Effects of temperature on mixed culture PHA production using wastewaters
Thesis (D.Eng.)--Chulalongkorn University, 2004
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | English |
| Published: |
Chulalongkorn University
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1574 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Chulalongkorn University |
| Language: | English |
| id |
th-cuir.1574 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Chulalongkorn University |
| building |
Chulalongkorn University Library |
| country |
Thailand |
| collection |
Chulalongkorn University Intellectual Repository |
| language |
English |
| topic |
Polyhydroxyalkanoate Sewage--Purification--Activated sludge process--By-products |
| spellingShingle |
Polyhydroxyalkanoate Sewage--Purification--Activated sludge process--By-products Sopa Chinwetkitvanich Effects of temperature on mixed culture PHA production using wastewaters |
| description |
Thesis (D.Eng.)--Chulalongkorn University, 2004 |
| author2 |
Thongchai Panswad |
| author_facet |
Thongchai Panswad Sopa Chinwetkitvanich |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Sopa Chinwetkitvanich |
| author_sort |
Sopa Chinwetkitvanich |
| title |
Effects of temperature on mixed culture PHA production using wastewaters |
| title_short |
Effects of temperature on mixed culture PHA production using wastewaters |
| title_full |
Effects of temperature on mixed culture PHA production using wastewaters |
| title_fullStr |
Effects of temperature on mixed culture PHA production using wastewaters |
| title_full_unstemmed |
Effects of temperature on mixed culture PHA production using wastewaters |
| title_sort |
effects of temperature on mixed culture pha production using wastewaters |
| publisher |
Chulalongkorn University |
| publishDate |
2006 |
| url |
http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1574 |
| _version_ |
1681410200557322240 |
| spelling |
th-cuir.15742007-12-21T03:48:04Z Effects of temperature on mixed culture PHA production using wastewaters อิทธิพลของอุณหภูมิต่อการผลิตพีเอชเอด้วยเชื้อผสมโดยใช้น้ำเสีย Sopa Chinwetkitvanich Thongchai Panswad Randall, Clifford W. Chulalongkorn University. Faculty of Engineering Polyhydroxyalkanoate Sewage--Purification--Activated sludge process--By-products Thesis (D.Eng.)--Chulalongkorn University, 2004 This study was divided into two parts; the first one was to investigate the effects of temperature and nutrients limitation on PHA production using synthetic wastewater. The preselected temperatures of 10, 20 and 30 ํC were investigated under three conditions, i.e., only either N or P limitation and combined N&P limitation. The two-stage operation approach, i.e.a growth phase followed by a nutrients limitation phase was employed. The second was to investigate the potential of using high-strength candy industrial wastewater (carbohydrate; 10000-20000 mg/l COD) as a substrate for PHA production. Two tropical temperatures of 20 ํC and Thai room temperature (28-31ํC) were investigated with combined N&P limitation condition. Also, the effect of increasing of COD loading on PHA production was studied. In the first part, temperature clearly affected PHA productivities and yields, i.e., high productivities and yields could be obtained at low temperatures.Considering effect of nutrients limitation, combined N&P limitation provided the best results regarding PHA production, whereas P limitation was not recommended for the production of a large amount of PHA due to its low productivity and yield. For example, the highest PHA contents and concentrations obtained during N limitation were 40 %TSS and 2830 mg/l at 20 ํC with the yield of 0.2 mg/mg COD[subscript u]. During P limitation, the 10 ํC system showed higher PHAproduction; the PHA content of 52 %TSS and concentration of 1491 mg/l with low yield of PHA of 0.05 mg/mg COD[subscript u]. For the N&P limitation experiments, PHA productions in both of 10 ํC and 20 ํC systems were not much different. The highest was 45 %TSS PHA content and 2133 mg/l PHA concentration. In the second part, the highest PHA contents reached 23.4 %TSS obtained from experiment at 20 ํC temperature. The increase of COD loading in the feeding could help promote the PHA production. The highest PHA content of 17.8 % of TSS was obtainedwith the fed COD loading of 5 g/l-d. However, the PHA productivities in this part were higher than those obtained in the first part due to much higher cell concentrations. In conclusion, activated sludge biomass is capable of accumulating substantial amount of PHA. Temperature has a significant effect on PHA production. Also, combined N&P or only N limitations stimulate better PHA production than mere P limitation. Though industrialwastewater has a potential to be a substrate for PHA production, the optimum operation needs more investigation. การวิจัยนี้แบ่งการศึกษาเป็นสองส่วนดังนี้ ส่วนแรกเป็นการศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิและการจำกัดธาตุอาหารที่มีต่อสมรรถนะการผลิตพีเอชเอ อุณหภูมิที่ใช้ในการทดลองได้แก่ 10 20 และ 30 องศาเซลเซียส โดยในแต่ละอุณหภูมิได้ทำการทดลองกับการจำกัดธาตุอาหาร 3 แบบ คือ 1) จำกัดเฉพาะไนโตรเจน 2) จำกัดเฉพาะฟอสฟอรัส และ 3) จำกัดทั้งไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ใช้รูปแบบการเดินระบบแบบ 2 ขั้นตอน ได้แก่ ขั้นตอนการเพิ่มจำนวนแบคทีเรียที่ผลิตพีเอชเอ แล้วตามด้วยขั้นตอนการจำกัดธาตุอาหารเพื่อกระตุ้นการผลิตพีเอชเอให้มากขึ้น ส่วนที่สองเป็นการศึกษาศักยภาพของการใช้น้ำเสียอุตสาหกรรมลูกกวาด (คาร์โบไฮเดรต; ซีโอดีประมาณ 10000-20000 มก./ล.) เป็นสารอาหารเพื่อการผลิตพีเอชเอ อุณหภูมิที่ใช้ในการทดลองส่วนนี้ ได้แก่ 20 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิห้องประเทศไทย (28-31 องศาเซลเซียส) การจำกัดธาตุอาหารใช้รูปแบบจำกัดทั้งไนโตรเจนและฟอสฟอรัส รวมทั้งศึกษาผลกระทบที่มีต่อการผลิตพีเอชเอจากการเพิ่มภาระบรรทุกสารอินทรีย์ในสารอาหารที่ป้อนให้ ในการทดลองส่วนแรก อุณหภูมิส่งผลต่ออัตราการผลิตและยีลด์ของพีเอชเออย่างเห็นได้ชัด นั่นคือ อัตราการผลิตพีเอชเอและยีลด์เพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ การจำกัดธาตุอาหารทั้งไนโตรเจนและฟอสฟอรัสให้ผลการผลิตพีเอชเอดีกว่าการจำกัดธาตุอาหารแบบอื่น ในขณะที่การจำกัดธาตุอาหารฟอสฟอรัสไม่ควรถูกนำไปประยุกต์ใช้ เนื่องจากให้อัตราการผลิตรวมทั้งยีลด์ค่อนข้างต่ำ ยกตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส กับการจำกัดธาตุอาหารเฉพาะไนโตรเจน ค่าสัดส่วนพีเอชเอต่อน้ำหนักแห้งมีค่าสุงที่สุด คือ ร้อยละ 40 โดยค่าความเข้มข้นพีเอชเอในระบบ คือ 2830 มก./ล. ค่ายีลด์ของพีเอชเอที่อุณหภูมินี้คือ 0.2 มก.พีเอชเอ/มก. ซีโอดีที่ถูกใช้ไป ในการทดลองจำกัดธาตุอาหารเฉพาะฟอสฟอรัส ที่อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส มีค่าสัดส่วนพีเอชเอต่อน้ำหนักแห้งมีค่าสูงที่สุด คือ ร้อยละ 52 ค่าความเข้มข้นพีเอชเอในระบบ คือ 1491 มก./ล. และมีค่ายีลด์ที่ค่อนข้างต่ำ คือ 0.05 มก.พีเอชเอ/มก. ซีโอดีที่ถูกใช้ไปสำหรับการทดลองจำกัดธาตุอาหารทั้งไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ผลผลิตพีเอชเอในการทดลองที่ 10 และ 20 องศาเซลเซียส แทบจะไม่แตกต่างกัน โดยค่าสัดส่วนพีเอชเอต่อน้ำหนักแห้งสูงสุด คือ ร้อยละ 45 และความเข้มข้นพีเอชเอ 2133 มก./ล. ในการทดลองส่วนที่สอง ค่าสัดส่วนพีเอชเอต่อน้ำหนักแห้งสูงสุดที่ผลิตได้ คือ ร้อยละ 23.4 ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส การเพิ่มภาระบรรทุกสารอินทรีย์ในสารอาหารที่ป้อนช่วยเสริมให้มีการผลิตพีเอชเอเพิ่มขึ้น ในการทดลองที่อุณหภูมิห้อง ...ค่าสัดส่วนพีเอชเอต่อน้ำหนักแห้งสูงสุดที่ได้ คือ ร้อยละ 17.8 ด้วยสารอาหารที่มีภาระบรรทุกสารอินทรีย์สูงถึง 5 กรัม/ลิตร-วัน อย่างไรก็ตาม อัตราการผลิตพีเอชเอที่ได้จากการทดลองในส่วนนี้เพิ่มมากกว่าที่ได้รับจากการทดลองในส่วนแรก ทั้งนี้เป็นเพราะความเข้มข้นสลัดจ์ในระบบค่อนข้างสูง ผลจากการศึกษานี้สรุปได้ว่า แอกทิเวเต็ดสลัดจ์มีศักยภาพในการสะสมพีเอชเอในปริมาณมากได้ อุณหภูมิส่งผลกระทบอย่างเห็นได้ชัดต่อการผลิตพีเอชเอ รูปแบบการจํากัดธาตุอาหารทั้งไนโตรเจนและฟอสฟอรัส หรือ จํากัดเฉพาะไนโตรเจนสามารถกระตุ้นการผลิตพีเอชเอได้ดีใกล้เคียงกันและมากกว่ารูปแบบการจํากัดธาตุอาหารเฉพาะฟอสฟอรัส นอกจากนี้ น้ำเสียอุตสาหกรรมถือได้ว่ามีศักยภาพในการเป็นสารอาหารสําหรับการผลิตพีเอชเอได้ แต่ควรมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงการเดินระบบให้เหมาะสมยิ่งขึ้น 2006-08-09T02:59:10Z 2006-08-09T02:59:10Z 2004 Thesis 9741747667 http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1574 en Chulalongkorn University 1986528 bytes application/pdf application/pdf Chulalongkorn University |