環工單元操作 實驗報告
老師 蕭明謙
第六組
組長：4960N073黃柏磬
組員：4960N020張哲銘
4960N070陳駿賢
4960N027方炳勳
4960N054鄭偉倫
4960N016余秩丞
4960N022蔡瑞閔
5.2.3 旋轉生物圓板法 1.前言
旋轉生物圓板法起始於 1920 年德國利用鋼鐵或木材為圓板造材，但由於材 質易腐爛，影響此一方法之推展。到有了強韌且質輕的高分子塑膠物品，既可耐 污水腐蝕，又可壓塑成千變萬化的形狀，再配合了社會對污染公害的警覺與嚴格 管制，使旋轉生物圓板法在近年來漸被採用。
2.處理廢水之原理
旋轉生物圓板法為利用附於圓板上之微生物群以去除污水中之有機物污染 物質的處理法。本法雖與活性污泥法及滴濾池同為好氧性氧化處理法，但本法溶 氧之供給及微生物對有機物之攝取方法較為特異。
旋轉生物圓板法係使一連串的圓板分成數段，其直徑之 40~70%浸於接觸槽 的廢污水中，當緩慢旋轉圓板而進流廢污水後，經數日圓板表面開始產生附著微 生物群，這些微生物群隨著圓板的旋轉，自空氣中吸收氧及自廢污水中吸收有機 物行好氧性分解。微生物之厚度通常為 0.5~2mm，隨著接觸日數微生物膜漸厚，
被覆蓋於底層的微生物群呈厭氧性，當其失去活性時哲則由於圓板旋轉的剪力，
微生物膜自圓板表面脫落，併同溢流水自接觸槽流出，而於沉澱池分離去除沉降 污泥。旋轉生物圓板法之原理示如圖 5.2.10。
3.旋轉生物圓板處理設備之構造
旋轉生物園板法之處理設備，主要包括接觸槽、旋轉圓板體、中心軸、驅動 馬達、減速機、鏈條及覆蓋物等。接觸槽有混泥土製及鐵板製。圓板之材質很多，
一般使用者有發泡苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、耐用夾板及、等不腐敗物。
(1) 圓板材質
圓板材質很多，主要為塑膠及硬質發泡體兩種，歐洲主要用發泡體圓板，
美國則使用聚乙烯板。發泡體因具浮力，可減輕中心軸的負荷，但由於增加
無效體積，故雖同一面積卻使軸增長很多，致增大用地面積。
發泡體多用聚乙烯，板狀者則用聚氯乙烯或聚乙烯。一般材質以具耐久 性，能使生物膜異於附著者為佳。
(2) 圓板之表面形狀
本法開發當初，圓板型狀為平版者，其後為增加原版表面積，而創造出各 面，尤其塑膠材料加工容易，而製造出各種形狀的圓板，大致有如下兩型:
A:波浪型板：圓板表面製造成波量狀，約可比平板增加 1.2~1.3 倍之面積。
B:蜂巢型板：為美國公司所開發者，稱為 bio-surf，狀如蜂巢，面積約為同直徑 平板之兩倍。
(3) 圓板間隔
旋轉圓板法在處理過程中，隨著處理開始，其表面生物謨日漸增厚，圓板 間隔漸減少，勝制有發生閉塞現象，因之圓板間隔之較寬者為佳，但從經濟上觀 點看，則以小者為宜。生物膜之厚薄，依 BOD 負荷及廢污水種類及操作狀況而 異，一般第一段較厚，適宜間隔如表 5.2.3 所示。
(4) 侵水率
圓板侵水率大都採 40~70%，依據 K.V ELLIS 之研究，當侵水率為 26%，
BOD 去除率最高，惟在周邊速度 2.5 m/min 之緩慢速度下溶氧之功給能力顯著減 少。
(5)圓板覆蓋
為防止圓板設備遭受風吹雨打或日光曝曬，應附有覆蓋物設置於建築物 內。覆蓋物之材質一般用 FRP 或經塗裝之鐵板，以防腐蝕、奈荷重、不透明且 易於阻力、拆除及通風者。尤其通風具有防臭效果，為利於通風，其覆蓋面積上 應 0.01%以上之開孔。
表 5.2.3 第一段 BOD 面積負荷與圓版間隔 BOD 面積負荷(第一段，g BOD5/m2‧day)
一般 碳水化合物
間隔 (min) 45
45～70 70 以上
45 15～20
20
15 20 25
4.影響處理功能之因素 (1)段數
旋轉圓板處理法與其他生物處理法最大的不同點為本法幾乎為推進式 之水流，也即不需迴流污泥。並可視需要調節段數，段數之增加有下述諸優點：
a.第一段由於進流水 BOD 濃度高，生物膜生長迅速，致微生物濃度非常高，
對於流量、濃度之負荷變化輕易適應。
b.多段處理，多段可生長適當之微生物。
c.多段處理由於食物連鎖作用，可減少污泥之生產量。
一般在處理上多採用四段並聯或串聯，段數以多者為宜，但若過多反而 會增加第一段之負荷，由於溶氧供給不足致散發臭氣，但此點可以增加第一段之 面積或增加旋轉速度以提高溶氧供給能力，或於第一段注入純氧改善之。
(2)攪拌
旋轉圓板體之旋轉，對溶氧移動及槽內水流之影響大，槽內的水流狀況 對於廢水的混合，脫落生物膜的沉降及 BOD 的去除也有很大的影響。依據神山、
加藤之研究，圓板與槽底之間隔(a)及圓板直徑(d)之關係以 a/d=0.055 為宜，依其 實驗，接觸槽中之水流狀況即流速與旋轉數之關係，示如表 5.2.4。
表 5.2.4 水流狀況及流速與轉速之關係 旋轉數 周邊速度
(m/min)
圓板間水層流速 (m/min)
接觸槽表面水流速 (m/min) 5
10 20 30
57 11.3 22.6 33.9
1.6～2.2 3～4 4～7 8～11
6～7 8～9 渦流 渦流
(3)廢水流入方法
廢水流入方法有 3 種
a. 與軸垂直流入.而與旋轉方向同流向.
b. 與軸垂直流入.而與旋轉方向逆流向 c. 與軸同方向流入者.
一般 a 及 b 之廢水流入方式以 a 為宜,因逆流向者易與表層下之水流成 短路流.而水流之流入以多點或均勻為宜
(4)水溫的影響
水溫對於 BOD 去除率之影響的研究報告甚多,惟其影響程度的差異很大.
西野.佐藤等於寒冷地帶分析水溫對育 BOD 去除率的影響可看出 13 度 C 以下的 水溫,其影響始較顯著.另 Antonie 依據在不同 g 值下實驗.再低溫十 g 值大.同一水 量負荷仍可獲得高的有機物去除率.g 值為接觸槽實際容積與圓板面積之比 (v/A*103).槽之容積應為接觸槽容積減去圓板進水部份之容積.
(5)流量及濃度變化的影響
一般生物處理在操作上,當以維持一定流量和水質為宜,但本法依據山口.大島等 之實驗.當 G 值為 6.17.每天兩次短時間(4 小時).水量負荷增至 1.5 倍.BOD 負荷增 為 2 倍.其處理效果並未受影響.依據 Antonie 實驗,一般都市污水處理,g 值在 5/1m2 以上.其處理效率之影響很少.但若污水濃度較低或遇有微生物不易處理之物質.
則必須延長其停留時間增加接觸時間.而採用較大 g 值.
5.圓板生物膜之微生物
旋轉圓板版之微生物大都附著在圓板上.生物種類亦多.附著生物膜之厚度.
依進流水 BOD 濃度及 BOD 圓板面積負荷之不同而不同.
實驗數據 0.0247M 出：1.6 進：1.3 空白：1.8
出：［(1.8-1.6)*0.0247*8000］/2.5=15.808 15.808*10=158.08
進：［(1.8-1.3)*0.0247*8000］/2.5=39.52 39.52*10=395.2
去除率：［(395.2-158.08)/395.2］*100%=60%
0.0233M 出：2.25 進：2.4 空白：2.5
出：［(2.5-2.4)*0.0233*8000］/2.5=7.5 7.5*10=75
進：［(2.5-2.2)*0.0233*8000］/2.5=2.2 2.2*10=22
去除率：［(75-22)/75］*100%=71%
0.025M 出：2.7 進：2.1 空白：2.9
出：［2.9-2.1)*0.025*8000］/2.5=6.4 6.4*10=64
進：［(2.9-2.7)*0.025*8000］/2.5=1.6 1.6*10=16
去除率：［(64-16)/64］*100%=75%
