曾四恭臺灣大學：環境工程學研究所鄭凱義Cheng, Kai-IKai-ICheng2007-11-292018-06-282007-11-292018-06-282005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/62767本研究為探討微生物在厭氧條件下對異丙醇及丙酮的去除情形，分別在不同的水質參數下進行批次試驗，以了解微生物去除異丙醇及丙酮的特性。此外進行固定化微生物濾料及石英石濾料反應槽的連續流試驗，評估其去除異丙醇及丙酮的效率，並找出最佳的操作條件。 根據批次試驗結果顯示，證明異丙醇及丙酮在厭氧條件下可被微生物降解。適合微生物降解異丙醇及丙酮之pH值為7∼7.5之間，F/M約為0.12∼0.25 kg-COD/kg-MLSS/day之間。而水中碳酸氫根以及硝酸鹽的存在對微生物分解異丙醇及丙酮均有正面的影響作用。 於連續流條件下探討不同水力停留時間、有機負荷以及固定化微生物濾料與石英石濾料對處理效果的比較。實驗結果顯示，有機負荷控制在0.144 kg-COD/m3/day以下，即兩反應槽對於含有10 mg/L異丙醇或丙酮的廢水，在水力停留時間4小時以上，便能達到100％之去除率；由於半導體廢水中通常異丙醇及丙酮含量均在10 mg/L以下，因此以此操作條件應可滿足未來之放流水標準。兩種濾床之比較，以固定化微生物濾料之處理效果較佳，但因差異不大，實際運作以石英石濾料處理即可。This study intended to investigation the effects of microorganism on Isopropanol (IPA) and acetone removals in anaerobic condition. The investigation of batch test in different water parameters to find the property of IPA and acetone removals by microorganism. Furthermore, the availability of removing IPA and acetone from immobilized and quantz filters in continuous-flow system was evaluated to find the optimum operation. The result of batch reator revealed that IPA and acetone could be degrade by microorganism. The optim pH is between 7 and 7.5. The optim F/M ratio is between 0.12 and 0.25 kg-COD/kg-MLSS/day. Bicarbonate and Nitrate present in wastewater have positive effect of IPA and acetone biodegradation. The result of continuous-flow system revealed that ,for 10 mg/L IPA and acetone wastewater ,to approach 100% IPA and acetone removal efficiency, COD loading below 0.144 kg-COD/m3/day or hydraulic retention time under 4 hour will do. Because IPA and acetone usually below 10 mg/L in semi-conductor wastewater, this optimum operation can reatch the goal of non-detected IPA and acetone in effluent water. To compare with the efficiency of two filters, less difference between two filters. In this research chosing quantz filter in practice.目錄 摘要 ………………………………………………………………… Ⅰ 目錄 ……………………………………………………………… Ⅲ 表目錄 …………………………………………………………… Ⅶ 圖目錄 ……………………………………………………………… Ⅷ 第一章 前言…………………………………………………………… 1 1-1 研究緣起…………………………………………………… 1 1-2 研究目的…………………………………………………… 2 1-3 研究內容…………………………………………………… 2 第二章 文獻回顧……………………………………………………… 4 2-1異丙醇之特性……………………………………………………… 4 2-1-1 異丙醇之物理化學性質及其污染來源……………………… 4 2-1-2 異丙醇之健康危害…………………………………………… 5 2-1 丙酮之特性……………………………………………………… 5 2-2-1 丙酮之物理化學性質及其污染來源………………………… 5 2-1-2 丙酮之健康危害……………………………………………… 6 2-3 國內異丙醇及丙酮的污染問題………………………………… 7 2-4 異丙醇及丙酮生物分解途徑…………………………………… 9 2-4-1 異丙醇之生物分解途徑……………………………………… 9 2-4-2 丙酮之生物分解途徑 ……………………………………… 11 2-5 異丙醇及丙酮分解菌之介紹 ………………………………… 14 2-6 影響異丙醇及丙酮生物分解之環境因素 …………………… 16 2-7 上流式厭氧濾床法 …………………………………………… 18 2-7-1 上流式厭氧濾床（up flow anaerobic filter ,UAF）簡介…… 18 2-7-2 影響上流式厭氧濾床效率之因素………………………… 19 2-8 微生物固定化技術及應用 …………………………………… 20 第三章 材料與方法 ………………………………………………… 23 3-1 研究內容 ………………………………………………… 23 3-2 連續式批次反應槽之污泥馴養 ………………………… 23 3-2-1 污泥來源 …………………………………………………… 23 3-2-2 反應槽設計 ………………………………………………… 24 3-2-3 反應槽的操作程序 ………………………………………… 25 3-2-4 人工基質組成 ……………………………………………… 25 3-3 批次試驗 ………………………………………………… 27 3-3-1 污泥來源 …………………………………………………… 27 3-3-2 實驗步驟 …………………………………………………… 27 3-3-3 不同pH值條件下之批次試驗 ……………………………… 28 3-3-4 不同食微比條件下之批次試驗 …………………………… 29 3-3-5 水中存在碳酸氫根影響之批次試驗 ……………………… 30 3-3-6 水中存在硝酸鹽影響之批次試驗 ………………………… 31 3-4 微生物固定化之製作 ………………………………………… 32 3-5 連續流試驗 …………………………………………………… 32 3-5-1 反應槽設計 ………………………………………………… 32 3-5-2 改變水力停留時間之試驗 ………………………………… 34 3-5-3 改變有機負荷之試驗 ……………………………………… 35 3-6 實驗設備及分析方法 ………………………………………… 36 3-6-1 水質分析 …………………………………………………… 36 3-6-2 異丙醇及丙酮分析方法 …………………………………… 37 第四章 結果與討論 ………………………………………………… 40 4-1 污泥馴養結果 ………………………………………………… 40 4-1-1 SBR反應槽馴養水質分析…………………………………… 40 4-1-2 小結 ………………………………………………………… 43 4-2 批次試驗結果 ………………………………………………… 44 4-2-1 水中添加碳酸氫根之批次試驗 …………………………… 44 4-2-1-1 碳酸氫根對微生物分解丙酮之影響 ………………… 44 4-2-1-2 碳酸氫根對微生物分解異丙醇之影響 ……………… 47 4-2-1-3 小結 …………………………………………………… 49 4-2-2 改變pH值之批次試驗 ……………………………………… 50 4-2-2-1 pH值對微生物分解異丙醇之影響 ………………… 50 4-2-2-2 pH值對微生物分解丙酮之影響 …………………… 53 4-2-2-3 小結 …………………………………………………… 56 4-2-3 不同食微比條件下之批次試驗 …………………………… 57 4-2-3-1 食微比對微生物分解異丙醇之影響 ………………… 57 4-2-3-2 食微比對微生物分解丙酮之影響 …………………… 60 4-2-3-3 小結 …………………………………………………… 62 4-2-4 水中存在硝酸鹽對微生物分解異丙醇的試驗 …………… 63 4-2-5 批次試驗總結 ……………………………………………… 65 4-3 連續流試驗結果 ……………………………………………… 66 4-3-1 改變水力停留時間之試驗 ………………………………… 66 4-3-1-1 不同水力停留時間下反應槽處理異丙醇的試驗……… 66 4-3-1-2 不同水力停留時間下反應槽處理丙酮的試驗 ……… 70 4-3-2 改變有機負荷之試驗 ……………………………………… 75 4-3-2-1 不同有機負荷下反應槽處理異丙醇的試驗 ………… 75 4-3-2-2 不同有機負荷下反應槽處理丙酮的試驗 …………… 79 4-3-2-3 相同有機負荷下反應槽處理不同異丙醇及丙酮含量的試驗 ……………………………………………………… 83 4-3-3 連續流試驗總結 …………………………………………… 85 第五章 結論與建議 ………………………………………………… 86 5-1 結論 …………………………………………………………… 86 5-2 建議 …………………………………………………………… 88 參考文獻……………………………………………………………… 89 附錄 …………………………………………………………..... 92en-US異丙醇丙酮厭氧IsopropanolAcetoneanaerobicthesis