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研究生:蔣國良
研究生(外文):Kuo-Liang Chang
論文名稱:以生物濾床處理實廠銅箔基層板製程排氣中揮發性有機物丁酮之研究
論文名稱(外文):Performance Study on the Treatment of Gas-born MEK Generated from a Copper Clad Laminate by A Pilot Biofilter Packed with Fernchips
指導教授:周志儒周志儒引用關係
指導教授(外文):Chih-Ju Jou
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄第一科技大學
系所名稱:環境與安全衛生工程所
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:二氧化碳轉化率生物濾床蛇木屑揮發性有機物
外文關鍵詞:Carbon dioxide yield ratioBiotrickling biofilterFern chipsVolatile Organic Compounds
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本研究以蛇木屑為生物濾床之填充材質,作為移除銅箔基層板(Copper Clad Laminate;CCL)製造程序揮發性有機物(Volatile Organic Compounds, VOCs)尾氣中之丁酮(Methyl Ethyl Ketone, MEK),探討生物濾料(蛇木屑)對MEK之去除率、體積去除能力、VOCs-MEK轉化為二氧化碳之轉化率等數據,以做實場處理設施設計依據。
模場設備為一雙層式壓克力製生物濾床,每層內尺寸為0.40 m × 0.40 m × 0.70 mH,氣體空塔停留(EBRT)時間為76.8秒,以即溶奶粉作為營養源,實場進氣(influent)丁酮濃度16~4972 mg/Nm3(平均值905.4 mg/Nm3),有機負荷(L)在0.75~233 g MEK/Nm3.hr(平均值 42.4 g MEK/Nm3.hr);測試結果顯示,排氣(effluent)濃度為0~2350 mg/Nm3(平均值為222.9 mg/Nm3),平均去除率為88.8%。有機負荷L值介於0~50 g MEK/Nm3.hr時,濾料去除VOCs之體積去除能力K值為0~50 g MEK/Nm3.hr,K與L成正比關係,其關係式為K = 0.96 L,即為去除率大於96%以上。另一方面,CO2轉化率(yield)結果顯示,VOCs廢氣分解轉化成二氧化碳之轉化率為117�b34%,平均轉化率為103%,顯示去除之MEK已完全轉化為二氧化碳,效果非常良好。
生物濾床填充材蛇木屑之處理技術實測與現行回轉蓄熱式焚化爐 (Rotary Recuperative Thermal Oxidizer, RRTO)相較之下,生物處理每年營運操作費(燃料+電費+設備維修費)可節省約NT$ 750萬元,並可減少CO2排放量約890 T•CO2/yr,故採生物濾床填充蛇木屑之處理而言,為節能與減碳之處理技術。
Removing methyl ethyl ketone (MEK) from the emission of industrial processes manufacturing copper clad laminate (CCL) using a biological trickling filter packed with fern chips as the media was studied. Data collected on the removal efficiency, unit removal capacity, and conversion of MEK into carbon dioxide will be used for future design and operation of a full-scale treatment process.
The two-stage pilot biological filter was made of acrylic plastic material with inside dimensions of 0.40 m × 0.40 m × 0.70 mH to provide 76.8 s. retention time. Concentrations of MEK in the gaseous influent varied from 16 mg/Nm3 to 4972 mg/Nm3 (average 905.4 mg/Nm3 ); the organic loading rates were between 0.75 g MEK/Nm3.hr and 233 g MEK/Nm3.hr (average 42.4 g MEK/m3.hr). The results show that the effluent contains 0 mg/Nm3 to 2350 mg/Nm3 MEK (average 222.9 g mg/Nm3) with 88.8% average removal efficiency. When the organic loading rate (L) is between 0 g MEK/Nm3.hr and 50 g MEK/Nm3.hr, the volumetric removal capacity for the media (K) varies from 0 g MEK/Nm3.hr to 50 g MEK/Nm3.hr. There is a linear relationship between K and L values, i.e. K = 0.96 L, indicating that the removal efficiency is greater than 96%. Additionally, data on the yield of CO2 reveal that all removed MEK has been converted to CO2 .
Compared with the rotary recuperative thermal oxidizer (RRTO) process that is currently used for treating emission containing organic substances, the biofilter will save about NT$ 7.5 millions (US 25 Millions) while reducing the emission of 890 tons of CO2 per year.
中文摘要  i
英文摘要  ii
誌謝    iv
目錄    v
表目錄   viii
圖目錄   ix
壹、緒論  1
一、研究背景及動機  1
二、研究內容及目的  3
貳、文獻回顧  4
一、空氣污染物VOCs  4
二、臭氧與溫室氣體  6
三、VOCs對環境與人體的影響  9
四、銅箔基板製程VOCs  11
五、VOCs 廢氣處理  12
六、生物處理法  14
七、生物濾床處理效率之關鍵因素  23
(一)廢氣進流  23
(二)空塔停留時間、有機負荷  23
(三)濾料  25
(四)含水率控制  26
(五)啟動與植種  26
(六)濾料pH值調整  27
(七)進氣溫度  27
(八)營養源  27
參、研究設計與方法  29
一、研究設備  29
二、研究材料  32
(一)濾料  32
(二)藥品  35
(三)測試氣體  35
三、研究方法  37
(一)微生物馴養  37
(二)操作條件  37
(三)每日現場分析儀器及方法  37
(四)實驗室採樣及分析項目與方法  38
肆、結果與討論  44
一、廢氣導入測試  44
二、生物濾床測試項目及記錄 47
三、生物濾床廢氣濃度變化 47
四、丁酮去除效率之探討 49
五、去除能力及計算公式 51
六、二氧化碳產量與轉化率(yield) 54
七、SCOD之變化 58
八、廢液pH值之變化 60
九、濾料含水率 62
十、生物濾床溫度 64
十一、處理設備RRTO及生物濾床成本分析 66
伍、結論與建議 75
一、結論 75
(一)濾料與營養源 75
(二)丁酮有機負荷及去除能力 75
(三)二氧化碳轉化率 76
(四)廢液pH值之變化 76
二、建議 77
參考文獻  78
附錄一   81
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