專利名稱：生物潛熱測(cè)定設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種生物潛熱測(cè)定設(shè)備及方法，特別是關(guān)于一種自發(fā)性高溫好氧處理(Autothermal Thermophilic Aerobic WastewaterTreatment，以下簡(jiǎn)稱為ATAT)系統(tǒng)所構(gòu)成的生物潛熱測(cè)定設(shè)備及方法。
高濃度廢水生物處理目前遭遇瓶頸在于高廢棄污泥量、低反應(yīng)速率與低有機(jī)負(fù)荷，而自發(fā)性高溫好氧處理適足以解決這些問(wèn)題。ATAT操作于45℃以上高溫好氧條件，有別于一般高溫厭氧的35℃或55℃。因此，根據(jù)vant Hoff-Arrhenius定律，高溫條件能輕易提高反應(yīng)速率；而且，根據(jù)生物能量學(xué)觀點(diǎn)，高溫環(huán)境使能量使用效率下降，促使生物反應(yīng)過(guò)程中基質(zhì)釋放能量走向維持細(xì)胞生存(maintenance)比例增加，走向細(xì)胞合成(synthesis)減少，生長(zhǎng)系數(shù)隨即變小，污泥量可望減少，而此釋放能量即可提供反應(yīng)槽的熱能需求。
傳統(tǒng)上對(duì)于ATAT的顧慮不外乎一、高溫若不能由廢水分解反應(yīng)自發(fā)產(chǎn)生，外加熱源成本相當(dāng)高；二、高反應(yīng)速率須輔以高傳氧速率，然而高溫會(huì)降低氧氣在水中的溶解度，減緩傳氧速率。事實(shí)上經(jīng)歐美地區(qū)多座高溫好氧污泥消化(autothermal aerobic sludge digestion，ATAD)實(shí)廠成功經(jīng)驗(yàn)，ATAD已被美國(guó)環(huán)保署(US EPA)列為成熟技術(shù)，而臺(tái)灣也有食品廢水廠被證實(shí)為ATAT，因此ATAT可行性不容置疑，當(dāng)務(wù)之急在于建立成熟設(shè)備，以能精確測(cè)定生物潛熱，據(jù)以提高ATAT可行性。
若以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模連續(xù)流馴化槽(chemostat)進(jìn)行ATAT可行性研究可能遭遇困難有一、開(kāi)放性系統(tǒng)可能造成大量蒸發(fā)熱損，不易評(píng)估反應(yīng)產(chǎn)生熱值；二、以空氣曝氣可能因傳氧速率小于基質(zhì)降解需氧速率造成質(zhì)傳限制，若改以純氧曝氣則因?qū)匍_(kāi)放系統(tǒng)而有氧氣爆炸等安全顧慮；三、一般磁石攪拌效果有限亦容易造成溶氧質(zhì)傳限制；四、分析工作多利用COD與MLSS分析，分析方法耗時(shí)費(fèi)力且精準(zhǔn)性與再現(xiàn)性不佳。
本發(fā)明所提供的生物潛熱測(cè)定設(shè)備為密閉系統(tǒng)，且具有純氧曝氣、稀土(rare earth)磁石強(qiáng)力攪拌，以及可程序?qū)崟r(shí)線上監(jiān)控瞬間攝氧量等特性，適足以克服上述困難。
本發(fā)明的目的即在于提供一種生物潛熱測(cè)定設(shè)備，可以用來(lái)測(cè)量ATAT試驗(yàn)的線上(on-line)攝氧數(shù)據(jù)Ou和補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)Hc。
本發(fā)明的次一目的是在于提供一種生物潛熱測(cè)定方法，其包括使用復(fù)線性回歸法從熱平衡模式可以測(cè)定出ATAT試驗(yàn)的比生物潛熱(hb)和熱損通量(J0)，結(jié)果證實(shí)本發(fā)明系統(tǒng)為一種有用的ATAT研究工具。
可達(dá)成上述發(fā)明目的的生物潛熱測(cè)定設(shè)備及方法，是使用一馴化槽培養(yǎng)好氧性菌種，并將菌種植入一反應(yīng)瓶中，以實(shí)現(xiàn)期望的生物反應(yīng)；使用一外界溫度控制器可控制及加熱該反應(yīng)瓶外界至一設(shè)定溫度值；由一供氧單元提供及記錄反應(yīng)瓶所需的攝氧量，供氧單元所輸出的數(shù)據(jù)為一實(shí)時(shí)攝氧數(shù)據(jù)(Ouvs.t)，并由一補(bǔ)溫溫度控制器控制及加熱反應(yīng)瓶?jī)?nèi)部至一設(shè)定溫度值，同時(shí)記錄輸出一實(shí)時(shí)補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)(Hcvs.t)，上述攝氧數(shù)據(jù)及補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)由一比生物潛熱計(jì)算單元計(jì)算出比生物潛熱(hb)和熱損通量(J0)，最后由一補(bǔ)溫比計(jì)算單元計(jì)算出實(shí)時(shí)補(bǔ)溫比(r)，同時(shí)求得操作期間內(nèi)的最小補(bǔ)溫比(rmin)，以評(píng)估自發(fā)性高溫好氧處理系統(tǒng)的反應(yīng)自發(fā)性。
該生物潛熱測(cè)定設(shè)備主要是由反應(yīng)瓶組，純氧供氣系統(tǒng)、補(bǔ)溫加熱溫控系統(tǒng)、熱損加熱溫控系統(tǒng)、磁力攪拌系統(tǒng)，與信號(hào)數(shù)據(jù)監(jiān)控處理系統(tǒng)等六大部分所組成，其特征在于具有可程序?qū)崟r(shí)線上監(jiān)控大量瞬間攝氧與補(bǔ)溫加熱數(shù)據(jù)等功能，可用于進(jìn)行比生物潛熱(specific biologic heatpotential，hb)算法與熱平衡分析，以了解生物反應(yīng)熱力學(xué)特性與ATAT可行性研究。本發(fā)明也有關(guān)一種使用上述本發(fā)明生物潛熱測(cè)定設(shè)備經(jīng)由比生物潛熱(hb)算法與熱平衡分析測(cè)定生物潛熱的方法。
請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明及其附圖，將可進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效；有關(guān)該實(shí)施例的附圖為

圖1為本發(fā)明生物潛熱測(cè)定設(shè)備的主要系統(tǒng)示意圖；圖2為培養(yǎng)作為提供所有ATAT試驗(yàn)好氧性菌種植種來(lái)源所用的本發(fā)明自行設(shè)計(jì)的馴化槽示意圖；圖3為本發(fā)明由ATAT系統(tǒng)所構(gòu)成的生物潛熱測(cè)定設(shè)備示意圖；圖4為使用本發(fā)明生物潛熱測(cè)定設(shè)備用葡萄糖測(cè)得的攝氧曲線圖；以及圖5為使用本發(fā)明生物潛熱測(cè)定設(shè)備用葡萄糖測(cè)得的外溫曲線圖。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明所提供的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，主要是使用一馴化槽10培養(yǎng)好氧性菌種，并將菌種植入一反應(yīng)瓶11中，藉以實(shí)現(xiàn)期望的生物反應(yīng)；使用一外界溫度控制器13a可控制及加熱該反應(yīng)瓶11外界至一設(shè)定溫度值，可控制該反應(yīng)瓶11外壁高溫，減少反應(yīng)瓶11內(nèi)外壁溫差，以降低反應(yīng)瓶11在進(jìn)行生物反應(yīng)時(shí)的熱損失；由一供氧單元12提供及記錄反應(yīng)瓶所需的攝氧量，供氧單元12所輸出的數(shù)據(jù)為一實(shí)時(shí)攝氧數(shù)據(jù)(Ouvs.t)并由一補(bǔ)溫溫度控制器13b控制及加熱反應(yīng)瓶11內(nèi)部至一設(shè)定溫度值，同時(shí)記錄輸出一實(shí)時(shí)補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)(Hcvs.t)，上述攝氧數(shù)據(jù)及補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)由一比生物潛熱計(jì)算單元14計(jì)算出比生物潛熱(hb)和熱損通量(J0)，最后由一補(bǔ)溫比計(jì)算單元15計(jì)算出實(shí)時(shí)補(bǔ)溫比(r)，同時(shí)求得操作期間內(nèi)的最小補(bǔ)溫比(rmin)，藉以評(píng)估自發(fā)性高溫好氧處理系統(tǒng)的反應(yīng)自發(fā)性。
比生物潛熱hb乃指一生物反應(yīng)攝取單位氧氣質(zhì)量所釋放的熱量，單位仟卡/克氧(Kcal/g BODr)，為ATAT可行性的重要指針，配合ATAT熱平衡分析可以了解ATAT如何產(chǎn)生自發(fā)性高溫。對(duì)ATAT系統(tǒng)而言，利用補(bǔ)溫與熱損加熱溫控系統(tǒng)將反應(yīng)瓶?jī)?nèi)外分別控制在兩不同恒溫下，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)穩(wěn)態(tài)(steady state，dT/dt＝0)操作時(shí)，其熱平衡分析可考量反應(yīng)頂(reaction)、熱損項(xiàng)(loss)與補(bǔ)溫項(xiàng)(compensation)表示成0=hbdOudtreaction-lossJo+dHcdtcompensation.......(1)]]>其中hb為比生物潛熱，單位仟卡/克氧；Ou為累積攝氧量，單位g；J0為熱損通量，單位仟卡/分(Kcal/min)；Hc為累積補(bǔ)溫加熱量，單位仟卡(Kcal)。將式(1)以初始條件當(dāng)t＝0，Ou＝0且Hc＝0，代入積分可得
Hc＝J0t-hbOu(2)利用ATAT系統(tǒng)可以獲得大量攝氧數(shù)據(jù)(Ouvs.t)與補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)(Hcvs.t)，運(yùn)用于式(2)配合復(fù)回歸(multiple linear regression)最小平方法(least square method)可用以求取熱損通量(J0)與比生物潛熱(hb)的實(shí)驗(yàn)估計(jì)值。對(duì)于一段試驗(yàn)期間，可依下式定出補(bǔ)溫比(r)r＝Hc/J0t (3)“r”值的大小指示出ATAT系統(tǒng)的反應(yīng)自發(fā)性(reactionspontaneity)?！皉”愈小，用實(shí)驗(yàn)規(guī)模ATAT系統(tǒng)所能達(dá)到的反應(yīng)自發(fā)性愈大。
本發(fā)明自行設(shè)計(jì)高溫馴化槽以培養(yǎng)好氧性菌種，其裝置如圖2所示，特點(diǎn)包括在10升馴化反應(yīng)瓶10a中可操作容積達(dá)9升，靠空氣泵16打入空氣經(jīng)瓶底的曝氣石17曝氣以維持溶氧1-2毫克/升，依溫度測(cè)棒18測(cè)值可以比例積分微分(PID)控制器13b連動(dòng)加熱棒19以維持高溫55℃，精確度0.1℃；馴化反應(yīng)瓶10a底置一加重型稀土磁石20以磁力攪拌器21強(qiáng)力攪拌以維持馴化反應(yīng)瓶10a內(nèi)溶氧與溫度均勻分布；為避免大量水分蒸發(fā)，馴化反應(yīng)瓶10a頂部連接一冷凝回流管22；基質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)鹽為避免酸敗分置兩4升玻璃瓶23、24中，利用蠕動(dòng)泵25依設(shè)定流速同時(shí)連續(xù)進(jìn)流到馴化反應(yīng)瓶10a中，并靠馴化反應(yīng)瓶10a出流口維持液面高度以控制污泥齡(SRT)。
實(shí)施例高溫馴化培養(yǎng)操作先自某食品油脂ATAT實(shí)廠的高溫好氧曝氣池取回10公升菌種植入馴化反應(yīng)瓶中，再以10g/L COD葡萄糖人工水樣控制SRT＝10天進(jìn)流，定期由出流水取樣分析COD、pH與MLSS，并觀察污泥沉降性、顏色、泡沫與顯微鏡菌相，以監(jiān)控馴化情形。
本發(fā)明須以高溫馴化培養(yǎng)經(jīng)由常態(tài)性操作以提供所有ATAT試驗(yàn)植種來(lái)源，操作至所有ATAT試驗(yàn)完成為止。
ATAT試驗(yàn)為本發(fā)明的核心實(shí)驗(yàn)，所使用設(shè)備如圖3所示，乃由反應(yīng)瓶組、純氧供氣系統(tǒng)、補(bǔ)溫加熱溫控系統(tǒng)、熱損加熱溫控系統(tǒng)、磁力攪拌系統(tǒng)，與信號(hào)數(shù)據(jù)監(jiān)控處理系統(tǒng)等六大部分所組成，具有可程序?qū)崟r(shí)線上監(jiān)控大量瞬間攝氧與補(bǔ)溫加熱數(shù)據(jù)等功能，可用于進(jìn)行比生物潛熱，hb，算法與熱平衡分析，以了解生物反應(yīng)熱力學(xué)特性與ATAT可行性研究。
其中，純氧供氣系統(tǒng)可設(shè)定反應(yīng)瓶30頂空間氧含量，根據(jù)氧氣監(jiān)測(cè)器31測(cè)量值，以計(jì)算機(jī)程序依開(kāi)/關(guān)控制方式連動(dòng)控制閥32由供氧源33供氧，控制閥32每開(kāi)一次可定量供氧，計(jì)算機(jī)程序紀(jì)錄累積開(kāi)放歡數(shù)可換算成攝氧量，氧化產(chǎn)生二氧化碳由一吸收瓶34中強(qiáng)堿溶液所吸收，另外尚裝有一氣體循環(huán)泵35以利反應(yīng)瓶30頂部空間與純氧供氣系統(tǒng)連通管線中氣體的均勻分布；補(bǔ)溫加熱溫控系統(tǒng)可設(shè)定反應(yīng)瓶30內(nèi)的溫度，依溫度測(cè)棒39測(cè)值以開(kāi)/關(guān)控制方式連動(dòng)加熱棒40以一固定功率補(bǔ)溫，紀(jì)錄加熱棒40開(kāi)啟累積時(shí)間即可換算補(bǔ)溫加熱量；反應(yīng)瓶30底置一加重型稀土磁石41可以磁力攪拌器42強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)攪拌，不易脫速，轉(zhuǎn)速可調(diào)整，信號(hào)數(shù)據(jù)監(jiān)控處理系統(tǒng)43是利用界面控制商業(yè)軟件撰寫(xiě)的程序，可以線上實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)嚢柁D(zhuǎn)速、溫度。累積攝氧量、累積補(bǔ)溫加熱量等數(shù)據(jù)，并可繪制成線上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖；熱損加熱溫控系統(tǒng)44依反應(yīng)瓶30外壁所置溫度測(cè)棒測(cè)值，并連動(dòng)一加熱線圈，并經(jīng)風(fēng)扇循環(huán)氣流，可控制反應(yīng)瓶30外壁高溫，減少反應(yīng)瓶30內(nèi)外壁溫差，以降低反應(yīng)瓶30熱損失。
進(jìn)行ATAT試驗(yàn)時(shí)，先自高溫馴化槽植種至反應(yīng)瓶30中，采半連續(xù)進(jìn)流操作，每日以針筒依所控制的SRT換算抽取定量污泥廢棄，隨即添加等體積葡萄糖人工水樣，待每日累積攝氧趨勢(shì)達(dá)穩(wěn)定再現(xiàn)，即可終止該批試驗(yàn)。
圖4和圖5分別顯示出Ou和Hc曲線?？梢钥闯鯫u曲線逐日變異。而Hc曲線則在一天的試驗(yàn)期間內(nèi)較具有可重復(fù)性。Ou和Hc數(shù)據(jù)都是用方程式(2)以復(fù)線性回歸法進(jìn)行分析而估計(jì)出比生物潛熱(hb)和熱損通量(heat loss flux)(J0)供比較所用?；貧w結(jié)果顯示出hb的值，除了第3-6天之外，通常是在3.82-4.53仟卡/克BODr范圍之內(nèi)。對(duì)于所有8個(gè)試驗(yàn)無(wú)所得0.92-0.95的R2值顯示出完美的線性，甚至第3-6天亦然。hb在第3-6天發(fā)生較大變異的原因仍有待研究。根據(jù)推斷其可能是該嗜熱性微生物系統(tǒng)與試驗(yàn)條件下的不完全馴化相關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)本質(zhì)所致。因?yàn)閔b在第7-8天自動(dòng)地回歸到基線值(第1-3天)之故，所以不可能是ATAT測(cè)定系統(tǒng)的設(shè)備問(wèn)題所致。
回歸結(jié)果亦顯示出熱損速率(J0)是在0.43-0.55仟卡/分的相當(dāng)窄范圍內(nèi)變異。當(dāng)系統(tǒng)在第5-6天經(jīng)歷較低的生物熱釋放時(shí)該熱損即減少約10％。
使用hb的平均值(4.58仟卡/克Ou)和平均熱損通量值(J0)(0.50仟卡/分)，可以定出方程式3所定義的補(bǔ)溫比，其在24小時(shí)試驗(yàn)期間的第12小時(shí)達(dá)到89.2％的最低值。
本發(fā)明所提供的生物潛熱測(cè)定設(shè)備可以用來(lái)測(cè)量ATAT試驗(yàn)的線上(on-line)攝氧數(shù)據(jù)Ou和補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)Hc。本發(fā)明也提出一種生物潛熱測(cè)定方法，其包括使用復(fù)線性回歸法從熱平衡模型可以測(cè)定出ATAT試驗(yàn)的比生物潛熱(hb)和熱損通量(J0)。結(jié)果證實(shí)本發(fā)明系統(tǒng)為一種有用的ATAT研究工具。當(dāng)系統(tǒng)以10克COD/公升進(jìn)流葡萄糖和操作在10天的污泥齡(SRT)時(shí)，測(cè)定出hb為4.28仟卡/克BODr。該ATAT系統(tǒng)的熱損通量經(jīng)測(cè)定為50仟卡/分，且其最小補(bǔ)溫比(rmin)為89.2％。
權(quán)利要求
1.一種生物潛熱測(cè)定設(shè)備方法，其特征在于，包括下列步驟使用一馴化槽培養(yǎng)好氧性菌種，并將該菌種植入一反應(yīng)瓶中，以進(jìn)行生物反應(yīng)；控制及加熱該反應(yīng)瓶外界至一設(shè)定溫度值；提供及記錄該反應(yīng)瓶所需的攝氧量，并輸出一實(shí)時(shí)攝氧數(shù)據(jù)Ouvs.t；控制及加熱該反應(yīng)瓶至一設(shè)定溫度值，同時(shí)記錄輸出一實(shí)時(shí)補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)Hcvs.t；利用該攝氧數(shù)據(jù)及該補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)計(jì)算出一比生物潛熱hb和一熱損通量J0；以及利用該比生物潛熱及該熱損通量計(jì)算出一實(shí)時(shí)補(bǔ)溫比r，同時(shí)求得操作期間內(nèi)的最小補(bǔ)溫比rmin。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物潛熱測(cè)定方法，其特征在于，其中該實(shí)時(shí)攝氧數(shù)據(jù)是由一提供及記錄該反應(yīng)瓶所需攝氧量的供氧單元所輸出測(cè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物潛熱測(cè)定方法，其特征在于，其中該實(shí)時(shí)補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)是由一控制及加熱該反應(yīng)瓶?jī)?nèi)部至一設(shè)定溫度值的補(bǔ)溫溫度控制器所提供及記錄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物潛熱測(cè)定方法，其特征在于，其中該實(shí)時(shí)攝氧數(shù)據(jù)Ouvs.t及實(shí)時(shí)補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)Hcvs.t，由熱平衡分析考量反應(yīng)項(xiàng)、熱損項(xiàng)與補(bǔ)溫項(xiàng)可表示成0=hbdOudtreaction-lossJo+dHcdtcompensation.....(1)]]>其中hb為比生物潛熱，單位仟卡/克氧；Ou為累積攝氧量，單位g；J0為熱損通量，單位仟卡/分；Hc為累積補(bǔ)溫加熱量，單位仟卡；將式(1)以初始條件當(dāng)t＝0，Ou＝0且Hc＝0，代入積分可得Hc＝J0t-hbOu(2)
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物潛熱測(cè)定方法，其特征在于，其中比生物潛熱hb及該熱損通量J0，可依下列式定出補(bǔ)溫比rr＝Hc/J0t (3)
6.一種生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，包括有一用以培養(yǎng)好氧性菌種的馴化槽；一可供該好氧性菌種植入并進(jìn)行生物反應(yīng)的反應(yīng)瓶；一控制及加熱該反應(yīng)瓶外界至一設(shè)定溫度值的外界溫度控制器；一提供及記錄該反應(yīng)瓶所需攝氧量的供氧單元，其可輸出一實(shí)時(shí)攝氧數(shù)據(jù)Ouvs.t；一控制及加熱該反應(yīng)瓶?jī)?nèi)部至一設(shè)定溫度值的補(bǔ)溫溫度控制器，其可同時(shí)記錄輸出一實(shí)時(shí)補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)Hcvs.t；一比生物潛熱計(jì)算單元，其藉由該實(shí)時(shí)攝氧數(shù)據(jù)及該實(shí)時(shí)補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)計(jì)算出一比生物潛熱hb和一熱損通量J0；以及一補(bǔ)溫比計(jì)算單元，其藉由該比生物潛熱及該熱損通量計(jì)算出一實(shí)時(shí)補(bǔ)溫比r，同時(shí)求得操作期間內(nèi)的最小補(bǔ)溫比rmin。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其中該馴化槽是使用一空氣泵打入空氣，經(jīng)該反應(yīng)瓶瓶底的一曝氣石曝氣；依一溫度測(cè)棒測(cè)值可以比例積分微分補(bǔ)溫溫度控制器連動(dòng)一加熱棒以維持高溫；該反應(yīng)瓶底部置一加重型稀土磁石以一磁力攪拌器強(qiáng)力攪拌；將一基質(zhì)與一營(yíng)養(yǎng)鹽分置于二玻璃瓶中，并利用一蠕動(dòng)泵依設(shè)定流速同時(shí)連續(xù)進(jìn)流到該反應(yīng)瓶中進(jìn)行生物反應(yīng)，并靠該反應(yīng)瓶出流口維持液面高度以控制污泥齡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其中該反應(yīng)瓶頂端還連接有一冷凝回流管。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其可被應(yīng)用作為評(píng)估一自發(fā)性高溫好氧處理系統(tǒng)的反應(yīng)自發(fā)性。
10.一種生物潛熱測(cè)定設(shè)備，主要包括有一反應(yīng)瓶組、一純氧供氣系統(tǒng)、一補(bǔ)溫加熱溫控系統(tǒng)、一熱損加熱溫控系統(tǒng)、一磁力攪拌系統(tǒng)與一信號(hào)數(shù)據(jù)監(jiān)控處理系統(tǒng)；其特征在于具有可程序?qū)崟r(shí)線上監(jiān)控大量瞬間攝氧與補(bǔ)溫加熱數(shù)據(jù)等功能，可用于進(jìn)行比生物潛熱算法與熱平衡分析，以了解生物反應(yīng)熱力學(xué)特性與ATAT可行性研究。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其中該純氧供氣系統(tǒng)可根據(jù)一氧氣監(jiān)測(cè)器測(cè)量值，以一計(jì)算機(jī)程序依開(kāi)/關(guān)控制方式連動(dòng)一控制閥由一供氧源供氧，該控制閥每開(kāi)一次供氧一設(shè)定氧氣量，該計(jì)算機(jī)程序紀(jì)錄累積開(kāi)放次數(shù)可換算成攝氧量，而氧化產(chǎn)生二氧化碳由一二氧化碳吸收瓶中的一強(qiáng)堿溶液所吸收。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其中該純氧供氣系統(tǒng)還裝設(shè)有一氣體循環(huán)泵以利反應(yīng)瓶頂空間與純氧供氣系統(tǒng)連通管線個(gè)氣體的均勻分布。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其中該補(bǔ)溫加熱溫控系統(tǒng)可設(shè)定該反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的溫度，依一溫度測(cè)棒測(cè)值以開(kāi)/關(guān)控制方式連動(dòng)一加熱棒以一設(shè)定功率補(bǔ)溫，并紀(jì)錄該加熱棒開(kāi)啟累積時(shí)間即可換算出一補(bǔ)溫加熱量。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其中該反應(yīng)瓶底部加置一加重型稀土磁石可以一磁力攪拌器強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)攪拌。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其中該信號(hào)數(shù)據(jù)監(jiān)控處理系統(tǒng)是由一界面控制的程序，可以線上實(shí)時(shí)監(jiān)控各數(shù)據(jù)，并可繪制成一線上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物潛熱測(cè)定設(shè)備，其特征在于，其中該熱損加熱溫控系統(tǒng)依該反應(yīng)瓶外壁所置一溫度測(cè)棒測(cè)值，并連動(dòng)一加熱線圈，經(jīng)一風(fēng)扇循環(huán)氣流，可控制該反應(yīng)瓶外壁高溫，減少反應(yīng)瓶?jī)?nèi)外壁溫差，以降低反應(yīng)瓶熱損失。
全文摘要
一種生物潛熱測(cè)定設(shè)備及方法,是使用一馴化槽培養(yǎng)好氧性菌種,并植入一反應(yīng)瓶中;一外界溫度控制器;一供氧單元提供及記錄反應(yīng)瓶所需的攝氧量,供氧單元所輸出的數(shù)據(jù)為一實(shí)時(shí)攝氧數(shù)據(jù);由一補(bǔ)溫溫度控制器控制及加熱反應(yīng)瓶?jī)?nèi)部至一設(shè)定溫度值,攝氧數(shù)據(jù)及補(bǔ)溫?cái)?shù)據(jù)由一比生物潛熱計(jì)算單元計(jì)算出,最后由一補(bǔ)溫比計(jì)算單元計(jì)算出實(shí)時(shí)補(bǔ)溫比,同時(shí)求得操作期間內(nèi)的最小補(bǔ)溫比,以評(píng)估自發(fā)性高溫好氧處理系統(tǒng)的反應(yīng)自發(fā)性。
文檔編號(hào)C12Q1/02GK1389570SQ0111592
公開(kāi)日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月31日
發(fā)明者江舟峰, 吳勇興 申請(qǐng)人:朝陽(yáng)科技大學(xué)