Lab-scaleUASBreactorperformancedata有机负荷率(OLR).PPT

厭氧程序-UASB反應器 崑 山 科 技 大 學 環 境 工 程 系 黃 汝 賢 厭氧程序之微生物 水解 (hydrolysis): 發酵菌或水解菌 酸化 (acidogenesis): 產氫乙酸生成菌、耗氫乙酸生成菌 甲烷化 (methanogenesis): 耗乙酸甲烷生成菌、耗氫甲烷生成菌 水解作用 水解菌之胞外酵素(cellulase, amylase, proteinase, lipase)將不溶解性及複雜有機物(碳水化合物、蛋白質、脂肪等)轉化成簡單有機物(單醣類、胺基酸、脂肪酸、甘油) 酸化作用 甲烷化作用 約72%之甲烷化是由acetolastic methanogens分解乙酸所得者 約28%之甲烷化是由H2-utilizing methanogens利用H2所得者 生化反應 甲烷化反應 產酸菌(fa)及甲烷菌分率(fm) 酸化反應: 1/24 C6H12O6 + 1/4 H2O → 1/4 CO2 + H+ + e- (oxidation) -41.92 1/4 CO2 + H+ + e- → 1/8 CH3COOH + 1/4 H2O (reduction) 27.65 1/24 C6H12O6 → 1/8 CH3COOH (redox) -14.27 甲烷化反應: 1/8 CH3COOH + 1/4 H2O → 1/4 CO2 + H+ + e- (oxidation) -27.65 1/8 CO2 + H+ + e- → 1/8 CH4 + 1/4 H2O (reduction) 24.11 1/8 CH3COOH → 1/8 CH4 + 1/8 CO2 (redox) -3.54 產酸菌(fa)及甲烷菌分率(fm) 厭氧反應器須維持之鹼度 PVA漿料回收處理後廢水特性 UASB反應器實廠操作條件 UASB反應器污泥顆粒/菌群 在整體基質反應去除過程中，除了須考慮生化反應外，尚須考慮基質在污泥顆粒內、外之質傳阻抗，較佳顆粒粒徑大小約1–3 mm 在處理含硫酸鹽之有機廢水時，反應器內除了會有水解菌、發酵菌及產酸菌外，另會有硫酸鹽還原菌(sulfate reducers) 與甲烷菌(methanogens) ；硫酸鹽還原菌之代謝產物-H2S會對各種菌群產生抑制作用，特別是甲烷菌 硫酸鹽還原菌之代謝反應 SO42-＋10H+＋8e-→H2S＋4H20 (reduction) CH3COOH＋2H2O→2CO2＋8H+＋8e- (oxidation) CH3COOH＋SO42-＋2H+→2CO2＋H2S＋2H20 (redox) CH3COOH＋2O2→ 2CO2 ＋2H20 (2×32)/60 = 1.067 g COD/g CH3COOH (60/96)×1.067 = 0.67 g COD/g SO42- ( 2.0 g COD/g H2S-S) Lab-scale UASB reactor performance data 有機負荷率(OLR) = 2.0 kg COD/m3-d 進流水COD = 1500 mg/L 表面流速(廻流操作) = 0.5 m/h 反應器內平均污泥濃度 = 20000 mg VSS/L COD去除率 = 75% (60%) VFAs＜30 mg acetate/L 液相(出流水)總硫化物 = 240 mg S/L 液相(出流水) pH = 7.5 液相(出流水) H2S = 84 mg S/L 鹼度由700–900 提高至1100–1270 mg CaCO3/L 硫酸鹽還原菌去除COD之貢獻度 = 42% 甲烷菌去除COD之貢獻度 = 58% UASB反應