Unit rawatan biologi digunakan secara meluas untuk merawat air sisa
berkandungan organic tinggi seperti air sisa kilang minyak sawit (POME). Rawatan
yang boleh mengguna semula nutrien berguna daripada air sisa diperlukan untuk
meningkatkan kelestarian proses rawatan air sisa. Asid lemak mudah meruap (VFA)
berpotensi tinggi untuk pelbagai aplikasi misalnya pengeluaran biogas atau plastik
boleh dibiodegrasi. Pemulihan nutrien dalam bentuk gas metana (produk akhir
pencernaan anaerobik) telah dikaji dengan meluas tetapi kajian tentang peningkatan
VFA (produk perantaraan pencernaan anaerobik) masih terhad. Pengeluaran VFA
lebih dipilih daripada pengeluaran biogas kerana VFA boleh digunakan untuk
menghasilkan produk yang lebih berharga seperti polyhydroxyalkanoate (PHA)
(sejenis plastik boleh dibiodegrasi). Peningkatan pengeluaran VFA dicapai melalui
penghapusan proses metanogenesis. Dalam kajian ini, reaktor kelompok berjujuk
digunakan untuk memperkayakan biomas dalam rawatan anaerobic separa POME
untuk meningkatkan pengeluaran VFA. SBR bersaiz 8 L dan masa pengekalan
hidraulik adalah selama 5 hari. Kepekatan POME suapan mengandungi kira-kira
33400 mgCOD/L. Reaktor anaerobik berjaya meningkatkan pengumpulan VFA
kepada 10500 mg/L VFA (kira-kira 43.8% VFA dalam suapan). Analisis populasi
mikrob menunjukkan bahawa pertumbuhan metanogen telah ditindas dan tiada gas
metana dibebaskan semasa proses rawatan. Tambahan pula, didapati bahawa
peningkatan nitrogen ammonia telah meningkatkan jumlah pengeluaran VFA. Lebih
kurang 105.7% pengumpulan VFA dicapai pada nisbah COD: N kira-kira 40: 5. Walau
bagaimanapun, perencatan pengeluaran VFA berlaku pada kandungan nitrogen
ammonia yang lebih daripada 4000 mg/L beban kejutan. Selain itu, efluen dari reaktor
peningkatan VFA digunakan sebagai suapan untuk penghasilan PHA. Reaktor aerobic
pengeluaran PHA (AE1) menggunakan POME yang telah diperkayakan VFA mampu
mencapai pengeluaran kepekatan PHA lebih kurang 3773 mgPHA/L (pengeluaran
spesifik kira-kira 0.32 mgPHA/mgVSS). Hasil kajian ini menunjukkan bahawa
pemulihan VFA berpotensi tinggi untuk menghasilkan plastik boleh dibiodegrasi
(PHA). Selain itu, kinetik pertumbuhan mikrob telah dinilai untuk mikroorganisma
dalam reaktor peningkatan VFA dan reaktor pengeluaran PHA. Hasil kajian kinetik
pertumbuhan digunakan untuk mensimulasikan pengumpualan VFA dan pengeluaran
PHA dengan menggunakan perisian MATLAB.
_______________________________________________________________________
Biological treatment unit is widely used to treat high organic content
wastewater such as palm oil mill effluent (POME). A treatment that can salvage the
useful nutrient from the wastewater is needed to enhance the sustainability of the
wastewater treatment process. Volatile fatty acid (VFA) has high potential to be
applied on many application such as production of biogas or biodegradable plastic.
The recovery of nutrient in the form of methane gas (end-product of anaerobic
digestion) was well researched but the study on the enhancement of volatile fatty acid
(VFA) (intermediate-product of anaerobic digestion) was still limited. VFA production
is preferred over biogas production because VFA can be used to produce more valuable
product such as polyhydroxyalkanoate (PHA) (a type of biodegradable plastic). The
enhancement of VFA production was achieved through the elimination of
methanogenesis process. In this study, a sequencing batch reactor was used to enrich
the biomass in partial anaerobic treatment of POME to enhance the VFA production.
The SBR has a working volume of 8 L and hydraulic retention time of 5 days. The
influent concentration of POME contains about 33400 mgCOD/L. The anaerobic
reactor managed to increase the VFA accumulation to about 10500 mg/L total VFA
(about 43.8 % of VFA accumulation in the feed). The microbial population analysis
had revealed that the growth of methanogen was suppressed and no methane gas was
release during the treatment process. Further, it was discovered that the increase of
ammoniacal nitrogen has increased the total VFA production. About 105.7 % VFA
accumulation was achieved at COD:N ratio of about 40:5. However, inhibition on the
VFA production occurred at ammoniacal nitrogen content of more than 4000 mg/L
shock loading. Furthermore, the effluent from the VFA enhancement reactor was used
as the feed to produce PHA. The aerobic reactor accumulating PHA using VFA
enriched POME (AE1) has achieved output PHA concentration of about 3773
mgPHA/L (specific production of about 0.32 mgPHA/mgVSS). The results shows that
the recovery of the VFA has high potential to produce biodegradable plastic (PHA).
Additionally, the microbial growth kinetics was evaluated for the microorganism in
VFA enhancement reactor and PHA production reactor. The result of the growth
kinetics studies was used to simulate the VFA accumulation and the PHA production
by using MATLAB software.
Enhancement of volatile fatty acid production from anaerobic treatment of palm oil mill effluent_Lim Jing Xiang_K4_2019_MYMY