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利用流體化床的脫硝程序具有較高的擔體比表面積、高的生物污泥 度、 避免床體阻塞及佔地面積小等多項優點,為一高效率的水處理程序。本研 究乃嘗試建立充填著聚乙烯醇(PVA)固定化污泥的迴流式厭氧流體化床反 應器,並以添加甲醇作為碳源進行脫硝,去除水中高濃度的硝酸鹽。探討不 同M/N比對系統脫硝及出流水水質的影響,並以縮短水力滯留時間(HRT)方 式提高負荷以檢討系統忍受高水力負荷之程度。當入流水硝酸氮濃度為 100 mg N/l, HRT 為 4小時,體積負荷為0.6 g NO3--N/l‧d時,可達到完 全脫硝之最小M/N比為2.77,低於此值無法達完全脫硝,造成出流水硝酸氮 及亞硝 酸氮的濃度增加。當M/N 比高於2.77 ,雖可完全脫硝且發現甲烷 氣之生成,但因甲烷產有限,造成出流水仍有剩餘之甲醇。經COD及甲醇的 質量平衡證實,M/N比小於2.77時,出流水仍有偏高的非生物分解性COD殘 留,此COD物質可能因碳源不足時,細胞行內生呼吸的脫硝作用,而由細胞分 解之殘留物所貢獻。另外,當M/N 比大於2.77,系統除了脫硝及甲烷生成消 耗甲醇外,由質量平衡之結果顯示存在未知的代謝作用將甲醇轉換為其他 非甲醇型 COD之中間產物。經由菌體顆粒的蛋白質測定,可間接估算顆粒 中的菌體含量,結果顯示本系統的淨比生長速率介於0.0077 ~0.057day-1, 與懸浮污泥培養系統相比較下,固定化污泥系統有相當低的外觀比生長速 率特性,亦即有較低的菌體產量之優點。經由顆粒的機械強度測定,顯示本 研究所使用的PVA 固定化顆粒操作長達一年半以上,其機械強度及生化活 性均十分穩定,可供長期之操作。
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