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二甲基亞碸廢水之生物處理

為了解決hino 500 17噸的問題，作者何欣怡 這樣論述：

二甲基亞碸(Dimethyl-sulfoxide, DMSO)，主要使用在光電產業和液晶螢幕製造業中，作為洗滌或光阻剝離劑使用。全台灣約有1.5千噸的DMSO被廣泛地應用在各種工業中，用於溶解有機以及無機物質。DMSO對人體雖無明顯劇烈的毒性反應，但因它特殊的物理特性卻會造成水體汙染以及臭味的議題。 背景研究首先由不同來源的汙泥進行篩選，於最佳環境因子pH 7.0-8.5和30℃搖瓶操作下，具有0.078 g-DMSO g-1-SS d-1 之去除速率，可將500 mg L-1的DMSO於37小時內降解完畢。進而利用氣舉式反應器操作，顯示活性汙泥可於10小時內降解750 mg L-1的

DMSO達95%，具有0.716 g-DMSO g-1-SS d-1 的高去除速率。第二部份研究使用polyvinyl-alcohol (PVA)高分子固定化技術進行DMSO降解，其中包含碳源添加測試實驗。結果顯示再經過一系列氣舉式反應器馴養批次實驗下，固定化活性汙泥可成功將1187.4 mg L-1的DMSO降解完畢，具有1.42 kg-DMSO kg-1-SS d-1 的高去除效率。然而，所篩選的活性汙泥也顯示出具有無臭降解的特性，可解決一般生物處理廢水場的臭味問題，如二甲基硫 (dimethyl sulfide, DMS)。第三部份為探討改善非專一性原始汙泥進行DMSO廢水降解之研究，實

驗包含有碳源添加、馴養策略、以及酵素降解DMSO的實驗。結果顯示利用活性汙泥胞外酵素於25 oC下有1.4 g-DMSO g-1-SS d-1的最佳去除效率。進而在重覆批次與營養源增富維持原始汙泥活性，於氣舉式生物反應器操作下可完全降解998.8 mg L-1 DMSO維持4 g m-3 h-1去除效率。第四部份研究為篩選反應器內DMSO降解菌的實驗，其中微生物必須具有無臭降解DMSO的能力。結果顯示由引多篩選出DMSO降解菌鑑定為Pseudomonas sp.為反應器中最有效的DMSO降解菌。最終研究部份則為反應器動力參數求取，包含碳源添加之抑制參數、活性汙泥DMSO搖瓶降解、以及固定化活性

汙泥降解的動力參數的求取，以作為往後實場操作或研究使用。

布袋蓮生質能源之生產潛能

為了解決hino 500 17噸的問題，作者賴奇厚 這樣論述：

布袋蓮(Eichhornia crassipes)是一種分佈廣泛的水生植物，它會危害環境、灌溉系統及農作物的生長，已形成一種頑強且昂貴的水域污染問題。布袋蓮也會增加湖泊蒸發速率、干擾如游泳與划船等遊憩活動及造成滋生蚊子等問題。本研究主要目的是發展布袋蓮產製生質能源的程序，並評估其能源效益及二氧化碳削減效率。 利用全因子實驗設計法以批次實驗，可找出都市污泥與豬糞混合菌種分解布袋蓮產氫的主要環境因子(初始培養pＨ、基質濃度、溫度及營養鹽的添加)。結果發現，以豬糞菌種、初始pH 8.0、基質濃度 30 g COD/L、溫度55oC及添加Endo營養鹽配方，有最大的產氫率(Hydrogen p

roduction yield，HY) 48 mL H2/g substrate。以批次實驗探討基質濃度及溫度對豬糞分解布袋蓮產氫及甲烷之影響。在55oC及基質濃度10-80 g/L的培養結果顯示，40 g/L及80 g/L有最大的產氫速率 (Hydrogen production rate，HPR) 0.93 L H2/L-d 及產甲烷速率 (Methane production rate，MPR) 0.71 L CH4/L-d。以Monod model及修正型 Andrew model分析布袋蓮產氫現象，得知後者較適合用來描述布袋連的產氫速率(R2值較高)。以豬糞菌種在基質濃度40 g/L

探討培養溫度(25、35、45、55與65 °C)對產氫及甲烷的影響，顯示45 oC 與55 oC有最高的HPR (5.42 L H2/L-d)與MPR (0.42 L CH4/L-d)；此數值高於25 oC 的HPR (0.005 L H2/L-d)及MPR (0.57 L CH4/L-d)達1105及18 倍，乃較高溫度可促進厭氧菌水解布袋連的效率，進而提升產氫效率。Ratkowsky model則可有效描述溫度與產氫及產甲烷速率的關係。以葡糖糖料源(10 g/L)並以批次方式啓動，預培養豬糞菌種後再以連續式批次且逐漸增加布袋蓮濃度的進料方式，顯示產氫隨布袋連濃度之增加而降低；經約30天後

，代謝路徑轉向產甲烷，而沒有氫氣。當重新馴養間歇性進流的完全攪拌反應槽(Intermittent-continuous stirred tank reactor，I-CSTR)，並以控制基質及醱酵pH與縮短水力停留時間(HRT)之操作策略，因無法有效抑制甲烷菌，故產氫效率仍低。以製備科學中藥之概念開發固態生質料源錠的製備技術，希能提升產氣效率；結果發現，混合布袋蓮及飲料工廠廢水的錠狀生質料源可有效提升產氫效率。以前述I-CSTR的出流液為菌種，混合1.6 g布袋蓮及2.4 g飲料工廠廢水粉末的錠狀料源及粉狀料源之總產氣量分別為106 mL及53 mL。 在此混合比，錠狀料源有最大的HPR 54

2 mL H2/L-d,、比產氫速率(Specific hydrogen production rate，SHPR) 869 mL H2/g VSS-d及HY 13.65 mL H2/g feedstock；此數值高於同混合比粉狀料源的HPR、SHPR及HY達34-88%。在大多數混合比條件，粉狀料源及錠狀料源醱酵後的主要液態代謝產物為乙酸，濃度有1060-2640 mg COD/L (佔溶解態代謝產物的40-79%)。分析文獻中使用廢水及固態廢棄物產氫的淨能源獲得(Net energy gain)效率，酒糟(140.39 kJ/g COD)、甘油廢水(68.65 kJ/g COD)與都市汙泥

(51.84 kJ/g COD)料源有較高的淨能源效益。比較廢水及固態廢棄物之產氫效率，廢水產氫有較多案例有正向的能源效益。另外，每年每公頃的布袋蓮產氫及甲烷所轉換的能源效益分別為31.3 GJ/ha-y及853.9 GJ/ha-y；若以全台灣每年的布袋蓮生產的氫氣及甲烷取代化石燃料，則可減少二氧化碳排放量達15.2至23.7公噸。