พลังงานก๊าซชีวภาพ

1. ความเป็นมา กา๊ ซชีวภาพหรอื ไบโอแก๊ส เปน็ พลังงานสะอาดทีเ่ กิดจากการนา้ ของเสยี เชน่ มูลสตั วท์ กุ ชนิด นา้ เสยี จากฟาร์มเลียงสัตว์ น้าเสยี จากโรงงานอตุ สาหกรรมต่างๆ เช่นโรงงานแปง้ มันส้าปะหลัง โรงงานนา้ มันปาลม์ โรงงานผลไมก้ ระป๋อง โรงงานน้าตาล โรงงานผลติ แอลกอฮอล์โรงฆ่าสตั ว์และขยะจากชมุ ชนหรือรา้ นค้า ภตั ตาคาร ขยะหรือของเหลือใชท้ างการเกษตรมาผา่ นกระบวนการหมกัเพื่อใหเ้ กิดการย่อยสลายสารอินทรยี ์ เมอื่ สภาวะแวดลอ้ มเหมาะสม จะได้กา๊ ซชีวภาพที่สามารถน้ามาใช้เป็นพลังงานไฟฟา้ หรอื ความร้อนได้ ซง่ึ ปัจจบุ ันมกี ารผลิตและใชก้ ๊าซชวี ภาพอยา่ งแพร่หลาย ทังในฟาร์มเลียงสัตว์ โรงงานอตุ สาหกรรมขนาดเล็ก และขนาดใหญ่ รวมถงึ ชุนชนทัว่ ไปอกี ดว้ ย

2. ประโยชน์ 1) ประโยชนด์ ้านพลังงาน เนื่องจากก๊าซชีวภาพมีก๊าซมีเทนเป็นส่วนประกอบหลัก จึงท้าให้มีคุณสมบัติจุดติดไฟได้ดี และยังสามารถน้าไปใช้เป็นพลังงานในรูปตา่ งๆ ได้ เชน่ 1.1) เผาเพือ่ ใช้ประโยชนจ์ ากความรอ้ นโดยตรง เชน่ ใชก้ ับเครอื่ งกกลกู สกุ ร และ หม้อตม้ ไอน้า (Steam Boiler) เป็นต้น 1.2)เผาเพือ่ ให้ความรอ้ นและใช้ในการขับเคล่ือน เคร่อื งจกั รกลต่างๆ เชน่ ใช้กับเคร่ืองยนตเ์ บนซินและ เครอ่ื งยนตด์ ีเซล เป็นต้น 1.3) เผาเพ่ือใหค้ วามรอ้ น และใช้ในการผลติ พลงั งาน ไฟฟ้า

2. ประโยชน์ 2) ประโยชน์ด้านการเกษตร สา้ หรับเกษตรกรและฟารม์ทงั หลาย สามารถใช้กระบวนการผลิตกา๊ ซชีวภาพให้เกิดประโยชน์ 2 ทางไดแ้ ก่ การทา้ เปน็ ปุ๋ย และการท้าเปน็ อาหารสัตว์ 3) ประโยชน์ด้านการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและการพัฒนาคุณภาพชวี ิต 3.1) จะชว่ ยลดกลิ่นรบกวนจากของเสียทีเ่ กิดขนึ 3.2) ท้าให้แมลงวันไม่สามารถใช้ของเสียและน้าเสียเหล่านันเป็นแหล่งเพาะพันธ์ุและแพรข่ ยายเชือโรค 3.3) น้าเสียที่ผ่านการบ้าบัดแล้ว จะสามารถหมุนเวียนน้ากลับมาใช้ และจะถูกปล่อยออกสู่แหล่งน้าภายนอกโดยไม่มีปัญหาต่อสภาพแวดล้อมอกี ตอ่ ไป 3 . 4 ) ก าร แ พร่ ก ระ จ าย ข อ ง ก๊ า ซมี เ ทน ล ดล ง ช่ว ย ลด ก า รเกดิ ปรากฎการณภ์ าวะเรือนกระจกท่ีเปน็ สาเหตุหลกั ของภาวะโลกรอ้ น

3. ประเภทของเทคโนโลยีการบ้าบัดนา้ เสีย ก า ร บ้ า บั ด น้ า เ สี ย ห รื อ ข อ ง เ สี ย ท่ี มี ส า ร อิ น ท รี ย์ เ ป็ นส่วนประกอบหลัก มักจะใช้เทคโนโลยีท่ีอาศัยแบคทีเรียช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์เหล่านัน โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก คือเทคโนโลยีท่ีใช้อากาศและเทคโนโลยีท่ีไม่ใช้อากาศ กระบวนการบ้าบัดน้าเสียด้วยวิธีทางชีวภาพ (Biological WastewaterTreatment) โดยอาศัยจุลินทรีย์ในการบ้าบัดน้าเสีย สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กระบวนการใหญ่คือ เทคโนโลยีการบ้าบัดน้าเสียแบบใชอ้ ากาศ (aerobic digestion) และเทคโนโลยีการบ้าบัดน้าเสยี แบบไร้อากาศ (Anaerobic digestion)

3. ประเภทของเทคโนโลยีการบา้ บัดนา้ เสยี (ต่อ) 3.1 เทคโนโลยีการบ้าบัดน้าเสียแบบใช้อากาศ (aerobic digestion) สารอินทรีย์ถูกย่อยสลายไปเป็นก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ และมีการสร้างเซลล์จุลินทรีย์ขึนจ้านวนมาก (ประมาณร้อยละ 50 ของสารอินทรีย์ในน้าเสียถูกเปล่ียนเป็น เ ซ ล ล์ ข อ ง จุ ลิ น ท รี ย์ ) ซ่ึ ง มี ป ฏิ กิ ริ ย า ใ น ก า ร ย่ อ ย ส ล า ย ขอ้ ไดเ้ ปรยี บของกระบวนการบ้าบัดแบบนีคือ ระบบมีประสิทธิภาพสูง ในการบ้าบัดน้าเสีย อีกทังใช้ระยะเวลาในการบ้าบัดสัน แต่มีข้อเสีย คือต้องเสียค่าใช้จ่ายในการบ้าบัดสูง เนื่องจากต้องมีการพ่น อากาศให้กับระบบ และยังต้องก้าจัดตะกอนจุลินทรีย์ส่วนเกิน น อ ก จ า ก นี ก ร ะ บ ว น ก า ร บ้ า บั ด แ บ บ นี ไ ม่ ส า ม า ร ถ ใ ช้ ไ ด้ อ ย่ า ง มี ประสิทธิภาพ กับน้าเสียที่มีปริมาณสารอินทรีย์สูงมากๆ เน่ืองจาก มีข้อจ้ากัดในการใหอ้ อกซิเจนอย่างเพียงพอกับระบบ

3. ประเภทของเทคโนโลยีการบ้าบดั น้าเสีย(ต่อ) 3. 2 เทคโ นโ ลยี การบ้ าบั ดน้าเสีย แบ บไ ร้อ ากาศ (Anaerobic digestion) กระบวนการนีสารอินทรีย์ในน้าเสีย ประมาณร้อยละ 80-90 ถูกย่อยสลายเป็นก๊าซมีเทน และ คาร์บอนไดออกไซด์รวมเรียกว่า ก๊าซชีวภาพ (Biogas) ระบบ ดังกล่าวนี จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการย่อยสลายมีการเจริญเติบโต ค่อนข้างช้าท้าให้ระบบเร่ิมต้น (Start up) ได้ช้า อีกทัง ประสิทธิภาพของระบบในการบ้าบัดต้่าจ้าเป็นต้องใช้ระยะเวลาในการ กักเก็บของเหลว (Hydraulic Retention Time : HRT) นานขึน ระบบบ้าบัดจึงมีขนาดใหญ่ นอกจากนีระบบยังมีการปรับตัวไม่ดีนัก ต่อการเปล่ียนแปลงสภาพแวดล้อม และในระหว่างก้าจัดบางครัง อาจมีก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (Hidrogen Sulfide) เกิดขึนด้วย ท้า ใหม้ กี ลน่ิ เหม็น ระบบนจี งึ มขี อ้ จ้ากดั การใช้งาน

4. แหล่งวตั ถดุ บิ ส้าหรบั ผลิตกา๊ ซชวี ภาพ ปัจจุบันแหล่งวัตถุดิบส้าหรับผลิตก๊าซชีวภาพที่มีศักยภาพของประเทศไทยนันมาจากน้าเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมเกษตรและการแปรรปู จา้ นวน 7 ประเภทไดแ้ ก่ (1)อุตสาหกรรมแป้ง (2) อตุ สาหกรรมสุราและเบยี ร์ (3) อตุ สาหกรรมอาหาร (4) อุตสาหกรรมปาลม์ (5) อตุ สาหกรรมกระดาษ (6) อตุ สาหกรรมยาง (7) อุตสาหกรรมเอทานอล ซงึ่ มศี ักยภาพการผลติ ก๊าซชีวภาพประมาณ 943.7 ลา้ นลกู บาศก์เมตร/ปี สามารถน้ามาทดแทนน้ามันเตาได้ 486 ลา้ นลิตร มีมูลคา่ การประหยัดพลังงานเทียบเท่านา้ มันเตาได้กว่า 3,900 ลา้ นบาทต่อปี และจากฟาร์มปศุสัตวท์ ังฟารม์ สุกร ฟารม์ โคและฟารม์ สัตวอ์ น่ื ๆ มีศกั ยภาพการผลติ ก๊าซชวี ภาพประมาณ 1,260.4ลา้ นลกู บาศกเ์ มตร/ปี รวมสามารถผลติ ก๊าซชีวภาพมากกวา่ 2,000 ล้านลกู บาศก์เมตร/ปี

5. เทคโนโลยรี ะบบก๊าซชวี ภาพ เ ท ค โ น โ ล ยี ร ะ บ บ ก๊ า ซ ชี ว ภ า พ ท่ี ใ ช้ อ ย่ า งแพร่หลายในประเทศไทยมีหลายแบบด้วยกัน ขึนอยู่กับชนิดและปริมาณของน้าเสีย/ของเสีย โดยสรุปเทคโนโลยีทใ่ี ชจ้ ะขึนกับแหลง่ ท่มี าของของเสยี /น้าเสียได้ดงั ต่อไปนี - ระบบก๊าซชีวภาพจากอุตสาหกรรมทางการเกษตร - ระบบกา๊ ซชีวภาพจากฟารม์ เลียงสตั ว์ - ระบบกา๊ ซชวี ภาพจากขยะมลู ฝอย

5. เทคโนโลยรี ะบบกา๊ ซชีวภาพ(ต่อ) 5.1 ระบบก๊าซชีวภาพจากอุตสาหกรรมทางการเกษตรและ แปรรปู อาหาร ป ร ะเทศ ไ ทย มี โ ร ง ง านอุ ต สาห กร ร ม ทา ง การเกษตรและแปรรูปอาหาร มากกว่า 5,000 โรงงาน ทังขนาดใหญ่และขนาดกลางกระจายทั่วประเทศ ส่วนใหญ่ เทคโนโลยีบ้าบัดน้าเสียยังคงใช้ระบบบ่อเปิด (Open Pond) แต่ก็มีโรงงานบางส่วนที่เริ่มมองหาเทคโนโลยีที่ เหมาะสม โดยเทคโนโลยีการบ้าบัดน้าเสียแบบไร้อากาศ ได้รับความสนใจเพิ่มมากขึน ได้แก่ โรงงานอุตสาหกรรม อาหาร โรงงานอุตสาหกรรมแป้งมันส้าปะหลัง โรงงาน อตุ สาหกรรมสกัดนา้ มนั ปาล์มดิบ โรงงานอุตสาหกรรมโรง ฆ่าสัตว์ เปน็ ตน้

5. เทคโนโลยีระบบกา๊ ซชีวภาพ(ต่อ) 5.2 ระบบก๊าซชวี ภาพจากฟาร์มเลยี งสตั ว์ ส้าหรับประเทศไทย ฟาร์มเลียงสัตว์ท่ีมีการใช้เทคโนโลยีระบบก๊าซชีวภาพมากที่สุด คือ ฟาร์มสุกร เนื่องจากสามารถรวบรวมมูลลงสู่บ่อบ้าบัดได้ง่าย โดยแบ่งออกเป็น 3กลุ่ม ดงั นี- ฟาร์มขนาดใหญ่ หรือฟาร์มเลียงสุกรประเภท ก เทียบเท่า จ้านวนสุกรขุนมากกว่า 5,000 ตัว หรือ มากกว่า 600 หนว่ ยปศุสัตว์- ฟาร์มขนาดกลาง หรือฟาร์มเลียงสุกรประเภท ข เทียบเท่า จ้านวนสุกรขุนตังแต่ 500-5,000 ตัว หรือ 60-600 หนว่ ยปศสุ ตั ว์- ฟาร์มขนาดเล็ก หรือฟาร์มเลียงสุกรประเภท ค เทียบเท่า จ้านวนสุกรขนุ 50-500 ตัว หรอื 6-60 หน่วยปศสุ ตั ว์

5. เทคโนโลยีระบบก๊าซชวี ภาพ(ต่อ) 5.3 ระบบก๊าซชวี ภาพจากขยะมูลฝอย การก้าจัดขยะชุมชนในพืนท่ีต่างๆ ส่วนใหญ่นิยมใช้วิธีการฝังกลบ ซ่ึงที่ถูกต้องควรจะเป็นการฝังกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล (Sanitary Landfill) โดยสามารถผลิตก๊าซจากหลุมขยะ (Landfill Gas) เป็นผลพลอยได้ แต่เทคโนโลยีการผลิตก๊าซจากหลุมขยะในเมืองไทยในปัจจุบันยังคงประสบปัญหาด้านคณุ ภาพและปรมิ าณซ่ึงไมค่ งที่ของกา๊ ซชีวภาพที่เกิดขึน

6. เทคโนโลยรี ะบบผลติ กา๊ ซชวี ภาพในประเทศไทย 6.1 ประเภทบ่อหมกั ก๊าซชีวภาพ เทคโนโลยีส้าหรับก๊าซชีวภาพในประเทศไทยเริ่มใช้กับ มู ล สั ต ว์ เ ป็ น อั น ดั บ แ ร ก แ ล ะ ต่ อ ม า เ ริ่ ม ข ย า ย เ ข้ า ม า ใ น ภาคอุตสาหกรรม เทคโนโลยีส้าหรับก๊าซชีวภาพสามารถแบ่ง ออกไดเ้ ป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ 6.1.1 กลุ่มบ่อหมักไร้ออกซิเจนแบบช้า (Row Rate Anaerobic Digestion) เป็นบ่อหมักที่ออกแบบโดยอาศัย กลุ่มแบคทีเรียชนิดท่ีไม่ต้องการใช้ออกซิเจนในการย่อยสลาย สารอินทรีย์ในน้าเสีย โดยบ่อหมักจะควบคุมให้เกิดสภาวะ แวดล้อมที่เหมาะสม ระยะเวลาเก็บกัก (Hydraulic Retention Time, HRT) 30-60 ต่อวัน (Organic Loading Rate, OLR) 0.64-1.60 กิโลกรัมซีโอดีต่อ ลบ.ม. ถังหมัก ต่อวัน การเดิน ระบบอาจจะท้าการผสม (Mixing), การเติมน้าเสียและการเอา สลัดจ์ (Sludge) ออกเป็นครังคราว ถังปฏิกิริยาชนิดนีสามารถ จะใช้ฝาปิดท่ีลอยได้หรือแบบติดกับที่แต่การใช้ฝาปิดชนิดติดกับที่ จะไมส่ ะดวกในการเดินระบบหรือการทา้ งานของผู้เดินระบบ

6. เทคโนโลยรี ะบบผลิตกา๊ ซชวี ภาพในประเทศไทย(ต่อ) 6.1.2 กลุ่มบ่อหมักไร้ออกซิเจนแบบเร็ว (High Rate Anaerobic Digestion) เป็นบ่อท่ีเหมาะส้าหรับใช้บ้าบัด น้าเสียประเภทท่ีมีปริมาณสารอินทรีย์ส่วนใหญ่อยู่ในรูปท่ีละลายน้า ได้บ่อหมักแบบนีจะมีประสิทธิภาพในการย่อยสลายค่อนข้างเร็ว ระยะเวลาเก็บกัก (HRT) ประมาณ 0.5-3 วันประสิทธิภาพการก้าจัด COD สูงถึงร้อยละ 80-90 ภาระบรรทุกสารอินทรีย์ (OLR) 2.4- 20 กิโลกรัมซีโอดีต่อ ลบ.ม.ถังหมัก ต่อวัน การเดินระบบจะท้าการ ผสมเติมน้าเสียและการทิงสลัดจ์อย่างต่อเน่ือง โดยท่ัวไปถัง ปฏิกิริยาชนิดนีมักจะใช้ฝาปิดแบบติดกับที่ ซึ่งจากประสิทธิภาพของ บ่อหมักจึงท้าให้บ่อหมักมีขนาดเล็ก แต่สามารถรับปริมาตรของเสีย ได้มากกว่า ส่วนใหญ่จะไม่นิยมน้ามาใช้กับมูลสัตว์ เน่ืองจากตะกอน จากมูลสัตว์จะสร้างปัญหาแก่ระบบ กลุ่มบ่อหมักไร้ออกซิเจนแบบ เร็วเหมาะสมที่จะน้ามาประยุกต์ใช้กับน้าเสียอุตสาหกรรมท่ีมีปริมาณ ความเข้มข้นสารอินทรีย์สูง และน้าก๊าซชีวภาพท่ีผลิตได้สามารถ น้าไปใช้ทดแทนสารเชือเพลิงที่ใช้ในกระบวนการผลิต ซึ่งท้าให้ สามารถลดค่าใช้จ่ายการบ้าบัดให้ต่้าลงและสามารถช่วยลดการใช้ สารเชือเพลิงอีกด้วย

6. เทคโนโลยรี ะบบผลติ กา๊ ซชีวภาพในประเทศไทย(ต่อ) 6.2 เทคโนโลยีการผลติ ก๊าซชีวภาพจากน้าเสียอตุ สาหกรรม รูปแบบระบบผลติ ก๊าซชวี ภาพที่นยิ มมดี ังนี 6.2.1 ระบบผลติ กา๊ ซชีวภาพเเบบ Modified Covered Lagoon ระบบบ้าบัดน้าเสียแบบ Modified Covered Lagoon เป็นระบบบ่อหมักย่อยท่ีลักษณะการไหลของน้าเสียเป็นแบบตามแนว ยาว (Horizontal Flow) ท่ีถูกออกแบบให้มีลักษณะการหมักย่อยแบบ ตอ่ เนอื่ งกนั ไป ก๊าซชีวภาพท่ีผลิตขนึ ไดจ้ ะถูกกกั เก็บเอาไว้ใต้ผืนพลาสติก คลุมบ่อก๊าซชีวภาพนี ซ่ึงพร้อมน้าไปใช้ได้ทันที กากตะกอนที่ผ่านการ หมักย่อยแล้วจะไหลไปตามแนวการเคลื่อนตัวของน้าเสียตามแนวยาว และถูกระบายออกท่ีด้านท้ายของบ่อนี เพื่อน้าไปใช้ประโยชน์ในรูปของ ปุ๋ยชีวภาพต่อไป ด้านท้ายบ่อหมักก๊าซชีวภาพจะติดตังอุปกรณ์แยกการ ตะกอนออกจากน้าเสียส่วนใส เพื่อระบายเฉพาะน้าเสียส่วนใสออก จากระบบก๊าซชีวภาพเท่านัน โดยระบบดังกล่าวจะมีการติดตังระบบ หมุนเวียนน้าเสียและตะกอน เพ่ือท้าหน้าท่ีหมุนเวียนตะกอนและ น้า เสียเพื่อรักษาสภาวะสมดุลของการย่อยสลาย ท้าให้เดินระบบได้ง่าย และระบบมเี สถียรภาพ

6. เทคโนโลยรี ะบบผลติ กา๊ ซชีวภาพในประเทศไทย(ตอ่ ) 6.2.2 ระบบผลิตก๊าซชวี ภาพเเบบ Completely Stirred Tank Reactor ระบบบ้าบัดแบบ Completely Stirred Tank Reactor เป็น ระบบบ้าบัดแบบไม่ใช้อากาศที่มีการเลียงตะกอนแบบเชือแขวนลอย โดยมี เครื่องกวนเพ่ือท้าให้ แบคทีเรียและน้าเสีย ผสมกันได้อย่างท่ัวถึง ไม่เกิดการไหลลัดทางหรือมีบริเวณท่ีไม่ได้รับสารอินทรีย์ ระบบบ้าบัดน้าเสีย ลักษณะนเี หมาะกบั น้าเสียท่ีมสี ารแขวนลอยสูง นอกจากนีการท่ีระบบมีการ กวนผสมกันอย่างท่ัวถึงทังยังสามารถช่วยลดความรุนแรงของสารพิษที่อาจ หลุดเข้ามาในระบบได้ เน่ืองจากเกิดการเจือจางโดยน้าเสียที่อยู่ในถัง แต่ อย่างไรก็ตามการที่ระบบมีเวลาเก็บกักตะกอนเท่ากับเวลากักเก็บน้า ท้าให้มี ความสามารถในการรับสารอินทรีย์ได้ต้่า เม่ือเทียบกับระบบบ้าบัดน้าเสียที่มี อัตราการย่อยสลายสารอินทรีย์สูงในแบบอื่นๆ ทังนีหากต้องการเพ่ิม ปริมาณน้าเสียท่ีเข้าสู่ระบบจ้าเป็นต้องขยายถังปฏิกิริยาให้ใหญ่ขึนหรือสร้าง ถังใหม่

6. เทคโนโลยีระบบผลิตกา๊ ซชวี ภาพในประเทศไทย(ต่อ) 6.2.3 ระบบผลิตก๊าซชีวภาพเเบบ Anaerobic Contact ระบบบ้าบัดน้าเสียแบบ Anaerobic Contact เป็น ระบบท่ีมีการดัดแปลงมาจากถังปฏิกิริยาแบบ Completely Stirred Tank Reactor โดยมีการเพิ่มส่วนของถังตกตะกอนลงไป จึงท้าให้ระบบมี ลักษณะเหมือนกับถังปฏิกิริยาแบบตะกอนเร่ง จนบางครังมีผู้เรียกกันว่า เป็นระบบตะกอนเร่งแบบไม่ใช้อากาศ (Anaerobic Activated Sludge) โดยทา้ การหมนุ เวียนตะกอนเพ่ือเพิ่มเวลาเก็บกักตะกอนให้นานขึน ซึ่งท้าให้ ถังปฏิกิริยาแบบนีท้างานได้ดีกว่าแบบ Completely Stirred Tank Reactor อย่างไรก็ตามหากตะกอนภายในถังอยู่ในสภาวะที่ตกตะกอนได้ ยาก อาจมีการตดิ ตงั อุปกรณ์หรือเตมิ สารเคมีเพ่ือชว่ ยในการตกตะกอน

6. เทคโนโลยรี ะบบผลติ กา๊ ซชวี ภาพในประเทศไทย(ต่อ) 6.2.4 ระบบผลิตกา๊ ซชีวภาพเเบบตรึงฟลิ ์มจลุ นิ ทรีย์ (Anaerobic Fixed Film or Anaerobic Filter) ถังปฏิกรณ์เเบบตรึงฟิล์มมีลักษณะเด่นที่มีการบรรจุวัสดุ ตัวกลางอย่างเป็นระเบียบมีระยะห่าง (Orderly Pack) มีการไหลของน้า เสียสม้่าเสอ โดยวัสดุตัวกลางที่ใช้ เช่น เชือกไนลอน ตาข่าย เป็นต้น โดย การบรรจุวัสดุตัวกลางลักษณะนีท้าให้จุลินทรีย์เจริญเติบโตเเบบยึดเกาะบน ผิววสั ดตุ ัวกลาง โดยท่ัวไปจุลินทรีย์ในถังปฏิกรณ์ไร้อากาศมีทังท่ีเจริญเติบโต เเบบยึดเกาะบนผิววัสดุตัวกลาง เเต่ส่วนใหญ่เจริญเติบโตเเบบเเขวนลอยอยู่ ในสารละลายระหว่างช่องว่างของวัสดุตัวกลาง ดังนันเม่ือป้อนน้าเสียเข้า ระบบ น้าเสียจะไหลผ่านชันจุลินทรีย์คล้ายการกรองจึงเรียกถังเเบบนีว่า ถังกรองไร้อากาศ นอกจากนีการจัดเรียงวัสดุท่ีเเตกต่างกันยังส่งผลถึง การท้างานเเละเสถียรภาพของระบบในระยะยาวด้วย ระบบนีอาจมีการป้อน น้าเสียจากด้านล่างของถังปฏิกรณ์ (Up-flow Anaerobic Fixed Film) หรือป้อนจากด้านบน (Down-flow Anaerobic Fixed Film) โดยระบบที่ เป็นที่นิยมในปัจจุบันนีคือระบบท่ีป้อนน้าเสียจากด้านล่างของถังปฏิกรณ์ เน่ืองจากลดปญั หาการอดุ ตันลงได้มาก

6. เทคโนโลยรี ะบบผลติ กา๊ ซชวี ภาพในประเทศไทย(ตอ่ ) 6.2.5 ระบบ Fluidized Bed ระบบ Fluidized Bed มีรูปแบบการท้างานคล้ายคลึง กับถังกรองไม่ใช้อากาศ ส่วนท่ีแตกต่างกับระบบถังกรองไม่ใช้อากาศคือ ตัวกลางในระบบถังกรองไม่ใช้อากาศจะถูกยึดให้อยู่กับที่ แต่ในระบบถัง Fluidized Bed ตัวกลางจะสามารถฟุ้งกระจายและเคล่ือนที่ไปมาได้ นอกจากนีทิศทางการจ่ายน้าเสียในระบบ Fluidized Bed เป็นแบบไหล ขึนเท่านัน การยกตัวและฟุ้งกระจายของตัวกลางจ้าเป็นต้องมีการใช้ ความเร็วน้าไหลขึนสูง จนท้าให้ชันตัวกลางเกิดการขยายตัวและฟุ้งกระจาย ขึนมา ดังนันตัวกลางท่ีดีจึงต้องเป็นตัวกลางที่มีน้าหนักเบาเพื่อจะท้าให้เกิด การยกตัวของตัวกลางได้ง่าย ข้อดีของระบบนีเม่ือเทียบกับถังกรองไม่ใช้ อากาศที่เห็นได้ชัดคืออัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์ของระบบจะสูงขึน เนือ่ งจากการทต่ี วั กลางฟุง้ กระจายท้าให้แบคทีเรียที่เกาะอยู่บนตัวกลางและ สารอินทรีย์ในน้าเสียมีโอกาสสัมผัสกันมากขึนแต่อย่างไรก็ตามระบบนี จ้าเปน็ ตอ้ งใช้พลังงานมากกว่าในระบบถงั กรองไม่ใช้อากาศเน่ืองจากมีอัตรา การไหลของนา้ ท่ีสงู กว่า

6. เทคโนโลยรี ะบบผลติ กา๊ ซชีวภาพในประเทศไทย(ต่อ) 6.2.6 ระบบบ้าบดั นา้ เสยี แบบ Anaerobic Hybrid Reactor เปน็ การน้าข้อเด่นของแต่ละรปู แบบมาผสมจะเป็นแบบ UASB รว่ มกบั แบบ Covered Lagoon กไ็ ดห้ รอื จะเปน็ แบบ UASB รว่ มกับแบบ AC ซง่ึ เรียกว่า UAC สา้ หรบั ระบบบา้ บัดน้าเสียแบบ Anaerobic Hybrid Reactor เปน็ การผนวกเอาระบบยเู อเอสบเี ข้ามารวมกบั ระบบถังกรองไมใ่ ช้ อากาศ โดยบริเวณดา้ นลา่ งของถังจะมีการสร้างชันตะกอน เหมอื นกบั ใน ระบบยเู อเอสบี ในขณะทสี่ ่วนบนของถังจะท้าการตดิ ตังตัวกลางเหมอื นใน ระบบถังกรองไมใ่ ชอ้ ากาศ

6. เทคโนโลยีระบบผลิตกา๊ ซชวี ภาพในประเทศไทย(ตอ่ ) 6.2.7 ระบบยเู อเอสบี (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB) การพัฒนาระบบยูเอเอสบีเกิดขึนเน่ืองจากเห็นถึงข้อดี ของการใช้ตัวกลางในถังกรองไม่ใช้อากาศ แต่การใช้ตัวกลางจะท้าให้พืนท่ี ใช้งานบางส่วนในถังสูญเสียไป เน่ืองจากถูกแทนท่ีด้วยวัสดุตัวกลาง รวมถึงค่าใช้จ่ายส้าหรับตัวกลางมีราคาสูง ท้าให้มีการคิดค้นระบบท่ีมี ลกั ษณะการไหลแบบไหลขึน และสามารถรักษาตะกอนแบคทีเรียไว้ในระบบ ไดโ้ ดยไม่ต้องใช้ตวั กลาง ท้าให้มีการเปล่ียนระบบบ้าบัด จากการที่ให้น้าเสีย ไหลผ่านตัวกลางมาเป็นการให้น้าเสียไหลผ่านชันตะกอนแบคทีเรียท่ีอยู่ใน บริเวณก้นถังแทน ดังนันแบคทีเรียในระบบยูเอเอสบีจะต้องเป็นแบคทีเรีย ที่มีขนาดใหญ่ ความหนาแน่นสูง และมีน้าหนักมาก เพื่อให้สามารถรักษา ตะกอนให้อยู่ภายในถังได้ ปัญหาส้าคัญของระบบยูเอเอสบีคือการท้าให้ ตะกอนมีลักษณะเป็นเม็ดและตกตะกอนได้ดี ท้าได้ยากจึงต้องมีการติดตัง อุปกรณ์เพ่ือป้องกันไม่ให้ตะกอนหลุดออกไปกับน้าออกโดยจะติดตังใน บรเิ วณสว่ นบนของถงั

6. เทคโนโลยรี ะบบผลิตกา๊ ซชีวภาพในประเทศไทย(ต่อ) 6.2.8 ระบบอีจีเอสบี (Extended Granular Sludge Bed, EGSB) ระบบอีจีเอสบีเป็นระบบบ้าบัดน้าเสียที่มีแนวคิดเช่นเดียวกับ ระบบยูเอเอสบี แต่มีการเพ่ิมพืนที่ผิวสัมผัสของตะกอนแบคทีเรียกับน้าเสีย ให้มากขึนซึ่งท้าได้หลายวิธีเช่น ปรับปรุงให้มีการกระจายน้าเข้าที่ดีขึน เพ่ิม ความเร็วน้าไหลขึน เพื่อเพิ่มโอกาสในการที่ตะกอนสัมผัสกับน้าเสียโดย ความเร็วน้าไหลขึนมีค่าอยู่ในช่วง 5-15 ม./ชม. การท่ีตะกอนสามารถ สัมผัสกับน้าเสียได้มากขึน ท้าให้ระบบสามารถรับอัตราภาระบรรทุก สารอินทรีย์ได้ สูงถึง 30 กก.ซีโอดี/ม.3-วัน นอกจากนีอัตราการไหล ของน้าทสี่ ูงส่งผลให้ชันตะกอนเกิดความป่ันป่วนและฟุ้งกระจายมาก ท้าให้ ไม่เกิดการอัดตัวของชันตะกอน ลดบริเวณท่ีเป็นจะไม่ได้รับสารอาหาร (Dead Zone) และการที่เพิ่มความเร็วน้าไหลขึนต้องใช้น้าเสียจ้านวนมาก จึงมีความจ้าเป็นที่จะต้องท้าการหมุนเวียนน้าที่ผ่านการบ้าบัดบางส่วนกลับ เข้ามาสรู่ ะบบ ซึ่งช่วยเจอื จางน้าเสียที่เข้าระบบและลดความเป็นพิษของสาร ท่เี ข้าสรู่ ะบบไดอ้ ีกดว้ ย

6. เทคโนโลยรี ะบบผลิตกา๊ ซชวี ภาพในประเทศไทย(ต่อ) 6.2.9 ระบบ Internal Circulation (IC) ระบบไอซี (IC) เปน็ ระบบที่มีอตั ราการไหลขึนของน้าสูง เชน่ เดียวกับระบบอจี ีเอสบี โดยถงั ปฎิกิริยาจะมีความสงู ตงั แต่ 16-25 ม. และมีเส้นผา่ นศนู ยก์ ลางตงั แต่ 1.5-12 ม. จึงเปน็ ถงั ปฏกิ ริ ยิ าท่มี ีสดั สว่ น ระหวา่ งความสูงต่อพืนท่ีหนา้ ตดั สงู ภายในถังจะแบง่ เป็นสองส่วนดว้ ย อุปกรณด์ กั กา๊ ซ ปฏิกิริยาสรา้ งมเี ทนสามารถเกิดไดท้ ังสองสว่ น แต่การ ยอ่ ยสลายสารอนิ ทรยี แ์ ละผลิตกา๊ ซชวี ภาพจะเกิดขึนในส่วนล่างของถงั ปฏกิ ิรยิ าเป็นส่วนใหญ่ เนอื่ งจากมีความเขม้ ขน้ ของสารอินทรยี ส์ ูง กา๊ ซที่ เกดิ ขึนจะถูกแยกและสะสมอยูใ่ นส่วนแยกก๊าซด้านล่างเม่ือปริมาณก๊าซ สะสมได้มากขึน กา๊ ซจะลอยตวั ขนึ ด้านบนและมกี ารดงึ น้าเสียขึนมาดว้ ยซ่งึ เรยี กว่า Gas Lift เมอ่ื กา๊ ซไหลไปถึงสว่ นรวบรวมก๊าซซึ่งอยดู่ า้ นบนสุดของ ถังปฏกิ ิรยิ า นา้ เสยี และก๊าซชีวภาพจะแยกตัวออกจากกัน โดยน้าเสยี จะ ไหลกลับลงไปด้านล่างเพอ่ื ช่วยในการกวนผสม จงึ เรยี กวา่ เปน็ ถงั ปฏกิ ิริยา แบบหมนุ เวียนภายในหรือ Internal Circulationส้าหรบั ในสว่ นบนของ ถงั ปฏกิ ริ ิยาจะมกี ารย่อยสลายสารอินทรียส์ ่วนที่เหลือจากบริเวณด้านล่าง เป็นการช่วยเพม่ิ เสถียรภาพใหแ้ ก่ระบบ