土木系59級謝文康學長返校演講「An Alternative Bioreactor System for Wastewater Treatment 」

2009年6月17日,土木系環工組59級謝文康學長應邀至環工系演講,演講主題為An Alternative Bioreactor System for Wastewater Treatment(關於廢水處理方法之另一種生物反應系統)。謝文康學長目前為美國賓夕法尼亞州大學化學與分子生物工程系專任教授。
演講一開始,謝文康學長開場白娓娓道來,先說明Biotreatment(生物處理)被廣泛採用是因為它可以從各條廢水河川減少有機體和營養素的負載,其次敘說生物處理的三大功能:Biodegradation、Biomass Proliferation & Retention、Biomass-Liquid Separation等等,最後談到一般的系統設定,例如Suspended-Growth Systems(懸浮性生長系統)、Attached-Growth Systems(附著性生長系統)。而生物處理的效率取決於被採用系统結構中的內部特性,近來發展的反應工程、分子生物學、生物動力學皆提供生物反應器的設計與運作絕佳的機會,這個實驗的目標就是發展另一種可選用的生物反應器系統,而這種系統可以使懸浮性與附著性生長物在單一生物反應器結構達到令人滿意的結果,但有兩個需要注意的地方,即微生物與系統結構,微生物主要形成網狀般的生物量架構(例如:biomatrix),只需利用手邊器具就能保留多樣化微生物種類,毋需使用外來媒介來支撐進行整個過程;另外,系統結構應用在biomatrix可以減低流體剪力和氣體冒泡。
在這個實驗中,Upflow Bioreactor(水流往上流的生物反應器)、Oxygenator(氧氣供應器)、Biomatrix分別在生物反應器系統中扮演著不同的角色。Upflow Bioreactor的特點是不需曝氣、不用使用曝氣及二級沉澱,Oxygenator讓氣泡形成氧氣飽和,再使原料與生物反應的廢液混合,而Biomatrix不用外來的媒介,使用重力分離下降、軸向流體流動增加,反應的範圍和路徑藉由氧氣的流量控制。此外,Autotrophic Nitrification & Denitrification (簡稱AND) Reactions是一種緩慢生長的化學自制養料的生物量。
最後學長提出三個結論,首先一個兼具穩定性與易反應的biomatrix是連續性與網狀的結構,它是由一個水流向上與不需曝氣的生物反應器所組成,可以於生長緩慢或者快速的環境下存在;其二biomatrix延伸MCRTs,從而產生low-VSS(低懸浮物質)流出,而不必藉由二級沉澱;其三氧氣供應可以被運用來調節在biomatrix生物之間的反應範圍和路徑。座談會的問題與討論時間,學長拋出兩個深具潛力的研究專題,供以後學弟妹或有興趣的人來探討:
1.Chemoautotrophic Detoxification of Cyanide.
2.Removal of Oxidized Nitrogen Species in Chloraminated Water.
(整理 : 外文系97級洪菀璘)
