批次添加乙酸、丙酸、丁酸及戊酸於 UASB 批次反應槽操作之情形

本試驗添加 4 g乙酸、丙酸、丁酸及戊酸於批次反應槽，每批次進行 6 天，藉 由水質分析與有機酸微生物之檢測，探討添加乙酸、丙酸、丁酸及戊酸對UASB批 次反應槽中有機酸微生物族群之探討。

一、 UASB 批次反應槽操作參數分析

乙酸混合液懸浮固體物濃度（Mixed liquid suspended solid, MLSS），圖 4-1 為第 0 天至第 6 天 UASB 批次反應槽添加乙酸 MLSS 變化之情形，MLSS 平均濃 度為 22785 ± 2156.6 mg/L，結果顯示，UASB 批次反應槽之污泥狀態皆為穩定。

丙酸混合液懸浮固體物濃度，圖 4-2 為第 0 天至第 6 天 UASB 批次反應槽添 加丙酸 MLSS 變化之情形，MLSS 平均濃度為 22470 ± 1370 mg/L，結果顯示，

UASB 批次反應槽之污泥狀態皆為穩定。

丁酸混合液懸浮固體物濃度，圖 4-3 為第 0 天至第 6 天 UASB 批次反應槽添 加丁酸 MLSS 變化之情形，MLSS 平均濃度為 24310 ± 1133.3 mg/L，結果顯示，

UASB 批次反應槽之污泥狀態皆為穩定。

戊酸混合液懸浮固體物濃度，圖 4-4 為第 0 天至第 6 天 UASB 批次反應槽添 加戊酸 MLSS 變化之情形，MLSS 平均濃度為 23908.3 ± 562.7 mg/L，結果顯示，

UASB 批次反應槽之污泥狀態皆為穩定。

圖 4-1 添加乙酸之槽 MLSS 趨勢圖

圖 4-2 添加丙酸之槽 MLSS 趨勢圖 0

10,000 20,000 30,000 40,000 50,000

0 1 2 3 4 5 6

MLSS (mg/L)

Operation Time (days)

乙酸-厭氧MLSS

0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000

0 1 2 3 4 5 6

MLSS (mg/L)

Operation Time (days)

丙酸-厭氧MLSS

圖 4-3 添加丁酸之槽 MLSS 趨勢圖

圖 4-4 添加戊酸之槽 MLSS 趨勢圖

二、 酸鹼值（pH）與溫度（Temperature）本研究溫度與 pH 控制於此一操作範圍 內

示第 0 天至第 6 天，批次反應槽內平均 pH 值為 6.3± 0.3 ，溫度平均為 28.2± 1.9

圖 4-7 添加丁酸之槽溫度與 pH 變化趨勢圖

圖 4-8 添加戊酸之槽溫度與 pH 變化趨勢圖 三、 氧化還原電位（Oxidation reduction potential, ORP）

本試驗添加不同有機酸時，透過ORP之監測，可瞭解批次反應槽內污泥生長

酸批次槽ORP平均為-332.0 ± 13.4 mV。

圖 4-9 乙酸批次試驗之 ORP 趨勢圖

圖 4-10 丙酸批次試驗之 ORP 趨勢圖 -500

-300 -100 100 300

0 1 2 3 4 5 6

ORP (mV)

Operation Time (days)

乙酸-厭氧ORP

-500 -300 -100 100 300 500 700

0 1 2 3 4 5 6

ORP (mV)

Operation Time (days)

丙酸-厭氧ORP

圖 4-11 丁酸批次試驗之 ORP 趨勢圖

圖 4-12 戊酸批次試驗之 ORP 趨勢圖

四、 溶解性化學需氧量（Soluble Chemical Oxygen Demand, SCOD）

圖 4-13 顯示添加乙酸之槽 SCOD 變化情形，槽 SCOD 第 0 天至第 6 天分別 為 7851.00、7214.00、6548.00、6024.00、5462.00、5024.00 及 4824.00 mg/L，

SCOD 平均值為 6135.3 ±1048.7 mg/L，去除率為 38.56 %。

-500 -300 -100 100 300

0 1 2 3 4 5 6

ORP (mV)

Operation Time (days)

丁酸-厭氧ORP

-500 -300 -100 100 300

0 1 2 3 4 5 6

ORP (mV)

Operation Time (days)

戊酸-厭氧ORP

圖 4-14 顯示添加丙酸之槽 SCOD 變化情形，槽 SCOD 第 0 天至第 6 天分別 為 9415.00、8542.00、8244.00、7814.00、7654.00、7485.00 及 6648.00 mg/L，

SCOD 平均值為 7971.7 ±810.4 mg/L，去除率為 23.39 %。

圖 4-15 顯示添加丁酸之槽 SCOD 變化情形，槽 SCOD 第 0 天至第 6 天分別 為 8614.00、7425.00、7215.00、6482.00、6348.00、6018.00 及 5814.00 mg/L，

SCOD 平均值為 6845.1 ±904.6 mg/L，去除率為 32.51 %。

圖 4-16 顯示添加戊酸之槽 SCOD 變化情形，槽 SCOD 第 0 天至第 6 天分別 為 8214.00、6042.00、5924.00、5624.00、5248.00、5128.00 及 4857.00 mg/L，

SCOD 平均值為 5862.4 ±1038.6 mg/L，去除率為 40.87 %。

圖 4-13 添加乙酸之槽 SCOD 變化趨勢圖 0

2,000 4,000 6,000 8,000 10,000

0 1 2 3 4 5 6

SCOD concentration (mg/L)

Operation Time (days)

乙酸厭氧-SCOD

圖 4-14 添加丙酸之槽 SCOD 變化趨勢圖

圖 4-15 添加丁酸之槽 SCOD 變化趨勢圖 0

2,000 4,000 6,000 8,000 10,000

0 1 2 3 4 5 6

SCOD concentration (mg/L)

Operation Time (days)

丙酸厭氧-SCOD

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000

0 1 2 3 4 5 6

SCOD concentration (mg/L)

Operation Time (days)

丁酸厭氧-SCOD

圖 4-16 添加戊酸之槽 SCOD 變化趨勢圖

五、 UASB 有機酸之變化

透過本研究添加乙酸、丙酸、丁酸及戊酸之 UASB 批次反應槽試驗，發現微 生物除了利用乙酸、丙酸、丁酸及戊酸進行細胞合成及維持生命外，反應槽普遍 於第 1 天開始出現有機酸之生成，包含乙酸、丙酸和丁酸。其中，乙酸第 0 天至 第 6 天濃度變化如圖 4-17，分別為 3690.09、2983.98、2308.79、1823.98、1008.53、

887.97 及 824.33 mg COD/L；丙酸第 0 天到第 6 天濃度變化，如圖 4-18 所示，濃 度 為 7097.30 、 7759.39 、 7776.84 、 7242.17 、 6801.44 、 6407.55 及 6204.63mg COD/L；丙酸降解速率與丁酸相似，丁酸於第 1 天開始生成，第 0 天至第 6 天濃 度 變 化 如 圖 4-19 ， 分 別 為 6560.71 、 6667.71 、 6389.03 、 5976.30 、 5957.40 、 5665.04 和 5428.33 mg COD/L；戊酸濃度第 0 天至第 6 天濃度變化如圖 4-20，分別 為 5343、4739、3994、3743、3649、3655 和 3218mg COD/L。

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000

0 1 2 3 4 5 6

SCOD concentration (mg/L)

Operation Time (days)

戊酸厭氧-SCOD

圖 4-17 添加乙酸之有機酸變化趨勢圖

圖 4-18 添加丙酸之有機酸變化趨勢圖 0

1000 2000 3000 4000 5000

0 2 4 6

HAc concentration …

Operation Time (days)

乙酸-乙酸

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

0 1 2 3 4 5 6

HPr concentration …

Operation Time (days)

丙酸-丙酸

圖 4-19 添加丁酸之有機酸變化趨勢圖

3. ORP 不會直接影響 UASB 有機酸微生物族群之濃度，且可作為厭氧的 控制指標。