臺灣博碩士論文加值系統

傳統上高濃度氨氮廢污水可以採活性污泥程序處理，由於硝化作用中的硝化菌是屬於自營菌，生長速率較為緩慢，並易受環境影響，以致不易與異營菌競爭，且活性污泥程序時常因沈澱池沈澱效果不佳，導致污泥流失造成硝化效率不佳。薄膜生物程序 (Membrane Bioreactor, MBR) 能藉由薄膜系統避免生物反應槽內污泥隨出流水之流失，能有效的進行固液分離，致使污泥停留時間長，並能提高槽內污泥濃度，具高體積負荷等優點，故能將易受環境影響的硝化菌保留於反應槽內，有利於生長緩慢的硝化菌增殖，以提高含氮化合物的轉化效率。本研究主要探討利用薄膜生物程序對高濃度氨氮廢水之處理效能，藉由MBR模廠處理模擬之食品廢水，期望能暸解MBR系統處理高氨氮廢水之成效。
本研究以MBR為主探討模擬高濃度食品廢水經初步沉澱後污水水質，藉由兩組薄膜裝置進行處理，探討出流水中氮濃度的變化。本研究處理水量約600 L，採半批次進流方式操作，每24小時進流300 L的模擬食品廢水、出流300 L，水力停留時間(Hydraulic Retention Time, HRT)為48小時，並設定三組不同的曝氣條件，分析於不同溶氧條件下，MBR模廠對於出流水中氮濃度的影響。
實驗主要分三個試程，理論總氨氮進流廢水總氨氮濃度皆為119 mg/L，HRT都設定為48小時，模組一：不間斷曝氣，出流水總氨氮濃度平均為28 mg/L，約有76 %的去除效率；模組二：曝氣8小時，停止曝氣8小時的條件下，出流水總氨氮濃度平均為16 mg/L，約有84 %的去除效率；模組三：曝氣18小時，停止曝氣6小時的條件下，出流水氨氮濃度平均為1 mg/L，約有99 %的去除效率，相較於其他模組，氨氮去除率提升約16 %。在模組三的條件下，氨氮的去除效率非常顯著。由此可見，本研究利用MBR模廠處理高濃度食品廢水之氮濃度去除成效良好。

Traditionally, the activated sludge system can be used to treat high nitrogen-containing wastewater, such as food processing wastewater. However, nitrifier is not the dominant species in an activated sludge system. In this study, a MBR (Membrane Bioreactor) was employed to treat high nitrogen-containing simulated food processing wastewater, because MBR demonstrated some important advantages, such as high MLSS, high SRT, better sludge separation, high volumetric loading, and low F/M, that could overcome the disadvantage of using activated sludge to have nitrification.
The MBR system was operated with a 600 L aeration tank, equipped with a 0.03μm PVDF membrane. The HRT was controlled at 48 hours. The aeration process was operated with three different conditions. The first operation condition was a continuous aeration module resulting in a total nitrogen removal of 76 % (from 119 to 28 mg-N/L). The second condition was a intermitted aeration module (with and without aeration 8 hours ) resulting in a total nitrogen removal of 84 % (from 119 to 16 mg-N/L). The third was also a intermitted aeration module (with aeration 18 hours followed by ceasing aeration 6 hours ) resulting in a total nitrogen removal of 99 % (from 119 to 1 mg-N/L). The results indicated that the MBR system could effectively remove NH3-N in the simulated food processing wastewater.

中文摘要 i
Abstact iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 ix
第一章 前言 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究內容 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 氮循環 3
2-1-1 硝化作用 4
2-1-2 脫硝作用 6
2-1-3 影響硝化作用與脫硝作用因素 7
2-2 食品廢水 10
2-2-1食品廢水之來源 10
2-2-2食品廢水之特性 10
2-2-3食品廢水處理技術 11
2-3 薄膜原理與功能 12
2-3-1薄膜種類 12
2-3-2薄膜材質 15
2-3-3薄膜模組型式 15
2-3-4薄膜單元之操作因子 17
2-4 薄膜生物程序單元 20
2-4-1薄膜生物程序之型式 20
2-4-2薄膜生物程序之優缺點 25
第三章 實驗設備與方法 26
3-1 實驗內容及流程 26
3-2 實驗設備及條件 27
3-2-1 高濃度食品廢水配置 27
3-2-2 實驗藥品及材料 29
3-2-3 薄膜生物反應槽(MBR) 32
3-2-4 操作參數 35
3-3 分析方法及設備 36
3-3-1分析方法 36
3-3-2實驗分析設備 38
3-3-3水質樣品保存規定 39
第四章 結果與討論 41
4-1 不間斷曝氣槽內水質變化 41
4-1-1薄膜生物處理程序MLSS與pH變化 42
4-1-2氨氮濃度的變化 44
4-1-3 MLSS與氨氮濃度的變化 45
4-1-4 溶氧與氨氮濃度的變化 46
4-1-5 SOUR驗證 47
4-2 間歇曝氣(曝氣8小時/停止曝氣8小時)槽內水質變化 48
4-2-1 氨氮濃度的變化 49
4-2-2 MLSS與氨氮濃度的變化 50
4-2-3 溶氧與氨氮濃度的變化 51
4-3 間歇曝氣(曝氣18小時/停止曝氣6小時)槽內水質變化 52
4-3-1 氨氮濃度的變化 53
4-3-2 硝酸鹽及亞硝酸鹽濃度的變化 54
4-4 模組探討 55
4-4-1 MLSS與氨氮濃度的變化 55
4-4-2 溶氧與氨氮濃度的變化 55
第五章 結論與建議 56
5-1 結論 56
5-2 建議 57
參考文獻 58
附錄 61

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