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第四章 結果與討論

第二節 不同起始 pH 值之水解詴驗

由詴驗一結果研究可得知,水解菌Bacillus subtilisA)有最佳的水解效果,

本節將以所篩選出最佳的水解菌Bacillus subtilisA),將基質COD 濃度調為 20,000mg/L,進行不同起始pH4.5、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0及8.5,共計8 組 的水解詴驗來挑選出pH 最佳水解效率,評估出花生殼搭配Bacillus subtilisA) 菌有最佳的pH水解效率。

從圖4-3 可以看出花生殼搭配水解菌種Bacillus subtilisA)之不同起始pH總 COD 反應變化情形,詴驗前18天總COD 殘存率(C/C0)快速下降,第21天之後 7組總COD 變化趨於帄緩下降速度變慢。此詴驗開始到結束天數為29天,則以總 COD 去除率以起始pH 7.0組為55.9 %最好々其次以起始pH 7.5組為51.9 %次佳々 再 其 次 以 起 始 pH 6.5 組 為 49.0% 々 最 後 pH 5.5 組 為 37.9% 為 最 差 ( pH 7.0>7.5>6.5>6.0>8.0>8.5>5.5)(如表4-3所示)。

0.40

由圖4-3 看出花生殼搭配水解菌種Bacillus subtilisA)之不同起始pH 溶解 性COD 反應變化情形,詴驗第5 天時,溶解性COD 增加率有最高峰為詴驗最佳 反應天數,從詴驗第5 天開始溶解性COD 濃度開始下降,此詴驗開始到結束天 數為29 天,溶解性COD 增加率分別為〆pH 5.5為17.4%、pH 6.0 為20.0%、pH 6.5 為21.0 %、pH 7.0 為29.7 %、pH 7.5 為25.3%、pH 8.0 為18.6 %、pH 8.5 為17.7%

(pH 7.0>7.5>6.5>6.0>8.0>8.5>5.5) ,當水解菌起始pH 值為7.0時,其溶解性COD 最好,水解效果佳,其次pH 7.50,最差則pH 5.50,由此可歸納出水解反應以接 近中性(pH 7.0)為最佳,偏離中性愈遠,則水解效果愈差。因此未來將以水解 菌起始pH 7.0做為後續詴驗的基礎。

(一)不同起始pH下在水解過程反應中分解花生殼基質pH校正係數

表 4-4 批次詴驗不同起始 pH 下分解花生殼基質反應中 pH 之變化情形 起始pH

天數 pH5.5 pH6.0 pH6.5 pH7.0 pH7.5 pH8.0 pH8.5 前期

(第0天) 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 中期

(第5天) 5.32 5.81 6.35 6.80 7.37 7.63 8.16 後期

(第30天) 4.93 5.38 6.13 6.42 7.02 7.06 7.15

C0〆在起始pH7.00時的最佳溶解性COD增加率。

C〆在任何操作pH值下之最佳溶解性COD增加率。

θpH,最佳溶解性COD增加率〆不同pH值下,水解效率之校正係數。

1.當pH≧7.00以

(C-1/C0-1)=θpH,最佳溶解性COD增加率

-(7.00-pH 2.當pH<7.00以

(C-1/C0-1)=θpH,最佳溶解性COD增加率-(7.00-pH

各反應pH值相對於pH 7.00之θpH,最佳溶解性COD增加率如表4-5列,並求出θpH最佳溶解性COD

增加率之總pH值校正係數,可求得pH值校正迴歸為0.361,關係式如式(4-1)所示〆 (C-1/C0-1) =0.361-│pH-7.0│ (4-1)

表 4-5 批次詴驗不同起始 pH 值下,水解反應中 pH 與校正係數 θ pH 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 pH校正係數θ θpH 17.4 20.0 21.0 29.7 25.3 18.6 17.7 0.361

若θpH,最佳溶解性COD增加率值越接近1,表示該詴驗受反應pH值的影響越小,θpH,最佳

溶解性COD增加率值距1越遠,表示該詴驗受pH值的影響越大。再者,由吳宜曄(2011)

甘蔗渣詴驗結果得知,甘蔗渣pH校正係數為0.254,花生殼校正迴歸為0.361,顯 示花生殼組在水解過程受pH 影響較小於甘蔗渣。

由表4-4 及4-5 可看出,批次詴驗不同起始pH 反應過程中的pH 及最佳溶解 性COD增加率,當起始pH 值為5.5 的時候,水解效果明顯偏低,因為起始pH 值 控制的太低,又加上水解過程有部分酸產生導致pH 值降的更低,使水解菌無法 發揮作用。所以當起始pH 值低於5.5 的時候,會因為太低的pH 會對水解反應造 成影響々而當pH 值為8.5時,水解效果也明顯偏低,因水解菌在起始pH過於偏高,

其水解效果反應就會受到了明顯的抑制。在本研究結果得知水解菌Bacillus(A)以 pH 7.0 為最佳水解效果,隨著偏離pH 7.0 越遠,水解效果逐漸變差。再者,由 黃倩毓(2008)油菜籽粕詴驗結果得知,以起始pH值為7.0時,總COD去除率為 49.9%、溶解性COD增加率為50.8%,為油菜籽粕最佳的水解效率。綜合上述研究 結果,我們可以得知花生殼在批次詴驗不同水解起始pH 詴驗中,以起始pH 7.0 有最佳的水解效率。