稻壳嘛出头天-碳化稻壳吸附效果之探讨

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1、稻殼嘛ㄟ出頭天－碳化稻殼吸附效果之探討摘要臺灣年產稻米135~200萬公噸，唯同時也產生約有40萬的稻殼，過去皆以癈棄物處理，幾無經濟價值可言；在今日基於提昇資源的再利用，將農業廢棄物轉化為具經濟價值的副產物，希望能將稻穀的利用發揮到極限，延長稻榖在自然界中的物質循環，或加工製成多元產品，為地球盡一份心力，同時亦解決環保問題！本實驗利用四種具過濾吸附潛力的天然材料，即「木炭、備長炭、碳化稻穀、麥飯石」等為資材，結果在測量過濾水中生菌能力的試驗發現，不同材料對降低濾液中生菌數含量的能力上有相當的差異存在，其中以

2、炭化稻殼生菌數最低，其次為備長炭、麥飯石、木炭；而在餘氯吸附能力測量中則發現以碳化稻殼餘氯量最少，其次為木炭、備長炭、麥飯石；至於在不同材料的孔隙大小差異中則發現碳化稻殼、麥飯石孔隙較備長炭、木炭小。基於上述三種實驗結果初步顯示碳化稻殼對水中生菌過濾能力、水中氯離子的吸附能力具有優異的效果，具有進一步開發為新一代濾材的潛力。第1頁，共15頁壹、研究動機這是你喝的水嗎?你家有淨水器嗎?對現代人而言，家中有飲水機似已相當普及化，濾水器更是必備品了，一般認為活性碳是過慮、吸附水中雜質及污染物的良好材料，因此濾水器和

3、飲水機中使用的濾心通常使用具吸附能力的類似活性碳材料。本實驗中設想若可應用新的材料，找出與活性碳功能相似的天然材料，甚至是利用生活中的廢棄物，提高廢棄物的應用價值，不但可以對環保盡一份心力，也可提升資源的再利用，降低化學濾材的使用與消耗，提供未來天然濾材的參考利用。為了淨化水質又兼顧環保，我們尋找更多週遭可以利用的天然資材，以應用在過濾吸附污染物的試驗上。基此，本實驗挑選四種具吸附潛力的「木炭、備長炭、碳化穀粒、麥飯石」等天然材料來測量其過濾水中生菌能力，並探討其吸附力與孔隙大小對吸附效果的影響。第2頁，共1

4、5頁貳、研究目的一、探討不同天然材料對水中生菌過濾能力的差異。二、測試不同天然材料對水中氯離子的吸附能力，並分析各種材料間的差異。三、以掃描式電子顯微鏡（SEM）測量不同天然材料孔隙大小，並進一步分析其孔洞大小與吸附能力差異的關係。四、瞭解碳化稻穀是否具成為新一代濾材的潛力。第3頁，共15頁參、研究設備與器材一、實驗材料選擇與處理：（一）木炭：利用市售台灣製烤肉用的木炭，先以RO水洗淨木炭並曝曬，再將其敲擊成大小約10~15mm相近的顆粒，接著以水連續沖洗三次後陰乾(如圖一)。（二）備長炭：利用市售的大陸備長

5、炭，以RO水洗淨後曝曬，再敲擊成大小約10~15mm相近的顆粒，接著以水連續沖洗三次後陰乾(如圖四)。（三）麥飯石：由於經麥飯石過濾的礦泉水銷售非常普遍，在過濾上具有一定的效果，因此也拿來做試驗。先將麥飯石以水洗淨後曝曬，再敲擊成大小相近的顆粒，接著以水連續沖洗三次後陰乾(如圖二)。（四）炭化稻殼：其係製造白米後的廢棄物，目前多拿來鋪在雞舍的地面，農民大多贈送給需要者或棄置不加利用。實驗前先去除髒物，第一次將以水洗淨後曝曬，接著以水連續沖洗三次後陰乾(如圖三)。※此實驗為避免過濾材料吸附水中物質，造成實驗誤差

6、，故材料處理過程均利用RO逆滲透的水清洗，以減少誤差來源，。(圖一)木炭(圖二)麥飯石第4頁，共15頁(圖三)碳化稻穀(圖四)備長炭（表一）、木炭、備長炭、麥飯石、碳化稻穀之綜合比較表材料來源燒製溫度市售價格木炭任何木材600~800℃，土窯50~100元/kg台灣製備長炭堅硬材質木材1000~1200℃，機械窯900~1200元/kg大陸製麥飯石開採火成岩未碳化，經多道雜質去除100~150元/㎏加工碳化稻穀碾米廠500~700℃，土窯0~15元/㎏二、器材：木炭、備長炭、麥飯石、炭化稻穀、滅菌紗布、鐵架、

7、燒杯、鐵盤、保特瓶、1000ml量筒、50ml量筒、鋁箔、相機、隨身碟、電腦、剪刀、掃描式電子顯微鏡（SEM）、D.O.瓶、餘氯測定器、次氯酸鈉、培養皿、洋菜膠(見附錄)。第5頁，共15頁肆、研究過程與方法一、不同材料濾液中生菌數含量之測定（一）各項測量物以RO淨水洗滌四次並加以陰乾（二）先置備培養生菌數用的洋菜膠（三）將8瓶1500c.c.保特瓶切割成1/2，並將其兩瓶黏結成雙頭瓶(如下圖五)（四）將洗滌後的四項測量物放進雙頭瓶內（五）將消毒濾布四層安裝於雙頭瓶出水口（六）以1000c.c.的自來水由入水口

8、倒入，並測量其濾水時間(各濾三次)（七）立即將濾出的水裝入D.O.瓶內測量濾水中溶氧量（八）測量pH值（九）接著將濾出的水以原液、稀釋10倍、稀釋100，利用平板畫菌法三重複，培養生菌數，放置恆溫培養箱（十）三天後觀察並計算培養皿中長出的菌株落寶特燒杯瓶無菌紗布鐵架(圖五)由左上、左下、右上、右下依序為木炭、炭化稻殼、麥飯石、備長炭第6頁，共15頁二、不同材料的餘氯吸附能力測量（一）各項測量物以RO