Transcript 專題研究報告
崑山科技大學 環境工程系 Kun Shan University Department of Environmental Engineer 專題研究報告 以UASB反應器處理染整廢水 指導老師：林龍富 副教授 班級 : 四環四A 學生：吳宇晴 楊千鈺 摘要 由於染整的過程中添加了許多染料、染劑等 化合物，使廢水含有高濃度的有機物，如果 直接排放，不但不符合法規，也將對環境帶 來嚴重的破壞。UASB處理程序是近代廢水 厭氣處理技術發展過程中，最具代表性的一 項技術。 本研究是利用UASB 處理染整廢水，探討其 污水中COD、SS之去除效應。 摘要 當UASB反應器之水力負荷控制為1.3、2.0及 3.5L/d時，其水力停留時間為210.46、136.8 及78.17hrs；有機負荷率分別為0.080、0.123 及0.215kgCOD/m3-d。 研究結果顯示UASB的平均出流水值：總COD 454.2 mg/L、溶解性COD 374.2 mg/L 、懸浮 固體物(SS) 27 mg/L，去除率最高可達到77％， 主要的影響因素是溫度，其去除率是超出預期的， 經由系統處理後，可使放流水達到最佳處理效果。 目錄 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 前言 文獻回顧 研究方法 結果與討論 結論 參考文獻 前 言 研究動機 因為景氣回升，所以紡織廠的訂單增多，由於原本 是採用喜氣法處理，但能源消耗及剩餘污泥量都比 厭氧處理法大，所以才委託我們幫忙研究處理。 UASB是屬於高效率的厭氧生物法，反應槽內部須 放置流動顆粒介質，而是藉由生物污泥自身的機能， 形成濃度極高且沉降性良好的顆粒化污泥，藉由污 泥顆粒的表面積，可有效地與進流的廢水基質充分 接觸。 前 言 研究目的 本研究擬在無控溫之情況下操作，藉由改變 水力負荷，以控制水利停留時間（Ｈｙｄｒ ａｕｌｉｃ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｔｉｍ ｅ,HRT），探討ＵＡＳＢ反應器隊有機物 去除之效能。 文 獻 回 顧 「染整」係將紡織品以物理、化學方式處理，經適 當的前處理（退漿、精練、漂白等）、染色、印花 及整理加工，賦予紡織產品特殊的機能性功能（如 防水、透氣、防火、抗菌等），為紡織工業中不可 或缺的一環。 染整技術是一種高複雜性之加工技術，染整業也可 以稱為高科技傳統產業，它利用許多高精密度設備 來從事生產，同時由於其勞力密集、加工製程長、 用水量大、污染量大等特性，使得生產及維護成本 居高不下。 文 獻 回 顧 染整產業用水量大、製程複雜、多變化；染料、助 劑及樹脂種類多，故染整廢水的水質也相當複雜， 業者需建立一套經濟又符合法規可行的廢水處理設 備，又可回收水再利用，因此生產成本相對提高。 故目前染整業為符合國內環保需求及國際紡織品環 保性檢驗之標準，逐步淘汰高污染原物料，並由製 程配方條件合理化著手，以綠色設計、清潔生產之 方式，以達到減少製程用水量及降低廢水處理成本 之目標。(經濟部中小企業處，2006) 文 獻 回 顧 染整廢水的特性 依據89 年台灣地區工廠用水查核調查結果分析，紡織 業在水源供給來源仍是以地下水為主自來水為輔 在染色加工中，精鍊、漂白、染色、加工等各種工程以 及鍋爐等常須耗用大量的水資源。水質對於製品的品質 與鍋爐的機能，將有極大的影響。染整業主要用水來源 為地下水及自來水等。普通地下水是利用地表下深度在 100 公尺以上地層中之水。但因溶有地層成分，含有 Ca2+、Mg2+及Fe2+等成分，這些成分之含量因地 域而有差別，水位特別低時，亦可能增加這些成分的含 量。而自來水即地下水或地表水淨化殺菌後之水，因之 雖然不純物的含量較少，但做為染色用水較不符合經濟 效益。 文 獻 回 顧 不同染整廠用水量差異極大，整體考量染整廠用水特性，染整 廠主要用水包括三大部分 第一、染整過程中前處理（退漿、精練、漂白）、染色、整理 工程用水量 第二、前項工程進行中機器設備，降溫使用之冷卻水、冷凝水 和鍋爐製造蒸汽產生冷凝水 第三、公共區空調用水。 一般染整廢水為高溫及高pH 值，但亦有部份廢水因為使用酸 性染料及助劑至產生低pH值之廢水；一般染整製程高濃度之廢 水多來自於精鍊漂白及染色後之第一缸廢液或出現於樹脂之槽 底液中，其餘清洗廢水污染濃度較低。由此可見，不同製程之 染整廢水若欲符合相同之放流水管制標準，則需使用不同之處 理技術。(經建會-中小企業工業廢水回收輔導計畫，2004) 文 獻 回 顧 UASB反應槽發展沿革與應用 荷蘭農業大學 拉丁格(Lettinga)等教授於 1971年開始研究以UASB法處理有機廢水。 根據文獻指出，上流式厭氧填充床為UASB 的前身。 UASB處理槽主要由四個部份構成， (1)進流水分佈裝置，(2)污泥床， (3)污泥毯，(4)氣固液分離裝置。 文 獻 回 顧 污泥床是沈澱在處理槽底部 的一層濃厚污泥顆粒，而污 泥毯則為污泥床上方與厭氣 反應所產生的氣體混 合之懸 浮污泥部份。進入處理槽的 廢水在污泥床和污泥毯區 被 厭氣分解，產生的氣體會隨 著污泥上浮，在氣固液分離 區分別被導引，氣體收集並 排出槽外，而懸浮污泥則在 水流較穩定的區域沈澱回到 處理槽中，出流水則排出槽 外。 研 究 方 法 實驗設備 本研究實驗系統，主要有一座UASB反應器、 兩部蠕動幫浦、一部沉水幫浦所組成 反應器為壓克力材質，內徑12 cm、高101 cm、有效體積為11.4 L。 研 究 方 法 反應器上部設置固、液、 氣三相分離系統並設有上 層液迴流系統及六個等距 離採樣口，以便取樣，反 應器設計示意圖如圖所示 研 究 方 法 實驗分析方法 水質分析項目包括：pH 值、總化學需氧量 (COD)、溶解性化學需氧量(SCOD)、懸浮 固體(TSS) 均依據環保署公告之水質檢測及樣品保存方 法分析及保存樣品 結 果 與 討 論 在試驗期間，CODt處理效果，如下圖所示 總去除率66％ 2500 進 流 COD(mg/L) 出 流 COD(mg/L) COD(mg/L)) 2000 1500 1000 500 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 操作天數 結 果 與 討 論 CODs處理效果 2000 進 流 COD(mg/L) 出 流 COD(mg/L) COD(mg/L)) 1500 1000 500 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 操作天數 45 50 55 60 65 70 結 果 與 討 論 S.S.(mg/L)) 懸浮固體物(ss)處理效果 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 操作天數 45 50 55 60 65 70 結 果 與 討 論 10月25號 進流最低轉速1.3 ml/min啟動 11月2號加入另一桶染整廢水 11月22號 進流關掉 11月25號開啟 12月10號 16:40 2.0 ml/min 加入新廢水 1月4號 進流關掉 1月5號開啟加入新的廢水 1月10號加入新的廢水 1月20號加入新的廢水 結 論 本研究是利用上流式厭氧污泥床(UASB)反 應系統，處理染整廢水，探討本系統對污水 中COD、SS知去除效應。 本研究結果顯示，反應器之操作效能均以夏 季最高，冬季最低，建議UASB 反應器宜設 置保溫或恆溫系統，以提升反應器處裡效能。 參 考 文 獻 以厭氧法串連人工濕地處理生活污水之操作性能研 究etd.lib.nsysu.edu.tw/ETD-db/ETDsearch/getfile UASB 生物處理方法與應用 http://setsg.ev.ncu.edu.tw/LinkClick.a spx?fileticket=fyv%2B1bfOLWQ%3D& tabid=387&mid=1259&language=zhTW&for 染整廢水高級氧化處理之研究 http://ndltd.ncl.edu.tw/cgibin/gs32/gsweb.cgi/ccd=Gvck1N/record?r1 =1&h1=0 活性污泥系統處理染整廢水 1.化學混凝做 為活性污泥系統前處理或後處理之功能比 較 2.操作溫度對活性污泥系統之影響 http://ndltd.ncl.edu.tw/cgibin/gs32/gsweb.cgi/ccd=Gvck1N/reco rd?r1=44&h1=1