ลูกเต๋าไคโตซานผสมไบโอชาร์บำบัดน้ำเสียจากบ่อเลี้ยงกุ้ง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

กฤติมา สุขสัก, วชิรวิทย์ สำนวนเย็น

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

คุณากร จิตตางกูร

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เชียงราย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัญหาน้ำทิ้งที่ก่อมลภาวะเป็นปัญหาที่มีความสำคัญและกระทบต่อการดำรงชีวิตที่ทวีความรุนแรงอย่างต่อเนื่อง สาเหตุส่วนหนึ่งเป็นผลจากกิจกรรมทางการเกษตร การเลี้ยงกุ้งเป็นอีกกิจกรรมหนึ่งที่สร้างผลกระทบต่อแหล่งน้ำ ในเขตพื้นที่อำเภอเทิง จังหวัดเชียงราย การทำบ่อกุ้งเป็นธุรกิจที่มีการขยายพื้นที่อย่างมาก ซึ่งการบำบัดน้ำในบ่อเลี้ยงกุ้งส่งผลกระทบต่อพื้นที่และแหล่งน้ำใกล้เคียง เนื่องจากเกษตรกรต้องใช้ยาปฏิชีวนะและสารเคมีกับกุ้งเป็นจำนวนมาก นอกจากนั้นการหว่านอาหารกุ้งลงในน้ำยังทำให้เกิดน้ำเสียที่เกิดจากปริมาณไนโตรเจนสูง เกิดความขุ่น มีปริมาณสาหร่ายสูง เกิดการเปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรดเบสของน้ำ รวมทั้งมีการสะสมจุลินทรีย์ต่าง ๆ ปัจจุบันมีความพยายามในการใช้เทคโนโลยีชีวภาพสิ่งแวดล้อมเช่นการใช้สาหร่ายเซลล์เดียวในการบำบัดแอมโมเนียในน้ำทิ้ง (วิวัฒน์ เรืองเลิศปัญญากุล และปิยะบุตร วานิชพงษ์พันธุ์, 2548) หรือการศึกษาความเป็นไปได้ในการบำบัดคุณภาพน้ำทิ้งจากบ่อเลี้ยงกุ้งขาวแวนนาไมโดยใช้สาหร่ายสไปรูไลนา (ชลธิชา สืบวัฒนมงพงษกุล และคณะ, 2009) ซึ่งยังให้ผลไม่เป็นที่น่าพอใจ ดังนั้นการใช้ระบบบำบัดที่เหมาะสมยังคงมีความจำเป็น

จากการศึกษางานวิจัยพบว่ามีการนำซีโอไลต์และไคโตซานช่วยในการบำบัดน้ำเสียร่วมกับระบบบำบัด

น้ำเสียเอสบีอาร์ (SBR; Sequencing Batch Reactor) โดยสามารถบำบัดแอมโมเนียมและ BOD (Biochemical oxygen demand) ได้ดีกว่าระบบบำบัดเอสบีอาร์เพียงอย่างเดียว (อรอิริยา โยธาและคณะ, 2558) และยังพบงานวิจัยที่มีการใช้ไคโตซานในการบำบัดน้ำเสียจากแหล่งต่าง ๆ เช่น น้ำเสียจากโรงงานสิ่งทอ (นิรมล ศากยวงศ์, 2548) และโรงงานผลิตนม (พัฒนา อนุรักษ์พงศธร, 2558) ซึ่งพบว่าไคตินและไคโตซานสามารถดูดซับน้ำเสีย

สีสังเคราะห์ได้ทั้งสภาวะการดูดซับที่เป็นทั้งกรดและด่าง และในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง รวมทั้งสามารถลดค่าความเข้มข้นของ BOD ได้ดี ไคโตซานสามารถใช้บำบัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตนมโดยเร่งการตกตะกอนและกำจัด COD ได้ถึงร้อยละ 79.43 ดีกว่าโพลิเมอร์สังเคราะห์ PACอย่างไรก็ตามไคโตซานที่ใช้แล้วจะจับเป็นก้อนมีลักษณะเหนียวหนืด ซึ่งอาจส่งผลต่อแหล่งน้ำในระยะยาวได้เนื่องจากเป็นการเพิ่มสารอินทรีย์ในแหล่งน้ำ และควรต้องมีการเก็บกู้จากแหล่งน้ำหลังการใช้งาน

ถ่านชีวภาพหรือ ไบโอชาร์ (Biochar) เป็นวัสดุคาร์บอนที่ผลิตจากชีวมวลที่ย่อยสลายได้จากธรรมชาติ มีลักษณะเป็นรูโพรง ซึ่งเมื่ออยู่ในดินจะช่วยเก็บธาตุอาหารจากปุ๋ย และเป็นที่อยู่ของจุลินทรีย์ ช่วยปลดปล่อยธาตุอาหารให้แก่พืชได้นาน มีงานวิจัยที่สนับสนุนว่าไบโอชาร์ ทำให้ลดระยะเวลาในการหมักและลดการปลดปล่อยไนโตรเจนได้ สามารถใช้ในการปรับปรุงดิน สามารถดูดซับแก๊สและลดกลิ่น ช่วยตรึงไนโตรเจน สามารถดูดซับแร่ธาตุที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำจำพวกฟอสเฟต และไนเตรต อีกทั้งยังสามารถดูดซับสารเคมีและโลหะหนักได้อีกด้วย (ธนศิษฏ์ วงศ์ศิริอำนวย, 2562) ดังนั้นการใช้ไบโอชาร์ร่วมกับไคโตซานจะส่วนผสมที่ใช้เพื่อการบำบัดน้ำเสียและช่วยให้สามารถการเก็บกู้ออกจากแหล่งน้ำได้ง่ายขึ้น และเป็นทางเลือกในการบำบัดน้ำเสียในบ่อกุ้งได้