษณะน้ําเสียจากการทํายางพาราแผน (ตารางที่ 3) พบวาปริมาณน้ําเสียที่เกิดจากการผลิตยางแผนรมควันมีปริมาณมาก และมักมี

10

ปญหาในการบําบัดเนื่องจากระบบบําบัดน้ําเสียที่มีอยูในปจจุบันไมมีประสิทธิภาพและไมสามารถรองรับปริมาณน้ําเสียที่เกิดขึ้นไดจึงกอใหเกิดปญหาการรองเรียนขึ้นบอย ๆ (กรมควบคุมมลพิษ, 2548)

ตารางที่ 2 ปริมาณน้ําเสียจากขั้นตอนตางๆ ของการทํายางพาราแผนของสหกรณโรงรมยางปริมาณน้ําเสีย (ลบ.ม./วัน)

น้ําเสียโรงรมยาง ก โรงรมยาง ข โรงรมยาง ค

น้ําเสียจากตะกง 4.26 1.53 4.56น้ําเสียจากรางลางยาง 1.65 4.04 2.90น้ําเสียจากการรีดยางแผน 0.94 0.71 0.73น้ําเสียจากการลางภาชนะบรรจุและการลางพื้น

0.50 1.20 0.86

รวม 7.35 7.48 9.05ที่มา : สํานักงานอุตสาหกรรมจังหวัดสงขลา, 2541, หนา 10

ตารางที่ 3 ลักษณะน้ําเสียจากการผลิตยางแผนรมควันของสหกรณโรงรมยางแหลงที่มาของน้ําเสีย

ลักษณะน้ําเสียตะกง ลางยาง รีดยาง

ลางภาชนะและลางพื้น

น้ําเสียรวม

pH 5.0 5.3 5.3 5.8 5.9Temperature (๐C) 26.0 26.7 26.7 27.1 26.3DO (mg/l) 1.13 0.45 3.92 0.58 2.08BOD (mg/l) 9,433 3,433 7,016 1,391 4,783COD (mg/l) 15,069 5,137 11,344 1,928 6,673SS (mg/l) 164 93 195 525 167TKN (mg/l) 162.06 79.53 190.87 60.17 131.99NH3-N (mg/l) 85.10 45.02 110.041 38.67 75.88TP (mg/l) 21.56 19.99 17.79 19.41 14.90Sulfate (mg/l) 472.62 225.84 445.21 136.03 188.06Alkalinity (mg/l as CaCO3) 986.52 347.84 581.78 130.12 391.72BOD Loading (kg BOD/d) 29.37 7.77 5.84 1.04 37.28ที่มา : สํานักงานอุตสาหกรรมจังหวัดสงขลา, 2541, หนา 11

11

3.2 การบําบัดน้ําเสียของสหกรณโรงรมยาง ระบบบําบัดน้ําเสียของสหกรณโรงรมยางในรุนออกแบบในป พ.ศ. 2537 และ

รุนออกแบบในป พ.ศ. 2538 ระบบบําบัดน้ําเสียของสหกรณโรงอบ/รมยาง แสดงดังรูปที่ 2 แตในทางปฏิบัติสหกรณโรงรมยางสวนใหญใชเฉพาะบอหมักไรอากาศ และบอผึ่งเทานั้น และกรณีของบอเติมอากาศก็ไมมีการใหอากาศเพราะหมายถึงตนทุนการบําบัดน้ําเสียสูงขึ้น (สายัณห และคณะ, 2548)

Influent Effluent

(ก)

Influent Effluent

(ข)

รูปที่ 2 ระบบบําบัดน้ําเสียของสหกรณโรงอบ/รมยางที่สรางขึ้นในป พ.ศ. 2537 (ก) และป พ.ศ. 2538 (ข)ที่มา : สายัณห สดุดี และคณะ, 2548

4. แบคทีเรียสังเคราะหแสงแบคทีเรียสังเคราะหแสงในกลุม anoxygenic photosynthetic bacteria เปนแบคทีเรีย

แกรมลบ มีขนาด 0.3-0.6 ไมโครเมตร เซลลมีรูปรางกลม รูปไข รูปแทง หรือเปนเกลียว การขยายพันธุสวนใหญโดยการแบงเซลล (binary fission) แตมีบางสายพันธุที่มีการขยายพันธุโดยการแตกหนอ (budding) เซลลมีสีมวง-แดง แดง สม-น้ําตาล น้ําตาล หรือสีเขียว มีรงควัตถุทั้งแบคเทอริโอคลอโรฟลล และคาโรทินอยด การสังเคราะหแสงแตกตางจากสาหรายสีเขียวแกมน้ําเงิน เพราะเกิดในสภาพไรออกซิเจน ไมมีการสรางออกซิเจนในการสังเคราะหแสง เนื่องจากไมไดใชน้ําเปนตัวใหอิเล็กตรอน แตใชแกสไฮโดรเจน หรือสารประกอบซัลเฟอรในรูปรีดิวซ หรือสารอินทรีย เชน มาเลท อะซิ เตท ไพรู เวท แทน มี cytochrome ubiquinone และมี ferridoxin ซึ่งเปน non-heme iron protein และสามารถตรึงแกสไนโตรเจนได มี G + C content อยูระหวาง 45-73 โมลเปอรเซ็นต (Staley et al., 1989)

บอบําบัดขั้นตน

บอเติมอากาศ

1

บอเติมอากาศ

2บอผึ่ง

บอบําบัดขั้นตน

บอหมักไร

อากาศ

บอเติมอากาศ บอผึ่ง

12

แบคทีเรียสังเคราะหแสงสามารถแบงเปน 7 กลุมยอย (ตารางที่ 4) ตามความแตกตางดานสัณฐานวิทยา (morphology) รงควัตถุ (pigment) คุณสมบัติทางสรีรวิทยา (physiological properties) และคุณสมบัติทางชีวเคมี (biochemical properties) (Atlas, 1997)

กลุมยอยที่ 1 purple sulfur bacteria: sulfur globules inside cells แบคทีเรียนี้มีลักษณะเดนคือ สะสมซัลเฟอรภายในเซลล เซลลอาจอยูเดี่ยว ๆ หรือเปนกลุม มีรูปรางกลม รูปไข ทอน โคง และรูปเกลียว มีทั้งที่เคลื่อนที่ได และเคลื่อนที่ไมได มีแบคเทอริโอคลอโรฟลล เอ และบี มีคาโรทีนอยดชนิด spirilloxanthin, okenone, และหรือ rhodopinal โคโลนีมีสีสม น้ําตาลจนถึงมวง เมื่อเจริญสภาพไรอากาศและมีแสงจะเจริญแบบ phototroph อาจเจริญแบบ chemoautotroph ในสภาพมีอากาศไรแสง ตรึงคารบอนไดออกไซดโดยใชวัฎจักรไรบูโลสไดฟอสเฟต ตัวอยางแบคทีเรียกลุมยอยนี้ไดแก Amoebobacter, Chromatium, Lamprobacter, Lamprocystis, Thiocapsa, Thiocystis, Thiodictyon, Thiopedia, Thiospirillum

กลุมยอยที่ 2 purple