第三章 研究 研究 研究 研究方法 方法 方法 方法
第二節 試驗 試驗 試驗設計及流程 試驗 設計及流程 設計及流程 設計及流程
一、反應槽試驗
本研究主要是以厭氧反應槽(Anaerobic Sequencing Batch Reactor，ASBR)及好 氧反應槽( Sequencing Batch Reactor，SBR)來進行各種試驗，並依照黃倩毓(2008) 油菜籽粕之批次厭氧產氫試驗的最佳操作條件結果，包括 : 最好菌液比Bacillus (A)/醱酵產氫配比為1/4、最好菌液/基質比例為1/3、最佳產氫起始 pH 值為5.0、
最好水解菌為Bacillus (A)、最好產氫基質為油菜籽粕作為基質，並搭配本實驗室 從黎明污水處理廠終沉池底泥馴養出的醱酵產氫菌進行一系列的厭氧產氫連續 流試驗，以求出在不同COD濃度、不同pH、不同程序組合、不同菌種組成、菌液 /基質配比下，最佳的厭氧產氫操作條件。
二、試驗設計及流程
本研究以厭氧反應槽(Aerobic Sequencing Batch Reactor，ASBR)及好氧反應槽 (Sequencing Batch Reactor，SBR)進行試驗，如圖 3-3 及圖 3-4 所示。本研究設計 不同的總停留時間，分別為 24、12、6 小時，整個循序反應過程從基質進流為 15 分，接著反應槽攪拌時間分別為 23、11、5 小時；在反應後，停止攪拌沈降 30 分；沈降完成後最後為反應過基質抽離階段為 15 分。如此重複循環操作，直到 生物系統穩定為止，開始分析水質及產氫，並且進行不同 pH、不同程序組合、
不同 COD 濃度、不同菌種組成、菌液/基質配比下，最佳的厭氧產氫操作條件。
表 3-3 ASBR 及 SBR 在不同總停留時間下之各階段時間分配情形 總停留時間(hr) 24 12 6
進流 0.25 0.25 0.25
反應 23 11 5
沉降 0.5 0.5 0.5
抽離 0.25 0.25 0.25
循環次數/天 1 2 4
(一)試驗一 : 共培養及分離培養反應槽之比較試驗
本研究根據批次試驗所得最佳操作結果，包括 : 最佳產氫起始 pH 值為 5.0、
最好水解菌為 Bacillus (A)搭配本研究馴養之醱酵產氫菌以最好菌液比 Bacillus (A)/醱酵產氫菌配比為 1/4、最好菌液/基質比例為 1/3、最好產氫基質為油菜籽粕 作為基質，為基礎進行循序批次試驗。
表3-4 共培養及分離培養反應槽之比較試驗
控制條件 操作條件
1.基質 COD 濃度為 20,000mg/L 1.共培養 ASBR 反應槽
2.溫度為 35℃ 2.分離式反應槽 ASBR+CSTR 3.共培養:Bacillus (A)/醱酵產氫菌=1/4
4.起始 pH 為 7.25 最終 pH 為 5.0~5.25
表 3-5 共培養及分離培養反應槽之比較試驗之操控條件 共培養 ASBR 反應槽 分離式反應槽 ASBR+CSTR
操作條件如下所示 HRT=24hr 進流 15 分 進料 1L/day(次)
反應時間 23hr 沈降 30 分 抽離 15 分 每一循環時間 24hr
(二)試驗二 : 不同(A)SBR 組合系統及循環時間試驗
本研究設計總停留時間(分別為 24、12、6 小時)有各種不同的操作條件試驗(如 表 3-6)，整個循序反應過程從基質進流為 15 分，接著反應槽攪拌時間分別為 23、
11、5 小時，在反應後，停止攪拌沈降 30 分，沈降完成後最後為反應過基質抽離 階段為 15 分，並重複循環操作，直到生物系統穩定，分析水質及產氫。
表 3-6 不同(A)SBR 組合系統及循環時間試驗 共培養 ASBR 反應槽
控制條件 操作條件
1.基質 COD 濃度為 20,000mg/L 2.溫度為 35℃
3. Bacillus (A)/醱酵產氫菌=1/4
1. HRT=24hr
3. Bacillus (A)/醱酵產氫菌=1/4
1.不同起始 pH 為 8.0、7.5、7.0、6.5、6.0、
(五)試驗五 : 固定與未固定化產氫比較試驗
3. Bacillus (A)/醱酵產氫菌=1/4
1.固定化(添加活性碳棉)