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書名 |
以雙槽式薄膜反應器 (Dual MBR)進行小球藻培養及濃縮之研究
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簡介 |
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微藻單位面積生產量與光合作用效率均高於維管束植物,收成後可採熱化學或生物化學方式轉製為生質能源,已被歸類為第三代生質能作物;惟目前文獻中,培養後產出之藻類往往固體濃度低而含水量高,故如何進行高濃度培養,並再加以濃縮,是為後續轉製生質能源程序之關鍵步驟。
基於上述緣由,本書介紹「雙槽式薄膜反應器」(Dual MBR)以達藻類除污、培養及提濃之多重效益。雙槽式薄膜反應器第一槽為具污水處理功能之薄膜生物反應器 (以下簡稱MBR1),第二槽則為藻類培養反應器 (以下簡稱MBR2),可運用MBR1產水中之氮磷物質作為藻類營養鹽,薄膜裝置則可彈性調整培養之平均細胞停留時間 (MCRT),並進一步提高藻液濃度的目標。
試驗結果顯示,使用MBR1進行生活污水處理,總菌落數去除率可達99.7%,濁度去除率可達98%,亦具有硝化效果(轉換率超過70%)。而以MBR1產水作為MBR2藻類培養基質時,可發現經硝化轉成之硝酸鹽氮,較之於其他型態之氮類物質,不易因代謝反應改變培養液的pH值,可長時間穩定進行藻類培養。
在以MBR2進行藻類連續培養時,若採用MBR1處理生活污水時之產水為基質,試驗結果顯示可獲取的最佳藻細胞濃度約為150 mg/L,藻細胞產率為0.02 g/L/day,產量僅為人工配製的培養液的50%,推測目前培養效能不佳的原因,可能包括污水中存在其他未被MBR1過濾掉的菌類或其他干擾物質、藻體細胞對於污水仍屬遲滯反應,抑或目前反應器或操作條件尚未達到最適化等。而針對MBR2之氮、磷污染物處理效能,連續培養試驗中無法取得明顯的氮磷去除效率,可能與培養過程無機碳源不足,且氮磷營養鹽濃度又太高,導致系統運作下藻體細胞生長速率偏低、反應器內藻類濃度偏低,無法提高污染物利用率;上述兩項缺點均有需要再持續檢討與參數最適化。
在薄膜過濾效能方面,MBR1與MBR2使用薄膜進行藻類培養可有效達去除進水中的固體物含量,但相較於MBR1中的活性污泥,MBR2中的藻體所分泌胞外聚合物較易使薄膜孔徑發生阻塞現象,因此需以較高頻率辦理薄膜化學藥洗作業 (約每月1次,以次氯酸鈉離線藥洗),方能使MBR2隨同MBR1穩定運行。
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