動態生物濾床模式

態的濾床研究（Shareefdeen and Baltzis，1994；Deshusees et al.，1995a，

1995b，1996；Zarook et al.，1997a，1997b；Hodge and Devinny，1995；

Amanullah et al.，1999）。

1995），建議使用

γ ₁ = 1 2

。

兩模式在與實驗數據相比較之下，發現一般模式所預測的成果較 為接近實驗結果，且模式也能預測停止後重新啟動這期間（暫態）的 行為。隨後 Zarook et al.（1997b）使用相同的概念及解法，提出多種 污染物混合的暫態生物濾床模式，都到相同的結果，一般模式的預測 值與實驗數值較為一致。

Hodge and Devinny（1995）提出處理乙醇的暫態模式，氣體為塞 狀流通過濾床並以軸向分散，將生物膜與固體（濾料）視為同一相，

所裡沒有生物膜中的擴散及吸附過程。用 LDF （linear driving force）

model 來估計進入固體的質傳速率，稱為線性驅動力是指在固體與液 體間的質傳速率與平衡濃度跟界面濃的差量成比例。考慮因二氧化碳 的累積成造 pH 值變化，計算總鹼度，利用 1.91g CO

2

/g C

2

H

5

OH 的關 係，評估濾床中 pH 值的變化量。假設條件生物降解為一階反應，氧 氣為過量的情況，然而 Zarook et al.（1996）提出氧氣假設為過量是 不好的，尤其在高濃度污染物進料條件。

Deshusees et al.（1995a）所提出以 MEK（methyl ethyl ketone）

及 MIBK（methyl isobutyl ketone）為基質的暫態生物濾床模式，考慮 氣相、生物膜及吸附相，生物膜分布為圖 2–4 中的 CASE I，可同時 降解兩種基質，有基質抑制現象發生，假設氧氣為過量，因為從實驗 的結果已經證實，在濾床同時處理 MEK 及 MIBK 時，氧氣的限制不 會發生，（Deshusees et al.，1996）。

因此從數個研究（Zarook et al.，1997a；Deshusees et al.，1995a，

1995b；Hodge and Devinny，1995）中可發現污染物為親水性或疏水 性會影響濾床中可利用的氧氣是否量。就普遍的生物濾床而言，因為 生物膜很薄而且進流濃度也彽，所以氧氣限制狀況不常有，但濾床處

理高負荷乙醇時，發生濾床酸化現象或中間產物產生，則可能會造成 氧氣的限制；在生物洗滌塔（bioscrubber）中，有高濃度的污染物及 高的擴散阻力，所以氧氣限制很可能發生（Deshusees et al.，1996）。

Howell and Atkinson（1976）提出一個計算式用來評估生物膜內是否 會造成溶氧不足，如下：

lsi o S

lOi s O

C V D

C V

= D

ϕ

（2-50）

D o

和

D _s

分別是氧氣及污染物在生物膜的有效擴散係數

C loi

和

C _lsi

分別是氧氣及污染物在生物膜表面的濃度

V o

和

V _s

分別是氧氣及污染物的利用係數

ϕ

代表溶氧指標，若

ϕ < 1

就是溶氧不足，即氧氣限制發生，反之則不 會有溶氧不足的問題。

Amanullah et al.（1999）提出的暫態模式，假設氣體為塞狀流通 過濾床並以軸相分散，生物降解發生在生物膜內與吸附劑中，吸附的 生物降解氧氣為過量，生物膜密度與厚度為定值，因為濾床中的污染 物濃度通常很低，所以假設為恆溫吸附是線性行為，用 LDF model 來估計進入固體的質傳速率，利用 Fan et al.（1990）提出的生物膜密 度關係式修正污染物與氧氣的擴散係數。分別對多個文獻的研究做測 試，在不確定生物膜厚度及比表面的狀況下（這些量都無法準確的量 測），建議使用 LDF model 作預測，因為所預測結果將會較為適合與 合理。隨後操作使用堆肥/活性碳為濾料的生物濾床來處理 MEK

（Amanullah et al.，2000），從實驗中證實 LDFB（linear driving force biofiltration）model 可以表現出生物濾床的動力特徵，在研究並發現 添加（如活性碳）或使用具有高吸附能力的物質為濾料，可以減小因 進料變動而對濾床所造成的衝擊，而且在活性碳濾床中的去除能力較 堆肥濾床高出 50∼75％，在 Abumaizar et al.（1997）的研究中也證明，

用堆肥生物濾床處理 BTEX 時，添加活性碳可以增加去除效率。

在文檔中 目 錄 (頁 38-41)