不同 COD 濃度之甲烷產率比較試驗

本試驗是以甲烷化流體化床反應槽處理經水解醱酵產氫之稻殼廢 水，進行三組不同COD 濃度的試驗，分別將 COD 濃度控制在 10000、20000 及30000 mg/L，比較在何種 COD 濃度下會有較佳的甲烷產率。

(一)甲烷產量比較

由圖4-4 知道，甲烷化流體化床反應槽在不同 COD 濃度連續流操作之 甲烷產率變化情形可看出，單位體積反應槽每天甲烷產率（mmole- CH4 / L．day）隨著 COD 濃度增加而增加，在 COD 濃度為 30000 mg/L 時，有 最佳之單位體積反應槽甲烷產率51.1 mmole- CH4 / L．day；其次為 20000 mg/L，單位體積反應槽每天甲烷產率為 35.1 mmole- CH4 / L．day；最差為 10000 mg/L，單位體積反應槽每天甲烷產率為20.3 mmole- CH4 / L．day；

但由表4-8 發現每克進流 COD 之甲烷產率與每克去除 COD 甲烷產率卻沒 有隨著COD 濃度增加而增加，反而是隨著 COD 濃度減少而增加；當 COD 濃度操作在10000 mg/L 時，有最佳每克進流 COD 與每克去除 COD 之甲

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質可加以利用，所以消耗的基質愈多，獲得甲烷總量也就愈高，而單位體 積之甲烷產率效率也越高。而在每克進流COD 的甲烷產率上，因為進流 基質的濃度雖然提高，但是反應槽中的甲烷菌卻無法完全的充分利用，反 倒是濃度較低，基質可加以的被充分利用，每克進流COD 之甲烷產率也 隨之提升。

(二)水質分析 1.COD濃度變化

由表4-9可發現，COD去除率隨著COD濃度的增加而增加，其中當COD 濃度為10000 mg/L時，COD去除率可達32.0%；其次為COD濃度為20000 mg/L 時，COD去除率達28.9%；當COD濃度為30000 mg/L，COD去除率 27.3%為最差。這是因為當COD濃度減少時，甲烷菌可以更充分的利用基 質，因此COD去除率得以增加。

2.揮發酸

由表4-9 可發現，當 COD 濃度為 30000 mg/L 時，有最佳的揮發酸減 少量，減少量可達790 mg/L，；其次，當 COD 濃度為 20000 mg/L 時，揮 發酸減少量達320 mg/L；最差為 COD 濃度為 10000 mg/L 時，揮發酸減少 量為380 mg/L。由上述實驗結果得知，揮發酸的消耗量隨著 COD 濃度的 增加而增加。

3.鹼度

由表4-9可發現，COD濃度為30000 mg/L時，有最佳的鹼度增加量，增 加量可達1130 mg-CaCO3/L，；其次為COD濃度為20000 mg/L時，鹼度增 加量達450 mg-CaCO3/L；最差為COD濃度為10000 mg/L時，鹼度增加量為 380 mg-CaCO3/L。由上述實驗結果得知，鹼度變化量隨著COD濃度增加而 增加。

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在每克進流COD甲烷產率方面，以下列方式計算求出，每克進流COD 甲烷產率公式

Y^{單位機直甲烷產率}=有機負荷(kg-COD / m³.day)^-0.051 (4-5) 有機負荷: kg-COD / m³.day

Y^{單位基質甲烷產率}：在何操作有機負荷下之每克進流COD甲烷產率

（mmol-CH4/g-CODin）。

在單位體積反應槽之甲烷產率方面，以下列方式計算求出，單位體積 反應槽之甲烷產率公式

Y^{單位體積甲烷產率}=有機負荷(kg-COD / m³.day) ^0.968

(4-6) 有機負荷: kg-COD / m³.day

Y^{單位體積甲喘率}：在何操作有機負荷下之單位體積反應槽甲烷產率（mmole- CH4

/ L．day）。

表4-11 稻殼廢水不同操作有機負荷下，反應槽中Y^{單位基質甲烷產率}與Y^{單位體積甲烷產率} 有機負荷 13.9 20.4 33.8 42.4 55.6 59.4 每克進流COD 之

甲烷產率

Y^有機負荷 0.874 0.857 0.836 0.826 0.814 0.811

單位體積反應槽 之甲烷產率

Y^有機負荷 12.8 18.6 30.2 37.6 48.9 52.1