臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要在探討隔板式內循環氣舉式反應器應用於處理丙酮廢氣時之相關設計，以及操作特性中上升區氣體滯留量、總氣體滯留量、下降區液體速度及氧氣質量傳送係數等有關之水力及質傳係數，並在最後進行丙酮廢氣處理之測試。在氣舉式反應器設計上，明確設計四大特性區域，可利於反應作用的完整；高的上升區縱橫比設計（操作縱橫比約為9），可以提高氣舉式反應器氣-液質傳效率及空床停留時間。總氣體滯留量（ ），在氣流量80 L/min，不含顆粒的條件下，最大值約為0.098，而顆粒含量的增加對於總氣體滯留量較無明顯之影響，僅使總氣體滯留量稍微減少。然而，不含顆粒的條件下，上升區氣體滯留量（ ）最大值約為0.155；顆粒含量的增加將造成上升區氣體滯留量隨之減少。下降區液體速度（ ）在供氣量80 L/min與顆粒含量1L條件下，為0.3039 m/s。氧氣質量傳送係數（ ）值在氣流量80 L/min，沒有顆粒的含量條件下，最大約為0.0646 s-1。由於顆粒含量的改變會導致上升區氣體滯留量隨之變動，亦造成反應器其他操作條件之改變。因此，當進行相關生物降解污染物的操作時，應需考量其顆粒填充量，以獲得最佳操作條件。在進料負荷3.84 g m-3 solution h-1（或35.5 g m-3顆粒h-1）下。丙酮的處理能力（EC）為，3.79 g m-3 solution h-1（或35.0 g m-3顆粒h-1），反應效率（RE）維持約在98.95％，證實本研究所設計之氣舉式反應器已初步確定其具有處理VOCs之功能。

目　錄摘　要 I 謝　誌 II 目　錄 III 表目錄 IV 圖目錄 V 第一章、研究緣起 1 第二章、文獻回顧 4 2.1 丙酮的簡介 4 2.2 丙酮廢氣的生物處理方法 6 2.3 氣舉式反應器及相關廢氣處理之研究 8 2.4 微生物固定化方法 11 第三章、材料與方法 14 3.1 實驗材料與設備 14 3.2 菌株來源 15 3.3 丙酮分析方法 16 3.4 固定化菌體 17 3.5 菌量測定方法 18 3.6 氣舉式反應器系統構造與操作 19 第四章、結果與討論 21 4.1 氣舉式反應器設計 21 4.2 氣舉式反應器操作參數測定 23 4.3 氣舉式反應器降解丙酮操作 26 第五章、結論 28 參考文獻 30 圖　表 35 表目錄 表1 常見的VOCs種類 35 表2 丙酮之物理化學性質 36 表3 VOCs的處理方法比較表 37 表4 Composition of acetone degradation medium. 38 表5 氣相色層分析儀之操作條件 39 表6 各種顆粒含量與氣流量下所得之 值 40 表7 各種顆粒含量與氣流量下所得之 值 40 表8 各種顆粒含量與氣流量下所得之 值 41 表9 各種顆粒含量與氣流量下所得之 值 41 圖目錄 圖1 『利用固定化菌株在氣舉式反應器處理丙酮廢氣』之研 究方針 3 圖2 VOCs處理方法分類 42 圖3 聚丙烯醯胺（polyacrylamide, PAA）固定化聚合物結構 式圖 42 圖4 氣舉式反應器裝置圖 43 圖5 在不同顆粒含量下，上升區氣體滯留量 與上升區空床 氣體速度 之關係 44 圖6 在不同供氣量下，上升區氣體滯留量 與顆粒含量之關 係 44 圖7 在不同顆粒含量下，總氣體滯留量 與上升區空床氣體 速度 之關係 45 圖8 在不同供氣量下，總氣體滯留量 與顆粒含量之關係 45 圖9 在顆粒含量4 L及供氣量5 L/min下，下降區酸鹼追蹤劑 pH值與時間之關係 46 圖10 在不同顆粒含量下，下降區液體速度 與空床氣體速度 之關係 46 圖11 在不同供氣量下，下降區液體速度 與顆粒含量之關係 47 圖12 在不含顆粒及不同供氣量下，溶氧濃度與時間T之關係 48 圖13 (1～4) 在不含顆粒且不同供氣量下， ln((CL*-CL)/(CL*-CLo))對時間T之關係 49 圖14 在不同顆粒含量下，氧氣質量傳送 與上升區空床氣體 速度 之關係 50 圖15 在不同供氣量下，氧氣質量傳送 與顆粒含量之關係： 在各種供氣量下溶氧濃度與時間T之關係 50 圖16 在菌體顆粒含量4 L，氣流量10 L/min，丙酮平均進口濃 度110 ppmv下，丙酮去除與時間關係 51

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