臺灣博碩士論文加值系統

熱可塑性聚氨酯彈性體TPU是由二異氰酸二苯甲烷(MDI)及聚酯多元醇所組成的高分子材料，廣泛地被應用在鞋底材料、運動用品及合成皮的製造。而聚酯多元醇為TPU的主要原料，製造過程中會有高濃度低水量特性廢水的產出，如無妥善處理，極可能貢獻為該產業環境污染的主因。
本研究利用生化甲烷產能試驗(BMP test)及厭氧毒性檢定(ATA test)兩種方式，測定不同濃度聚酯多元醇產出廢水之厭氧生物處理可行性，目的在測試此類廢水是否會對厭氧細菌有抑制或毒害，來判斷該股廢水是否適合使用厭氧生物處理，進一步希望能將相關數據提供作為模廠測試或實廠運作時濃度調配的參考。本研究一共測試四股廢水，實驗結果顯示，A廠HPBA廢水進行BMP test可得71% 之COD去除率，為四股廢水中最高者，對照其產氣量也是四股廢水中最佳的。但A廠HPBA廢水之比甲烷產氣率於COD 測試濃度8000mg/L以上時便會產生抑制，此抑制原因推論為廢水濃度太高而對厭氧細菌產生毒害，如果厭氧細菌長期處於該濃度廢水中，可能會導致厭氧細菌死亡而失去處理廢水的能力。其餘各股廢水則皆無明顯抑制或毒害現象，但因為HPBA此股廢水占A廠水量2/3，是此製程中產出量最大的廢水，為了避免廢水濃度太高造成厭氧細菌抑制或毒害的現象，建議在下一階段模廠測試時將進流水COD 濃度控制在8000mg/L以下，以維持最佳的處理效率。ATA test中每股廢水產氣量均高於空白組，推論此類高濃度聚酯多元醇產出廢水對厭氧細菌無明顯毒害現象，可以進行厭氧生物處理。

Thermoplastic polyurethane (TPU) is a polymer material composed of methylene bisphenyl isocyanate (MDI) and polyester polyol . With widely useful properties, TPU has been employed in sole materials, sporting goods and synthetic leathers. Polyester polyol is the major component of TPU, however, may generate wastewater containing water-insoluble high molecular weight, which would become a leading cause of environmental pollution if not properly handled.
Biochemical methane potential test (BMP test) and anaerobic toxicity assay test (ATA test) were applied in this study for examining the wastewater of polyester polyol at different concentrations and its feasible treatment to anaerobic biological wastewater. Through this way, we could find out whether the wastewater curb or poison the anaerobic bacterium, thereby deciding the wastewater’s suitability as the use of anaerobic biological treatment. Meanwhile, it could offer the data on the test of model assessment or concentration adjustment for actual operation. There were four types of wastewater being tested during this research. The result of BMP test applying in HPBA wastewater of factory A came out 71% as the highest COD removal efficiency and also performed the most effective gas production amongst all wastewater. However, if the methane gas production shown more than 8000 mg/L at COD concentration would cause inhibition of anaerobic bacterium. This may explain the higher concentration of wastewater causing death of anaerobic bacterium and thus make them disable to manage the wastewater if they stay in this difficult situation for long. The other three types of wastewater remained normal. Due to HPBA wastewater accounted for 67% of total water consumption and was the largest amount wastewater in this process. The result suggested that the COD concentration should be controlled under 8000 mg/L in order to maintain the efficient process. Each gas production of four types of wastewater in ATA test presented higher than the control group, which means, the wastewater from high concentration of polyester polyol did not harm any anaerobic bacterium and was able to perform anaerobic biological treatment.

目錄

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅲ
目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅸ
圖目錄 Ⅹ
第一章 前言 1
第一節 研究緣起 1
第二節 研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
第一節 多元醇介紹(Polyol) 3
一、聚酯多元醇種類 3
(一) 己二酸系聚酯多元醇 4
(二) 醇酸系聚酯多元醇 4
(三) 己內酯聚酯多元醇(PCL) 4
二、聚酯多元醇的物化特性及用途 4
三、聚酯多元醇的製造方法 5
第二節 聚酯多元醇廢水特性說明 6
第三節 厭氧微生物處理基本機制 8
一、水解階段 8
二、產酸與脫氫階段 9
三、甲烷發酵階段 9
第四節 上流式厭氧污泥床(UASB) 10
一、上流式厭氧污泥床(UASB)簡介 10
二、影響UASB的因素 11
(一)溫度 11
(二)pH 12
第五節 常見的高濃度廢水處理方式 13
一、焚化處理 14
二、高級氧化處理 15
(一)Fenton法 15
(二)光化學法 15
(三)高效率電解處理 16
第六節 厭氧微生物分解可行性評估 16
一、生化甲烷產能試驗(Biochemical Methane Potential, BMP test)17
二、厭氧生物氫氣產能試驗(Biochemical Hydrogen Potential, BHP
test) 17
三、厭氧毒性檢定(Anaerobic Toxicity Assay, ATA test) 18
(一)分解性 18
1.可分解性的抑制物質 18
2.不可分解性抑制物質 18
(二)可逆性 19
1.毒害性抑制物質 19
2.可逆型抑制物質 19
(三)可馴養性 19
(四)累積性 19
(五)阻隔抑制性 19
第三章 材料與方法 21
第一節 實驗架構 21
第二節 實驗設備與分析方法 21
一、實驗設備 21
二、分析方法 22
(一) pH測定 22
(二) COD測定 22
第三節 污泥來源及前置處理 22
第四節 實驗用藥品 23
第五節 樣本來源 24
第六節 實驗方法 24
一、污泥前處理 25
二、廢水前處理 25
三、生化甲烷產能試驗(BMP test)樣品上機前程序 26
四、厭氧毒性測定(ATA test)樣品上機前程序 26
五、上機後需注意事項 31
六、實驗結束後需進行程序 31
第四章 結果與討論 32
第一節 廢水背景資料調查 32
第二節 兩廠廢水之BMP分析結果 36
一、各型號的酯化廢水BMP test 結果 37
(一) A廠LPBA廢水之 BMP test 結果 37
(二) A廠HPBA 廢水之BMP test 結果 38
(三) A廠HPEBA 廢水之BMP test 結果 41
(四) B廠CHPBA 廢水之BMP test 結果 42
二、同濃度不同型號的酯化廢水BMP實驗結果 45
(一) 2000mg/L濃度下各型號廢水於BMP實驗中的產氣狀態 45
(二)4000mg/L濃度下各型號廢水於BMP實驗中的產氣狀態 46
(三) 6000mg/L濃度下各型號廢水於BMP實驗中的產氣狀態 49
(四) 8000mg/L濃度下各型號廢水於BMP實驗中的產氣狀態 49
(五) 10000mg/L濃度下各型號廢水於BMP實驗中的產氣狀態 52
三、各型號酯化廢水比甲烷產氣率比較 53
(一) LPBA 比甲烷產氣率 53
(二) HPBA 比甲烷產氣率 53
(三) HPEBA 比甲烷產氣率 55
(四) CHPBA 比甲烷產氣率 55
(五) A廠比甲烷產氣率 57
第三節 兩廠ATA分析結果 59
(一)A廠LPBA 廢水之ATA test結果 61
(二)A廠HPBA 廢水之ATA test結果 61
(三)A廠HPEBA 廢水之ATA test結果 64
(四)B廠CHPBA 廢水之ATA test結果 64
第四節 綜合討論 67
第五章 結論與建議 69
第一節 結論 69
第二節 建議 70
參考文獻 71

中文文獻

圖書
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http://www.tridenti.com.my/anaerobic-treatment-sys.php

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