Abstract
本實驗係將整個生物濾床內之動力行為歸納為質量傳送,生物分解反應動力及氣體流動行為,根據生物膜理論基礎而推導出一數學模式.由此數學理論模式得知生物膜內丙酮濃度和氧濃度之分佈情形,並且預測生物濾床改變操作條件(固定濃度改變流速,固定流速改變濃度)對於丙酮去除率的影響,及此生物濾床處理丙酮氣體之最大去除能力.就實驗部份,首先控制氣體流速為1 cm/s, 改變入口丙酮氣體濃度分別為0.62 g/m3, 2.17 g/m3, 2.95 g/m3, 4.17 g/m3,測得生物濾床對於丙酮氣體之去除率各為100%, 100%, 75%, 47%.再由控制入口丙酮氣體濃度為1 g/m3, 改變氣體流速分別為0.66 cm/s, 2.22 cm/s, 3 cm/s, 4.21 cm/s,得知當滯留時間超過0.75分鐘生物濾床對於丙酮氣體之去除率可達到95%以上.由實驗數據顯示當操作條件為固定濃度 1 g/m3改變流速,測得此生物濾床處理丙酮氣體之最大去除能力為74.61 g/m3 h ;若操作條件固定流速為1cm/s改變濃度,測得此生物濾床處理丙酮氣體之最大去除能力為 77.3 g/m3 h 皆與預測值76.48 g/m3 h接近.從振盪燒瓶實驗所得知之生物常數Umax,Ks,YA其值為0.03655 1/h, 0.01033 kg/m3,0.388.另外偵測生物濾床中二氧化碳濃度隨濾床高度增加而漸增,且丙酮氣體經此生物濾床作用有45%轉化成二氧化碳.以實驗結果驗證吾人所推導之數學模式發現實驗值和預測值非常吻合.