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研究生:李國旭
研究生(外文):Kuo-hsu Li
論文名稱:EDTA降解菌應用於含EDTA工業廢水生物處理研究
論文名稱(外文):Application of EDTA biodegradation bacteria on wastewater bio-treatment
指導教授:方鴻源方鴻源引用關係
指導教授(外文):Hung-yuan Fang
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:環境與安全工程系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:EDTA生物降解生物製劑印刷電路版工廠廢水處理
外文關鍵詞:EDTA、Biodegradation、 Bioaugmentation、PC board
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此研究為本實驗室(2000,陳)由台灣環境分離篩選降解EDTA之本土微生物--Burkhol cepacia YL-6。為提昇Burkhol cepacia YL-6降解EDTA之能力,嘗試添加光催化劑TiO2或Compound E為培養碳源,以提昇YL-6菌降解EDTA效能。
添加TiO2於YL-6菌培養過程,菌體量均維持在250 mg/L左右,並無明顯提升,由結果推論可能日光燈能量小於TiO2能隙因無法進行光催化反應。
以Compound E (1000 mg / L)代替EDTA當碳源,YL-6經2天培養菌體量可達1300 mg/L,菌體量明顯提高5倍。顯示YL-6 以Compound E以碳源時,可有效的提升YL-6菌之菌體量。降解Fe-EDTA及Cu-EDTA之效率分別為94 %及82 %。於最適生長條件下於發酵槽中進行批次追加擴大培養,經96小時後進入穩定生長期,菌體生長量可達3.6 g / L,生菌數為2.6 ×10 10 CFU / mL,並將醱酵菌液麩皮均勻混合後,於35 ℃溫風下乾燥48小時,製成生物製劑供廢水處理廠使用,製劑之生菌數可達6.5 ×1010 CFU /g product。生物製劑降解Fe-EDTA及Cu-EDTA之效率均可達100 %。
桃園之一家印刷電路版工廠廢水,原廢液pH約10.61,TOC 8750 ppm,EDTA 1.01 mM。廢水經10倍稀釋後並調pH值 至7.0,添加Na2S將CuS(s)沈澱析出,廢水經沈澱過濾將沈澱物分離,顏色從藍色變成透明無色,接入5 % YL-6菌液於含100 mL廢水培養基中,YL-6菌之生長略受抑制,EDTA去除率僅62 %,TOC去除率50 %。初步試驗顯示YL-6 菌株可以有效去除印刷電路版工廠廢水中之TOC及EDTA,擬再更進一步研究。
This study focuses to promote the capability of EDTA degradation of Burkhol cepacia YL-6 bacterium, EDTA degradation which was isolated from the environment of Taiwan, we try to add photocatalyst TiO2 to activate EDTA photodegradation or Compound E as carbon source to stimulate the growth of YL-6.
Cell concentration still keep the same about 250 mg/L, even TiO2 adding, there is no dramatically promote the cell growth. The result reveals that TiO2 can’t proceed photocatalytic reaction because the energy of lamplight is smaller than the requirement of photocatalytic RX.
To substitute EDTA with Compound E (1000mg/L) as a carbon source, the cell concentration can up to 1300 mg/L after 2 days incubation. It is obvious that Compound E as carbon source can promote cell growth five-fold, from 250mg/L to 1300mg/L. The study shows that using Compound E as a carbon source can increase the concentration of YL-6 effectively. The efficiency of degrading Fe-EDTA and Cu-EDTA are 94% and 82%. YL-6 strain was cultivated in the fermentor with compound E as carbon source under optimal condition, after 96 hours incubation, the maximun cell concentration reach to 3.6 g/L and possess a viable count of 2.6 ×1010 CFU/mL, then the broth mixed with wheat bran, and drying with warm wind under 35℃for 48 hours, and bioaugmentation agent was prepared for wastewater treatment, the bioaugmentation agents possess a viable count of 6.5 ×1010/g product. The degradation efficiency of bioaugmentation agent to Fe-EDTA and Cu-EDTA can reach 100% at 6 and 7days.
The characteristic properties from a PC board plants in Tao-Yuan, pH values is about 10.61, TOC 8750 mg/L, EDTA1.01mM. The wastewater is diluted and adjust pH value to 7.0. Then add Na2S to remove CuS(s), The color of wastewater turns from blue to transparent. Put 5 % YL-6 seed into 100 mL wastewater medium, YL-6 grow in wastewater with a little inhibation. The removal of EDTA and TOC are 62%, 50 %. The primary test reveals YL-6 can decontaminate TOC and EDTA from the wastewater of the PC board factory. Further study is keep going.
摘要 I
ABSTRACT II
致 謝 IV
目錄 V
表目錄 VIII
圖目錄 IX
一、緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目標 2
二、文獻回顧 3
2.1 EDTA物化特性 3
2.1.1 EDTA之毒性 4
2.1.2 EDTA之酸鹼性 5
2.1.3 EDTA螯合物之溶解度 6
2.1.4 EDTA螯合物之穩定常數 6
2.2 EDTA之製造 8
2.2.1 二段式生產法 8
2.2.2 一段式生產法 8
2.3 EDTA的應用概況 9
2.3.1 EDTA在印刷電路板工廠的應用 10
2.3.2 EDTA在醫藥上之應用 10
2.3.3 EDTA在土壤復育之應用 11
2.3.4 EDTA 在食品加工的應用 12
2.4 EDTA之物化處理 14
2.4.1 光解法 14
2.4.2 過氧化氫/紫外光程序法 15
2.4.3 電化學法 16
2.5 EDTA的回收 17
2.5.1 通直流電回收EDTA及重金屬 17
2.5.2 以pH變化回收EDTA 17
2.6 EDTA之生物處理 19
2.6.1 EDTA分解菌 19
2.6.2 EDTA之中間產物與降解途徑研究 20
2.7 二氧化鈦光催化原理及應用於EDTA情況 25
2.7.1 TiO2晶體結構 25
2.7.2 TiO2光催化基本原理 27
2.7.3 TiO2光催化反應類型 27
2.7.4 利用TiO2處理EDTA之情形 28
2.8 EDTA之生物處理應用於實廠之情況 29
2.9 EDTA微生物之營養需求 30
三、研究方法、材料及設備 31
3.1研究流程 31
3.2 實驗藥品 32
3.3 實驗設備 33
3.4 實驗方法 34
3.4.1 菌株來源 34
3.4.2 培養基 34
3.4.3 分析方法 35
3.5添加TiO2協助YL-6降解EDTA之可行性評估 38
3.5.1添加TiO2於培養基中對Cu-EDTA降解之影響 38
3.5.2 TiO2協助YL-6菌生物降解評估 38
3.6 YL-6 EDTA降解效能提昇 39
3.6.1 以Compound E代替EDTA為碳源 39
3.6.2 以Compound E為碳源降解EDTA情形 39
3.7 YL-6菌於印刷電路版廠廢水生長及降解情形 40
3.8 批式醱酵培養(Fed-Batch ) 40
3.8.1種菌培養 40
3.8.2 醱酵培養 40
3. 9微生物製劑化 42
3.9.1菌體回收及乾燥 42
3.9.2 製劑成品活菌數測定 42
四、結果與討論 43
4.1 添加TiO2協助YL-6降解EDTA之可行性評估 43
4.1.1 添加TiO2於培養基中對Cu-EDTA降解之影響 44
4.1.2 TiO2協助YL-6菌生物降解評估 45
4.2 YL-6 EDTA降解效能提昇 47
4.2.1 以Compound E代替EDTA為碳源 47
4.2.2 以Compound E為碳源降解EDTA情形 48
4.3 Burkhol cepacia YL-6之擴大培養 50
4.4 Burkhol cepacia YL-6菌製劑之效益評估 51
4.4.1 生菌數 51
4.4.2 生物製劑對EDTA降解能力 51
4.5 印刷電路廢水之特性 54
4.6 Burkhol cepacia YL-6應用於印刷電路板工廠廢水 55
4.6.1 Burkhol cepaceia YL-6於印刷電路版廢水之生長情形 57
4.6.2添加Na2S處理印刷電路板廢水之影響 57
五、結論 60
六、建議 62
參考文獻 63
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