本研究以實驗室規模之活性污泥曝氣池及生物滴濾塔，試驗處理模擬受污地下水及土壤整治抽出排氣中甲基第三丁基醚(methyl tert-butyl ether, MTBE)成份。
活性污泥曝氣池法：曝氣槽為壓克力所構成之中空長方體，長、寬、高分別為0.4m、0.4m及3 m，其總容積為480 L。活性污泥液濃度約2,000-3,000 mg/L。在食微比F/M＝0.3 g BOD/g MLSS．Day的條件下，通入濃度180 mg/Am3之MTBE進行馴養，經30天後開始進行實驗。結果顯示，在入流MTBE濃度為610 mg/Am3，通氣量0.010 m3/min，曝氣強度0.063 m3/m3．min，活性污泥曝氣池液位高為1.0 m，污泥濃度2,600 mg/L之操作條件下，MTBE之平均去除率為93.6%。
生物滴濾塔主體設備為兩串聯壓克力管柱，管柱內徑0.2 m，高2.0 m，各管柱內填充1.35 m高之濾材(聚丙烯球體，比表面積為66 m2/m3)。結果顯示，在進口MTBE濃度分別為50、100及230 mg/Am3 (@27oC)，氣體流量0.050 m3/min (空塔流速0.027 m/s)，循環水流量為0.004 m3/min，pH介於6.8-7.2之條件下，連續操作八小時，使反應達一穩定狀態，其去除效率分別為40%、22%及15%。

In this study, a laboratory-scale activated sludge reactor and a biotrickling filter were constructed to study the removal of methyl tert-butyl ether (MTBE) from air vented from contaminated sites.
The activated sludge tank (0.4 m×0.4 m cross-sectional area, 3.0 m height, and 480 L total volume) was made by acrylic resin. A mixed liquor suspended solids (MLSS) concentration of 2000-3000 mg/L was maintained in the experimental mixed liquor and the sludge was acclimated for 30 days under selected conditions of a Food to Microorganism Ratio (F/M) of 0.3 g BOD/(g MLSS．day) and an influent gas MTBE concentration (C0) of 180 mg/Am3 (@27oC). Results on performance tests show that an average MTBE removal efficiency of 93.6% was obtained with the operation conditions of C0 of 610 mg/Am3 (@27oC), volumetric aeration rate of 0.063 m3/m3．min, MLSS of 2600 mg/L, and submerged liquid depth of 1.0 m.
The biotrickling filter was made by combining two same type of acrylic resin columns (each 0.2 m inner diameter, 2.0 m height, and packed with 900 pieces of polypropylene Pall rings to a height of 1.35 m) in series for the test gas flow and in-parallel for the trickling liquid flow. Each test was operated for 8 hours to reach a steady state for a set of selected conditions (gas flow rate 0.050 m3/min and superficial gas velocity 0.027 m/s, trickling liquid flow rate 0.004 m3/min and pH: 6.8-7.2, and liquid/gas flow ratio: 80 L/m3). Results show that the MTBE removal efficiencies from the influent gas were 40%, 22% and 15%, respectively, with C0 of 50,100 and 230 mg/Am3 (@27oC).

目錄
摘要…………………………………………………………………………………………… I
Abstract……………………………………………………………………………………… II
目錄……………………………...………………………………………………………….…... III
表目錄..….………………...………………………………………………………………….... VI
圖目錄..………….……………………………………………………………………………... VII
第一章 前言……………………….……………………………….……………………... 1
1.1研究緣起…………………………………………………..…………………… 1
1.2研究方法及目的…………………………………………..………………… 1
第二章 文獻回顧……………….……………………………….……………………... 3
2.1生物處理法概述…..…………………….…………………………………… 3
2.1.1生物濾床法…………………………………………………………… 6
2.1.1.1處理原理與設備…………….….………………………… 6
2.1.1.2濾料組成及處理條件………..………………………… 7
2.1.1.3處理能力及使用年限………..………………………… 7
2.1.1.4生物濾床法之優缺點………..………………………… 7
2.1.2生物滴濾塔法……………………………….……………………… 8
2.1.2.1處理原理與設備……………….…..……………………… 8
2.1.2.2適用性………………………..….…….……………………… 9
2.1.2.3設計及操作參數…………….…..………………………… 10
2.1.2.4生物滴濾塔法之優缺點……..………………………… 14
2.1.3生物洗滌法………………………………..…………………………… 14
2.1.3.1處理原理與設備…………………..……………………… 15
2.1.3.2生物洗滌法之優缺點…….……..……………………… 17
2.1.4活性污泥曝氣法…...…..…………………………………………… 18
2.1.4.1適用性………………………….……………………………… 19
2.1.4.2活性污泥曝氣法之優缺點……..…………………… 19
2.2活性污泥法相關文獻…………………….………….…………………… 22
2.3生物滴濾塔相關文獻…….………………………….…………………… 30
2.4 MTBE相關文獻……..………..….……….……..…….…………………… 35
第三章 實驗設備與方法……………………………………….……………………... 38
3.1實驗設備………………………………………………………………………… 38
3.1.1活性污泥曝氣池設備組成…………..………………………… 38
3.1.1.1曝氣槽主體部份……………………..………….………… 38
3.1.1.2營養源供應系統………………………….………..……… 38
3.1.1.3供試氣體供應系統……………………….……………… 39
3.1.2生物滴濾塔設備組成……………..…………..……..…….……… 41
3.1.2.1生物滴濾塔主體部份……….....…………….………… 41
3.1.2.2供試氣體供應系統……….……...…….…..……..……… 42
3.1.2.3循環水系統………………….….…………………………… 42
3.2實驗材料……..…………………………..……………………………………… 44
3.2.1植種污泥…………..……………….…..…..……………..…….……… 44
3.2.2藥品名稱……………………………….…..……………..…….……… 44
3.3實驗方法………………………………………………………………………… 45
3.3.1活性污泥曝氣池系統………….……...……………..…….……… 45
3.3.1.1活性污泥每日之換水量…….….……………………… 45
3.3.1.2微生物馴養………………….……………………………… 45
3.3.2生物滴濾塔系統…………………..….…….….……..…….……… 46
3.3.2.1清水試驗 (1天)……………….…….…………………… 46
3.3.2.2生物膜培養(17天)……………….……………………… 46
3.4實驗項目…………………………………………..…………………………… 47
3.4.1活性污泥曝氣池系統………….……….…………..…….……… 47
3.4.2生物滴濾塔系統……………..….…..………………..…….……… 49
3.5分析方法………………………………………………..……………………… 49
3.6「氣相-液相」質傳理論…..…..……………….…………………………… 51
第四章 結果與討論………………..………………..…..……….……………………... 53
4.1活性污泥曝氣池(AS)系統…………...………………………………… 53
4.1.1 AS法處理MTBE初步試驗…….…….…………..…….……… 53
4.1.2 AS法處理MTBE確認試驗………..……………..…….……… 55
4.2生物滴濾塔(BTF)系統……………….….…….………………………… 57
4.2.1不同進口濃度之結果…………..….……..…….…..…….……… 57
4.2.1.1 BTF法處理MTBE初步試驗…...………………… 57
4.2.1.2 BTF法處理MTBE確認試驗…...………………… 59
4.2.2不同填充高度之去除效率…….…..………….…..…….……… 61
第五章 結論與建議………………..…………………………….……………………... 63
5.1結論……………….……………………………..………………………………… 63
5.1.1 活性污泥曝氣池法部份…………..…...…………..…….……… 63
5.1.1.1 MTBE初步試驗………….……………….……………… 63
5.1.1.2 MTBE確認試驗…………………………….…………… 63
5.1.2 生物滴濾塔法部份……………………....…………..…….……… 64
5.1.2.1 MTBE初步試驗………….……………….……………… 64
5.1.2.2 MTBE確認試驗…………………………….…………… 64
5.2建議……………….………………………………..……………………………… 65
參考文獻………………..…………………………….………………..……….…….………. 66
附錄一 物質安全資料表(MTBE)….…….…………..…....……….…….………. 70
附錄二 BTF實驗操作記錄表…………..….…..…..………..……….…….………. 75
表目錄
表2-1 各種VOC控制技術比較……..……………..……………………….……... 4
表2-2 三種生物處理方式之比較…..……..….…..……………………….……... 21
表2-3 生物洗滌法－含丙酮排氣處理…….…..…….….……....……….……... 24
表2-4 生物滴濾塔法－樹脂製程排氣處理……..…………………….……... 33
表2-5 操作條件及結果(Nathalie et al.1999)……..….…..………….……... 37
表3-1 活性污泥曝氣池系統之營養鹽添加量…….………...……….……... 39
表3-2 活性污泥曝氣池系統藥品資料………….……………………….……... 44
表3-3 生物滴濾塔系統藥品資料……………..…..……………………….……... 44
表3-4 BTF法試程之操作參數……………….………..…………………...……... 46



圖目錄
圖2-1 有機廢氣處理技術成本與濃度之關係…..…..……………….……... 5
圖2-2 生物濾床排氣處理系統…………....………..……………………….……... 6
圖2-3 生物滴濾塔排氣處理系統……………..…..……………………….……... 9
圖2-4 生物洗滌排氣處理系統……………………..……………………….……... 17
圖2-5 15 cm直徑三層篩孔板生物洗滌塔…..………..……………….……... 24
圖2-6 樹脂製造排氣處理生物滴濾塔……………..……..…………….……... 33
圖3-1 活性污泥系統示意圖……………..…..……..……………………….……... 40
圖3-2 活性污泥系統底部散氣孔上視及正視圖………..………….……... 41
圖3-3 生物滴濾塔示意圖……………………..……..……………………….……... 43
圖3-4 氣相污染物在活性污泥混合液中之吸收模式……..…….……... 51
圖4-1 AS法處理排氣中MTBE初步試驗數據………..…………….……... 54
圖4-2 AS法確認試驗中MTBE去除率與進氣流量Q之關係…........ 56
圖4-3 BTF初步試驗數據…………………..….……..……………………….……... 58
圖4-4 MTBE進口濃度50 mg/Am3去除效率之時間變化……...….…... 60
圖4-5 MTBE進口濃度100 mg/Am3去除效率之時間變化….………... 60
圖4-6 MTBE進口濃度230 mg/Am3去除效率之時間變化..…...……... 61
圖4-7 不同填充高度(採樣點)之去除效率………..………………….……... 62

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