Abstract
利用生物濾床處理含多成分有機污染物廢氣，具有效果佳、操作簡易、省 能源與可同時處理多種污染物質等優點，為一經濟有效的廢氣處理方法。 本研究之主要目的在探討應用生物濾床處理含甲苯及丙酮混合廢氣之成效 。甲苯及丙酮為塑膠、橡膠及表面塗裝業之主要排放污染物，兩種氣體的 特性極不相同，例如甲苯是芳香族的一員，屬難溶於水物質；但丙酮對水 溶解度極高。因此甲苯及丙酮在濾床內對彼此的影響及生物濾床對此種混 合廢氣的去除效果，頗值得加以深入研究。在實驗設計方面，以三組堆 肥/矽藻土為填充濾料之生物濾床處理甲苯與丙酮單一基質及兩者混合的 廢氣。實驗主要操作變數為甲苯與丙酮之濃度及兩者之比例，探討穩定狀 態下進氣條件對污染物去除率的影響。在理論方面，以唐（1996）所推導 出單成分污染物動力模式為主，考慮污染物之間的交互作用，由質量平衡 建立動力模式。由穩定態操作下的實驗結果得知，在不同總進料濃度下， 當甲苯/丙酮之比例為3：1時，濾床整體去除率最佳介於89.31~48.63 %之 間；而當甲苯/丙酮之比例為1：3時，濾床整體去除率最差介於88.67 ~30.99 %之間。由於甲苯之揮發性幾乎是丙酮的1000倍，因此甲苯與丙酮 處於同一個反應系統中，丙酮之去除率高於甲苯，且由於丙酮氣體極易傳 送至生物膜中，導致丙酮對外在環境的變動（如已存在甲苯濃度的增加） 適應能力比甲苯好，因此在處理混合基質時，應考慮欲處理基質之特殊性 質（如甲苯及丙酮最大不同之處在其揮發性），適當增加氣體滯留時間或 加大反應器體積，使此外，本研究所提之動力模式，可對生物濾床內甲苯 及丙酮混合基質隨床高的變化，作一有效而良好的預測。 The application of the biofilters in treating multi-pollutants has the following advantages: high removal efficiency, simple operation, low energy sources, and simultaneously treating multi-pollutants. The chief objective of this study was to investigate the kinetic behavior of the biofiltration process for the removal of the waste gas containing the toluene/acetone mixture(concentration ratio of 1:1, 3:1, and 1:3), which toluene was a hydrophobic substance and acetone was a high water-soluble substance. ExA mathematical model was developed on the basis of the model proposed by Tang (1996), which included diffusion and biodegradation of toluene and acetone and the potential kinetic interaction among them and diffusion of oxygen in the biofilm, and flow pattern of the bulk gas phase. Analysis of the relative importance of individual rate steps indicated that the overall pollutants removal process was primarily limited by the toluene or oxygen diffusion rate depended on the pollutant inlet concentration and the