柱体流体化床于课件

1研究大綱研究背景研究目的實驗設備預期成果研究動機研究方法研究結果參考文獻2研究背景（5-1）流體化結晶床(fluidized-bedcrystallizer,FBC)針對於無機性廢水具有強大的處理能力,且具資源化回收之利益。尤其在氟化物、重金屬、磷之回收處理及硬水軟化上。不同除磷技術比較。

3研究背景（5-2）結晶程序-圖1流體化床結晶程序4研究背景（5-3）原理利用砂為擔體，而廢水可和廢水中某種或某些可形成結晶之無機性反應物自FBC底部進流，控制迴流量使擔體流體化。並在相對過飽合度狀態下控制在介穩區範圍內操作，使結晶物能在擔體上形成，較大結晶則自底部排出並補充擔體，處理後廢水自床頂排出，採用連續流的作法操作。5研究背景（5-3）FBC反應槽之不同的幾何形狀圖2FBC之四種不同反應槽6研究背景（5-4）圖4FBC之示意圖

FBC使用之藥劑自製廢水：

KH2PO4藥劑：CaCl2鹼劑：0.05NNaOH7研究動機(2/1)初步的實驗結果，由CFBC中取出部分晶體顆粒，以顯微鏡觀察晶體的外觀，由其晶體外觀可推知CFBC之顆粒碰撞頻率及水流之擾動情形，但仍需進一步的研究觀察。且不同幾何形狀之反應槽，對於晶體結晶處理效率也是研究重點之一。8研究動機(2/2)圖5Photographs(50X)為

CFBC頂部為球形且表面較為膨鬆圖6Photographs(50X)為CFBC底部晶體外觀呈針柱狀

9研究目的（2-1）在介穩區的範圍內，針對不同的pH值、Ca\P比、鈣濃度、磷濃度及表面進流負荷率條件下進行試驗。CFBC選定pH及進流相同條件下，改變迴流量進行不同比能量損耗速率之結晶成長速率試驗，並量測床高、壓差、出流水質及晶體顆粒特性參數。10研究目的（2-2）建立CFBC之晶體成長數學模式，並將比能量損耗速率參數納入該數學模式中。並利用所試驗條件及結果，求出CFBC適合之數學模式，以提供FBC反應槽幾何形狀之選擇、與設計及操作上之參考。11研究方法（5-1）建立一組等斷面流體化結晶床CFBC規格：6.0(L)×6.0(W)×185(H)cm材質：反應器均為雙層透明壓克力，內層為結晶顆粒，外層為循環之保溫水層。圖7柱體流體化床CFBC

12研究方法（5-2）每一組FBC均有液體流量測定裝置、進出流及迴流裝置、pH調整裝置、採樣孔、晶體排出之操控裝置、床高量測之米尺及壓差量測系統。需考慮Ca及P流量進流之稀釋作用，以CaCl2及KH2PO4配置適當濃度之進流溶液後以定量抽水機由FBC底部送入。13研究方法（5-3）採用擔體石英砂為美國標準篩50號(0.297mm)篩選後洗淨烘乾後，取1500克石英砂投入反應槽中。水質分析採－維生素丙法圖8Photographs(500X)

擔體的裸相14研究方法（5-4）進行960小時試程，每24小時測定出流水之pH值、Ca濃度、濁度、壓差、總磷濃度、溶解性正磷酸鹽、床高。並檢查進流量及迴流量，並採CFBC之上、中、下層隨機抽取適量結晶顆粒進行特性分析。15研究方法（5-5）廢水進流量(L/hr)4.8迴流量(L/min)2.5擔體固定床高(cm)40溫度(℃)30±1擔體粒徑(mm)0.297pH值9CaCl2(mg/L)155KH2PO4(mg/L)60表1試程一操作條件

CFBC試程一進行960小時之操作條件16實驗設備（2-1）流體化結晶反應槽蠕動幫浦：主要為精確控制進流廢水、結晶藥劑及酸鹼藥劑之流量。迴流幫浦：可使槽內呈現流體化狀態。壓差傳送儀：監測反應槽內部之壓力降。可程式控制器：將所測得壓力降之數值統合數據化。17實驗設備（2-2）pH控制器：控制反應槽內部之酸鹼值。保溫水層定溫裝置及沉水馬達。溫度計：台製，數字型。液體流量計：控制反應槽內部迴流量。米尺。18研究結果（4-1）圖9CFBC試程一之床高19研究結果（4-2）圖10CFBC試程一之壓差20研究結果（4-3）試程於320小時採樣，測擔體之乾濕密度。960試程濕密度乾密度結晶物乾密度結晶物濕密度CFBCρpρpdρcdρcw0度上層2.9590912.5136363.3090910.20度中層2.2912281.9263161.3280.1040度下層1.6285711.3610390.7288890.075556表2CFBC試程一之乾濕密度21預期成果（2-1）完成CFBC之起動與較佳結晶條件試驗，計18組試程。(詳表3)完成CFBC不同比能量損耗速率之結晶試驗，計13組試程，其中3組試驗各960小時。完成建立CFBC結晶速率數學模式。分析項目包括晶體顆粒特性分析、水質分析。22預期成果（2-2）深入探討CFBC幾何形狀之水動力學對其結晶效率之影嚮效應。釐清CFBC之結晶效率之差異。創新建立包括比能量損耗速率之結晶動力模式。23參考文獻(2-1)1.楊萬發譯，水及廢水化學處理，茂昌出版社，台北(1991)2.李茂松，「流體化床結晶技術在無機廢水處理上應用性研究」，碩士論文，中原大學(1992)3.李明政，「流體化床結晶處理技術應用於養豬廢水之研究」，碩士論文，國立台灣大學(1998)4.邵信，加拿大環境技術研討會，(PostGlobe)台北(2002)24參考文獻(2-2)5.行政院環保署，水中磷檢測分析.tw/main/index.asp-報告完畢~謝謝各位~26維生素丙法水中磷檢測方法－分光光度計／維生素丙法。中華民國92年8月25日環署檢字第0920061770號公告。自中華民國92年11月25日起實施。27維生素丙法適用範圍－適用於地面水體、地下水、海域水質及廢(污)水中磷之檢驗。採用1公分樣品槽時檢量線範圍為0.02～0.50mgP/L；採用5公分樣品槽則為0.005～0.050mgP/L。方法偵測極限為0.006mgP/L。28維生素丙法

方法概要水樣以硫酸、過硫酸鹽消化處理，使其中之磷轉變為正磷酸鹽之形式存在後，再加入鉬酸銨、酒石酸銻鉀，使其與正磷酸鹽作用生成一雜多酸－磷鉬酸(phosphomolybdicacid)，經維生素丙還原為藍色複合物鉬藍(molybdenumblue)，以分光光度計於波長880nm處測其吸光度定量之。水樣如未經消化處理，所測得僅為正磷酸鹽之含量。

29表3計18組試程不同PH及Ca/P濃度3013組試程－預計採用之迴流量為2.5、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6及4.8

L/min計13組其Ca及P之進流量均固定為4.8L/hr31磷化合物介紹磷酸鹽類是一種多型態的質子酸，其解離種類受到pH值之影嚮，而呈現不同的離子態。廢水中磷酸根如需產生磷酸鈣，需要在飽和溶液中才會形成結晶，它可由加入鈣或氫氧根離子，影嚮溶解度積，產生單種或多種磷酸鈣化合物，加入氫氧根效果最佳，可增加其結晶動力。32方法原理優點生物處理法利用微生物厭氧狀態釋放磷，在好氧狀態攝取磷的特性，來去除磷。可利用現有的處理設施，不需要注藥，可以同時去除氮、磷。化學處理法原水或二級處理水中添加混凝劑與凝聚劑，使磷化合物沉澱去除。磷的去除能力高，可以彈性操作。FBC結晶技術磷酸鹽與陽離子析出結晶，在結晶物附著在擔體上去除。無污泥生成、可回收磷酸鈣、反應速率快、去除效能高、投資成本低、能源耗損低、操作簡單、適用範圍大。不同除磷方法之比較（MetcalfandEddy,1991;歐陽嶠暉,1994)33不同除磷方法之比較（MetcalfandEddy,1991;歐陽嶠暉,1994)方法缺點處理單元或程序生物處理法產生大量有機