臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要利用無機顆粒使用在以不織布(nonwovens)做為薄材的薄膜生物處理程序(Membrane Bioreactor, MBR)中，探討無機顆粒阻塞在薄膜對出流水特性與通量(flux)的影響，以及不織布對無機顆粒過濾機制。
不織布是MBR所使用的新穎膜材，本研究所使用的不織布是膜平均孔徑為30 μm，大於一般傳統性膜材(MF、UF)的孔徑。無機顆粒是選用二氧化鈦顆粒，其粒徑大小有三種，分別是0.2-0.4 μm 、1.0-2.0 μm、42 μm。於進行無機顆粒過濾實驗之前，先以清水進行不織布的清水通量實驗。無機顆粒過濾實驗分為三大階段：第一階段是改變進流及反應槽內之二氧化鈦顆粒粒徑；第二階段是改變水力停留時間；第三階段是改變曝氣強度。
於每個階段實驗中，發現通量的表現在操作時間內皆能呈現穩定的狀態，並沒有明顯的減少，其中以水力停留時間2小時的操作時減少8.84%為最多；曝氣強度8.0 L min-1時減少0.19%為最少。由出流水的重量分析與粒徑分析中，粒徑為42 μm的二氧化鈦最容易被不織布過濾，操作時間8小時內即能被薄膜完全的過濾。再經由SEM發現，薄膜不能完全的有效過濾粒徑較小且單一粒徑的顆粒，但在粒徑範圍廣時，粒徑較小的顆粒除了吸附在薄膜纖維之外，也吸附在粒徑大的顆粒及被大顆粒間孔隙所篩濾。

This present research mainly use inorganic particles in nonwoven membrane bioreactor. The fouling of the inorganic particles in the membrane to the flux is discussed, as well as the filtering effect of inorganic particles to nonwovens.
Nonwovens is a novel membrane material which MBR uses. The nonwovens used in the present research has an average aperture 30 μm, which is larger than the traditional membrane material (MF, UF). The inorganic particles selects titanium dioxide particles, they have three kinds of particle size, i.e.,0.2-0.4 μm, 1.0-2.0 μm, 42 μm. To carries on the inorganic particles filters before the experiment, first to the clear water carries on the clear water flux experiment which nonwovens. The inorganic particles filtering experiment is divided into three stages: The first stage is changes the titanium dioxide particles size; in the second stage the initia Hydraulic Retention Time is changed; in the third stage the aeration intensity is varied.
In every stage of the experiment, we discovered that the flux all can reach stable condition during the operating time, certainly not obvious reduction, by initial Hydraulic Retention time 2 hours operations when reduces 8.84% for to be most; when the aeration intensity is 8.0 L min-1 reduces 0.19% for to be least. By SS and the particle size analysis, the particle size is 42 μm titanium dioxide is easily nonwoven to filter, in the operating time 8 hours namely can by membrane complete filtering. Through SEM we discovered that the membrane cannot effectively filter those with smaller and single size particless, but is broad when the particle size scope, particle size smaller particles besides adsorption in membrane fiber, also adsorbs in the particle size big particles and is sieved by the big inter-particless hole filters.

第一章 前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的與內容 2
第二章 文獻回顧 3
2.1薄膜生物處理器(MBR) 3
2.1.1 MBR薄膜種類 5
2.1.2 MBR程序型式 7
2.1.3 固液分離MBR型式技術 9
2.2 薄膜過濾機制 13
2.2.1 微孔性膜材之結構及其過濾機制 18
2.2.2 不織布膜材之結構及其過濾機制 18
2.3 不織布應用 20
2.3.1 地工織物過濾排水原理 20
2.3.2 過濾排水機制 21
2.3.3 空氣過濾 23
第三章 研究方法與設備 25
3.1 研究方法 25
3.1.1 研究架構 25
3.1.2 實驗配置與設計 26
3.2 實驗設備 29
3.2.1 MBR模型廠 29
3.2.2分析方法及設備 30
3.2.3 實驗材料 31
第四章 結果與討論 32
4.1 MBR反應槽清水通量變化特性 32
4.2顆粒粒徑對薄膜過濾機制之探討 34
4.2.1 顆粒粒徑為0.2-0.4μm之結果分析 34
4.2.2 顆粒粒徑為1.0-2.0μm之結果分析 38
4.2.3 顆粒粒徑為43μm之結果分析 42
4.2.4 顆粒粒徑對薄膜過濾機制綜合討論 45
4.3 通量對薄膜過濾機制之探討 47
4.3.1水力停留時間為2 hr之結果分析 48
4.3.2水力停留時間為4 hr之結果分析 53
4.3.3水力停留時間為6 hr之結果分析 58
4.3.4水力停留時間為8 hr之結果分析 63
4.3.5 通量對薄膜過濾機制綜合討論 68
4.4曝氣強度對薄膜過濾機制之探討 72
4.4.1 曝氣強度為1.5 L min-1之結果分析 73
4.4.2 曝氣強度為3.0 L min-1之結果分析 78
4.4.3 曝氣強度為6.0 L min-1之結果分析 83
4.4.4曝氣強度為8.0 L min-1之結果分析 88
4.4.5 曝氣強度對薄膜過濾機制綜合討論 93
第五章 結論與建議 98
5.1 結論 98
5.2 建議 99