♻️ เมื่อบ่อ Anaerobic ต้องย่อยของที่มันย่อยไม่ได้

บทเรียนจากอุตสาหกรรมอาหารประเภทแป้ง...ที่แอบมีพิษซ่อนอยู่ 💥

“บ่อ Anaerobic ไม่ได้ออกแบบมาเป็นหม้อกวนแป้ง...
แต่หลายโรงงานกลับใช้มันแบบนั้นทุกวัน” 😅

💧 จุดเริ่มเรื่อง

ในอุตสาหกรรมอาหารประเภทหนึ่งที่ใช้ วัตถุดิบจากพืชหัวที่มีแป้งสูง
(อย่าง มันสำปะหลัง หรือพืชในตระกูลเดียวกัน 🌿)
น้ำเสียจะมีลักษณะพิเศษคือ

• มีแป้งและเส้นใยอินทรีย์ (starch & fiber) ปริมาณสูง

• มี สารประกอบไซยาไนด์ (Cyanide, CN⁻) จากพืชโดยธรรมชาติ

• และมักมีของแข็งขนาดใหญ่ (large organic solids) ที่ยังไม่ผ่านการย่อย

หลายโรงงานมีระบบ Anaerobic digester, Anaerobic basin อยู่แล้ว
แต่ไม่มี Pre-treatment หรือ Hydrolysis tank ก่อนเข้า
และเมื่อต้อง “กำจัดตะกอนเก่าหลายปี”
บางแห่งกลับเลือกวิธี “ดั๊มป์” ของแข็งเหล่านั้นกลับเข้าระบบอีกครั้ง 😨

⚠️ บ่อ Anaerobic เจอ “คาร์บอนระเบิด”

ระบบ Anaerobic ถูกออกแบบให้รับน้ำเสียที่ “ละลายแล้ว”
เพราะจุลินทรีย์ในนั้นไม่ได้กินแป้งทั้งก้อน
แต่มันกินกรดอินทรีย์ขนาดเล็กอย่าง Acetate, Propionate, Butyrate

เมื่อแป้งชิ้นใหญ่และของแข็งตกค้างถูกดั๊มป์เข้าไปพร้อมกัน
สิ่งที่เกิดขึ้นคือ “Carbon Shock Load”:

• ของแข็งตกก้นถัง → พื้นที่ย่อยจริงลดลง

• เกิดชั้นไขมันลอย (Scum layer) → Gas trapped

• จุลินทรีย์ Hydrolytic ทำงานไม่ทัน → เกิดกรดสะสม (VFA surge)

• pH ดิ่งจาก 7 เหลือ 5–6 ภายในไม่กี่วัน

• Methanogen “สลบ” → ก๊าซมีเทนหาย ระบบชะงัก

💬 พูดแบบ Aceken:

“โยนแป้งลงบ่อทีเดียวทั้งบ่อ ก็เหมือนบังคับให้ Methanogen แข่งกินบะหมี่ 10 กิโลใน 10 นาที” 🍜

☠️ ศัตรูเงียบจากพืชหัว — Cyanide ในบ่อ Anaerobic

หัวมันสำปะหลังและพืชแป้งบางชนิดมี cyanogenic glycosides (linamarin ซึ่งเป็นสารพิษธรรมชาติที่พบในพืชหลายชนิดโดยเฉพาะในรากและใบ) 
ซึ่งแตกตัวเป็น hydrogen cyanide (HCN) เมื่อสัมผัสน้ำ
สารนี้เป็นพิษต่อกลุ่มจุลินทรีย์โดยเฉพาะ Methanogen
เพียง 0.1–0.2 mg/L CN⁻ ก็เริ่มยับยั้งการสร้างมีเทนได้
และที่ระดับ ~1 mg/L ระบบอาจหยุดผลิตก๊าซโดยสิ้นเชิง [1], [3]

แต่ในทางปฏิบัติ...หลายบ่อยังรอดอยู่ได้
เพราะจุลินทรีย์สามารถ “ฟื้นตัว” และปรับตัวได้
โดยอาศัยเอนไซม์ที่มีอยู่ในพืชเอง เช่น

• β-cyanoalanine synthase

• rhodanese (เปลี่ยน CN⁻ → thiocyanate)

และเมื่อระบบมีค่า pH คงที่ (~7.0) และมี buffer พอ
เมทาโนเจนจะค่อย ๆ ปรับประชากรให้ทนต่อสารพิษมากขึ้น
เป็นสิ่งที่พบในงานวิจัยของ Cuzin & Labat [1]

💬 Aceken Quote:

“Cyanide ไม่ได้ฆ่าบ่อในวันเดียว —
แต่มันทำให้บ่อหมดแรงทุกวัน เหมือนคนอดกาแฟ” ☕

🔬 แล้วบ่อ Anaerobic ฟื้นได้ยังไง?

งานของ Zaher et al. [3] อธิบายชัดว่า
การฟื้นตัวของบ่อที่โดนไซยาไนด์เกิดจากกระบวนการ Hydrolysis & Adaptation

HCN + 2H₂O → HCOOH + NH₃

• Hydrolysis: Cyanide แตกตัวเป็น formate และ ammonia

• Formate: ถูกย่อยต่อโดย hydrogenotrophic methanogens → CH₄ + CO₂

• Ammonia: กลับมาเป็นแหล่งไนโตรเจนให้จุลินทรีย์

เมื่อระบบเริ่ม “ฝึกทน” ได้ →
ประชากร Methanogen จะเปลี่ยนไปเป็นสายพันธุ์ที่ทนพิษกว่า (acclimated community) [3], [4]

🧩 สิ่งที่ควรมีแต่ถูกมองข้าม

⚙️ แนวทางแก้ไขจาก Aceken

1️⃣ อย่าเทของเก่าเข้าทีเดียว — Feed เป็น Batch เล็ก ๆ
2️⃣ ตรวจค่า VFA/Alkalinity Ratio ถ้าเกิน 0.4 → หยุด feed
3️⃣ เติม NaHCO₃ / CaCO₃ เพื่อคงค่า pH
4️⃣ เพิ่ม Pre-treatment line ก่อน Anaerobic
5️⃣ ตรวจค่า CN⁻, COD, pH, Alkalinity ทุกวัน

💡 Ace Notes: ทำไมบ่อ Anaerobic บางแห่ง “ไม่ตาย” แม้มี Cyanide?

🔸 มีเอนไซม์ธรรมชาติในมันสำปะหลัง (β-cyanoalanine synthase, rhodanese) ช่วยสลาย CN⁻
🔸 Methanogen สามารถปรับตัวให้ทน CN⁻ ได้ถ้าระบบเสถียร
🔸 ปฏิกิริยา hydrolysis ของ CN⁻ จะสร้าง formate ที่ Methanogen ใช้ได้
🔸 การควบคุม pH, buffer, และโหลด เป็นหัวใจของการอยู่รอด [1]–[4]

💬 สรุปแบบ Aceken

“ระบบ Anaerobic ไม่ได้ย่อยทุกอย่างได้ในทันที —
มันเหมือนการหมักไวน์ 🍷 ต้องมีขั้นตอนและเวลา”

ถ้าเราป้อนเร็วเกิน หรือโยนทุกอย่างลงไปโดยไม่คัด
มันก็ไม่ต่างจากเอาผลไม้ทั้งสวนไปปั่นพร้อมก้านกับดิน —
ได้แต่น้ำขุ่น ๆ ที่ไม่มีใครอยากดื่ม 💧

⚡ Aceken Insight

“อย่าลืมว่าในธรรมชาติ แม้แต่พืชหัวก็มีพิษของมัน...
แล้วทำไมเราคิดว่าบ่อ Anaerobic จะรับมือได้ทุกอย่าง?” 😎

📚 References

[1] Cuzin, N. & Labat, M. (1992). Reduction of cyanide levels during anaerobic digestion of cassava. Int. J. Food Sci. Technol., 27, 329–336.
[2] Cuzin, N. et al. (1992). Methanogenic fermentation of cassava peel using a pilot plug flow digester. Bioresource Technol., 41, 259–264.
[3] Zaher, U. et al. (2006). Modelling anaerobic digestion acclimatisation to a biodegradable toxicant: application to cyanide. Water Sci. Technol., 54(4), 129–137.
[4] Fallon, R.D. (1992). Microbial cyanide metabolism under anaerobic conditions.

💬 Environmental Ace Serves
ลูกเสิร์ฟพิฆาต...เพื่อพิทักษ์สิ่งแวดล้อม 🎾💧