การศึกษากระบวนการที่เหมาะสมสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ จากวัสดุข้าวโพดเลี้ยงสัตว์เหลือทิ้ง และการประเมินการปลดปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จากการผลิตไฟฟ้า

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อศึกษาศักยภาพการผลิตก๊าซชีวภาพโดยใช้เศษวัสดุเหลือทิ้งข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ 4 ส่วนซึ่งประกอบด้วย ต้นข้าวโพด ใบข้าวโพด เปลือกข้าวโพด และซังข้าวโพดหมักร่วมกับกากตะกอนในระบบบำบัดน้ำเสียฟาร์มสุกร และศึกษาอัตราส่วนของสารตั้งต้นต่อหัวเชื้อ (S/I) การผลิตก๊าซชีวภาพใช้อัตราส่วนดังนี้คือ 50:50, 60:40, 70:30 และ 80:20 gVS L-1 ตามลำดับ การศึกษานี้ดำเนินการภายใต้สภาวะการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน ด้วยกระบวนการหมักแบบ BMP ขนาด 1,000 mL มีปริมาตรการทำงาน 400 mL ที่อุณหภูมิ 35 ± 2 °C ในห้องบ่มเพาะระยะเวลาการหมัก 50 days และกำหนดความเข้มข้นเริ่มต้นของหัวเชื้อภายในขวดคือ 6.00 g L-1 ผลการศึกษานี้แสดงศักยภาพการผลิตก๊าซชีวภาพจากส่วนประกอบของข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ที่แตกต่างกัน 4 ชนิด ประกอบด้วย ต้น ใบ เปลือก และซัง โดยมีผลการทดลองดังต่อไปนี้ อัตราส่วน VS/TS ของต้น ใบ เปลือก และซังข้าวโพด แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการย่อยได้ทางชีวภาพมีค่าสูงถึง 0.875, 0.884, 0.940 และ 0.940 ตามลำดับ และผลการผลิตก๊าซชีวภาพสะสมสูงที่สุด คือ ซัง ใบ เปลือก และปริมาณต่ำสุดคือต้นข้าวโพด มีค่าเท่ากับ 10,228, 8,550, 6,615 และ 753 mL ตามลำดับ และมีปริมาณก๊าซชีวภาพให้ผลผลิตต่อวันคือ 256, 214, 165 และ 19 mL/day ตามลำดับ ค่าเฉลี่ยของผลผลิตมีเทนของต้น ใบ เปลือก และซัง ใน 50 days เท่ากับ 11.40, 396.50, 308.20 และ 397.00 m3/tonVSadded ตามลำดับ และปริมาณสัดส่วนของก๊าซมีเทนมีค่าเท่ากับ 11.7, 50.66, 47.11 และ 59.10% ตามลำดับ งานวิจัยนี้พบว่าซังข้าวโพดเลี้ยงสัตว์มีการผลิตก๊าซชีวภาพสะสมสูงสุด 10,228 mL ผลผลิตก๊าซชีวภาพต่อวัน 256 mL/day และมีปริมาณสัดส่วนของ ก๊าซมีเทนสูงสุดที่ 59.10% ดังนั้นซังข้าวโพดเลี้ยงสัตว์จึงมีศักยภาพสูงสุดในการผลิตก๊าซชีวภาพ เมื่อนำผลผลิตก๊าซชีวภาพที่สูงที่สุดมาประเมินการผลิตไฟฟ้า โดยคิดจากค่าปริมาณก๊าซชีวภาพที่ 1 m3 ต่อปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ตํ่าสุด 0.71 kWh และสูงสุดที่ 1.4 kWh ได้พลังงานกระแสไฟฟ้ามีค่า เท่ากับ 188.18 kWh/tonmaize residues และ 263.64 kWh/tonmaize residues ตามลำดับ ผลผลิตจาก ก๊าซชีวภาพต่อปีได้ปริมาณไฟฟ้าคือ 826.08 kWh/tonmaize residues การประเมินการปลดปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากก๊าซชีวภาพที่ใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าสามารถลดการปลดปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการผลิตไฟฟ้ามีค่าเท่ากับ 147.94 kgCO2eq/tonmaize residues ในงานวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนของเสียไปเป็นพลังงาน สามารถลดคาร์บอนได้มากถึง 1.04 ton/tonmaize residues