Effect Of Famine-Phase Aeration On Polyhydroxyalkanoate Accumulation In Aerobic Granules - Thrumakunasagran, Vjayan (2018)
Polihidroksialkanoat (PHA) adalah polimer biodegradasi yang telah menarik minat dalam kalangan para penyelidik akhir-akhir ini. PHA boleh dihasilkan dengan menggunakan butiran aerobik yang merawat air sisa. Walau bagaimanapun, kos pengeluaran yang tinggi, terutamanya disebabkan oleh penggunaan pengudaraan yang tinggi, telah mengehadkan aplikasi biopolimer ini. Dalam kajian ini, kesan pengudaraan yang berubah-ubah dalam fasa substrat terhad ke atas keupayaan penumpukan PHA dan morfologi butiran aerobik telah disiasat. Empat reaktor penjujukan berkelompok telah diinokulasi dengan butiran aerobik dan dikendalikan pada kadar pengudaraan yang berbeza menggunakan air sisa kilang minyak sawit sebagai substrat tunggal. Kadar pengudaraan berterusan sebanyak 2.0 L/min digunakan dalam fasa substrat berlebihan (FSB) dan fasa substrat terhad (FST) untuk Reaktor 1 (kawalan). Sementara itu, kadar pengudaraan semasa FSB dalam Reaktor 2, 3 dan 4 adalah sama dengan Reaktor 1 manakala kadar pengudaraan semasa FST dikurangkan kepada 1.0 L/min, 0.5 L/min dan 0 L/min masing-masing dalam Reaktor 2, 3 dan 4. Keputusan Reaktor 1 menunjukkan bahawa lebih daripada 90% suapan COD berjaya disingkirkan secara purata dan kandungan PHA maksimum sebanyak 56% berat kering sel telah ternumpuk di dalam butiran aerobik. PHA yang terkumpul adalah kopolimer poli (3-hidroksibutirat-co-3-hidroksivalerat) (P3 (HB-co-HV)) dengan kandungan hidroksivalerat (HV) 21%. Butiran aerobik mempunyai saiz butiran purata, indeks isipadu enapcemar dan kandungan substrat polimerik sel (EPS) masing-masing sebanyak 1030 μm, 41 mL / g dan 829.50 μg / g biojisim. Sementara itu, kajian pengudaraan yang berubah-ubah mendedahkan bahawa semua butiran aerobik mencapai penyingkiran COD dan kandungan PHA yang sama, tanpa mengira kadar pengudaraan yang digunakan dalam FST. Terutamanya, apabila kadar pengudaraan yang rendah digunakan semasa FST, masa yang diambil untuk mencapai kandungan PHA maksimum telah menjadi singkat dengan ketara. Tambahan pula, perubahan komposisi PHA berlaku, di mana kandungan HV telah meningkat. Tambahan lagi, pengurangan kadar pengudaraan telah meningkatkan jumlah kandungan EPS dalam butiran aerobik, secara tidak langsung meningkatkan keupayaan pengenapan butiran. Pengurangan kadar pengudaraan dari 2.0 L/min ke 0.5 L/min telah mengakibatkan peningkatan saiz butiran dengan peratusan jumlah tertinggi. Sebaliknya, ketebalan lapisan mikroorganisma penumpukan PHA pada permukaan butiran didapati telah menurun apabila kadar pengudaraan dalam FST dikurangkan. Secara keseluruhan, hasil kajian menunjukkan bahawa keperluan pengudaraan dalam FST untuk penumpukan PHA dalam butiran aerobik adalah kurang penting. Penghasilan PHA dalam butiran aerobik di bawah pengudaraan sifar dalam FST boleh mengakibatkan pengurangan tenaga sehingga 74%, yang pada dasarnya dapat mengurangkan kos pengeluaran keseluruhan biopolimer ini.