書籍介紹
新興水源為台灣重要之水資源，都市污水與工業廢水回收之再生水為穩定之新興水源，就效益與風險考量，將再生水運用於工業冷卻類用水應是可以發揮良好之效益與風險管理，然偏高之氮化合物經由化學之錯合反應將造成冷卻與鍋爐系統金屬管材元件之腐蝕，另水中氮化合物亦為生物營養源而致在水中衍生生物積垢造成水質惡化與水再生薄膜淨水單元之阻塞，影響水再生整體操作效率與效益，水中氨氮也會產生再生水毒性問題，間接影響下游生態安全。現行放流水標準並未管制氨氮與總氮，既設廢污水處理廠建置時並未規劃除氮處理單元，目前亦無法為提昇除氮功能而變更土木工程與其他硬體，故如何在既設廢污水處理廠之單元流程架構與土建設施上，提昇原設計無法達成之除氮功能，研發適用於既設生水源除氮處理技術，提升和改善再生水源水質，是為本計畫主要目標。依此目標計畫工作要項為: 調查國內外運用於廢污水再生之除氮技術原理、水質水量適用範圍與應用實例；評估厭氧/無氧/好氧程序（Anaerobic/Anoxic/Oxic, A2O）、厭氧氨氧法（Anaerobic Ammonium Oxidation， Anammox），以及固定生物處理程序（Entrapped Mixed Microbial Cells，EMMC）之處理效能與應用條件；調查國內廢污水廠放流水之氮質量變異特性；建立實驗室規模模型單元，以合成廢污水與國內實際廢污水 (都市污水及工業廢水)進行測試，以探討除氮技術應用於國內既設廢污水處理廠之可行性及除氮處理效率，探討處理操作參數、操作條件、處理效能、操作維護簡易及應用於國內既設污水處理廠之適合性。
目前使用於廢污水處理之除氮技術為好氧硝化/厭氧脫硝與厭氧氨氧化脫硝，好氧硝化/厭氧脫硝典型之程序為厭氧/缺氧/好氧程序(A2O)，藉由外加鹼度與碳源提升其除氮效能。而厭氧氨氧化脫硝除氮則為ANAMMOX 程序，其脫氮作用是以ANAMMOX 顆粒污泥，亞硝酸鹽氮與氨氮在ANAMMOX菌的作用下，兩種物質反應生成氮氣。另外固定污泥法技術 (EMMC) 亦屬好氧硝化/厭氧脫硝原理之技術程序，固定污泥法技術 (EMMC)將活性污泥包埋成污泥體，由於污泥體表面可進行好氧反應，內部氧氣傳輸受限處可進行厭氧反應，故此程序於單槽即能同時進行好氧硝化及厭氧脫硝反應，進而達到同時去除氮碳之效果，技術面上A2O與EMMC屬好氧硝化與厭氧脫硝法，可以同時去除BOD/COD與氨氮總氮，技術成熟；ANAMMOX屬厭氧脫硝法為新技術，其有低耗能資源及處理高氨氮能力，但無法去除BOD/COD且菌種培養不易且耗時(年以上)，系統操控及穩定困難；就適用國內既有污水處理廠之活性污泥法之系統而論，A2O系統需要修改活性污泥曝氣槽曝氣與內部迴流硬體，ANAMMOX系統無法架設於活性污泥曝氣槽，其也無法接續於活性污泥法二沉池之後；EMMC系統可以直接架入活性污泥曝氣槽內，不衍生曝氣與土木硬體工程，在活性污泥曝氣槽中創造A2O的系統，且其系統操控簡單穩定，較適合應用於國內既有廢污水處理廠之除氮技術。調查採樣分析國內內湖污水處理廠、新竹科學園區竹科園區污水處理廠、彰濱線西工業區污水處理廠、楠梓污水處理廠及臨海工業區污水處理廠都市污水與工業廢水處理廠的含氮化合物濃度，都市污水處理廠之進流氨氮濃度約為16.3~26.0 mg/L，進流總氮濃度約為19.6~28.4 mg/L，出流氨氮濃度為0.3~12.3 mg/L，出流總氮濃度為6.1~16.6 mg/L；石化專業區污水處理廠的進流氨氮濃度為13.3~64.0 mg/L，進流總氮濃度為37.2~95.6 mg/L，出流氨氮濃度為0.3~34.5 mg/L，出流總氮濃度為43.2~83.6 mg/L；科學園區廢水處理廠的進流氨氮濃度為53.5~97.0 mg/L，進流總氮濃度為59.9~102.1 mg/L，出流氨氮濃度為65.0~85.3 mg/L，出流總氮濃度為72.6~88.0 mg/L；國內都市污水與工業廢水處理廠的含氮化合物濃度均須再予提升除氮效率以強化都市污水與工業廢水再生為新興水源用途之潛勢。固定化生物處理程序進行合成廢污水除氮試驗，在反應槽填充率控制為18.6% (MLSS約為4500 mg/L)，添加足夠量鹼度並維持pH為7-8，曝氣方式選用1 hr曝氣：1 hr不曝氣，氨氮濃度為25 mg/L，碳氮比COD/N = 12， HRT = 18 hr的操作條件下進行試驗，可使COD去除率分別可達96%、硝化效率分別可達93%、總氮去除率分別可達84%；合成廢污水除氮試驗顯示EMMC確實可以在好氧的曝氣槽環境下形成好氧硝化/厭氧脫硝的情境與能力，而除氮效率之提升則亦需輔以水質特性調配及操作參數優選。固定化生物處理程序進行都市污水試驗，在水力停留時間為6 hr (模擬實際之操作條件)、污泥填充率為18.6%與連續曝氣模式下進行無添加鹼度和碳源，其COD去除率依序可達70.4%、77.53%及80.08%，硝化效率依序可達88.85%、95.37%及96.04%，總氮去除率依序可達44.33%、41.96%及42.45%；若提高污泥填充率為31%下進行無添加鹼度、添加鹼度與添加鹼度和碳源，其硝化效率依序為90.89%、92.56%及98.33%，總氮去除率為54.12%、52.15%及60.02%；添加適量鹼度可提升硝化效能，而添加碳源對COD去除率、硝化率與總氮亦有提升之功能；EMMC技術可以提升都市污水處理廠之除氮能力與效率，實廠都市污水若有足夠鹼度與碳源可供利用，則EMMC技術更可以發揮其功效。由試驗結果顯示EMMC除氮技術應用的操作簡易，其可以在單一生物曝氣槽的反應環境下，達到同時去除BOD/COD與氮化合物，對於既設污水處理廠之除氮能力予與某一程度之提升，同時亦可視需要適度補充鹼度與碳源來大幅強化除氮效率，後續應運用實驗室規模固定化生物處理模型單元程序之操作條件及參數，進行現址模型廠試驗作為除氮技術之驗證及實廠設計之參考。
分類
其他詳細資訊
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：汙水處理
- 附件：CD-ROM
- 頁/張/片數：182
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