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研究生:李健良
研究生(外文):Jian-Llang Li
論文名稱:以薄膜程序處理系統於工業區污水處理廠去氮機制之研究-最佳操作策略探討
論文名稱(外文):Optimized operation for nitrogen removal by membrane bioreactor system installed in an industrial wastewater treatment plant
指導教授:洪俊雄洪俊雄引用關係
指導教授(外文):Chun-Hsiung Hung
口試委員:盧至人林柏勳
口試委員(外文):Po-Hsun Lin
口試日期:2016-07-27
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:環境工程學系所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:82
中文關鍵詞:工業區污水廠生物除氮硝化脫硝薄膜生物反應槽
外文關鍵詞:sewage treatment plantbiological nitrogen removalnitrifydenitrifymembrane bioreactor
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本研究對象為國內北部某工業區污水處理廠,該廠以新增擴建5,000 CMD之MBR處理系統進行功能改善。為了評估工業區含氮廢污水污染物去除機制,依照目前操作現況,以品管控制的手法進行系統操作數據彙集及現況分析,並建立操作系統最佳參數及模式,使工業區污水廠放流水水質不僅符合國家地面水體放流水標準,也可降低污水中氨氮及硝酸鹽氮之排放,以及減少地面水體的優養化程度。
現階段國內工業區污水廠尚未將氨氮列為地面水體放流水標準管制項目,按照國際間環保污染物降低推行之趨勢,含氮物質標準仍有繼續加嚴的空間。目前國內最常採用之污水處理方法,大多為傳統污水生物處理標準活性污泥程序,雖可有效去除有機污染物,但在傳統污水處理程序中只是將氨氮轉化為硝態氮和亞硝態氮,並無法減少水體總氮含量,對於緩解水體優養化之整體功效仍屬有限。因此,有效降低廢水中氨氮等營養物濃度,已成為現代污水處理技術的一項新課題,如今除了使MBR出流水符合地面水體排放標準以外,將進一步探討MBR系統之脫氮機制。
由研究結果顯示,運用QC Story的流程分析,判別出本研究MBR系統未臻最佳化運轉的可能原因如下:包括原污水水質不佳、生物池MLSS濃度偏低、污泥廢棄量週期不適當等等。分析結果中顯示系統的生物池DO偏高,造成生物池pH降低及動力上不必要的浪費,水力停留時間較一般MBR水力停留時間短,且污泥廢棄量未定量廢棄,易造成水質不穩定及污泥量增加。因此,以調整污泥廢棄量作為主要改善對策之一。
為了改善上述問題並達到最佳處理成效,在調整每日固定污泥廢棄量後,生物池MLSS維持約2,995mg/L的狀況下,COD去除率較改善前增加了22.4%,且氨氮濃度平均約3mg/L,符合水質水源保護區標準。本系統亦持續建立排泥週期標準作業程序,將可使系統發揮最大效益。

This study is based on the sewage treatment plant in an industrial zone in northern Taiwan by increasing and expanding 5,000CMD MBR system to conduct Function improved. In order to assess the nitrogen-containing pollutants wastewater removal mechanisms in the industrial zone, the research was required in accordance with the QC Story, experimental data and analysis of the current situation to further establish the optimal operating parameters and modes of system. As a result, the effluents in the sewage plant not only meet the national standard surface water effluents but also reduce sewage discharge of ammonia nitrogen and the degree of eutrophication surface water.
Thus far,it has not yet been classified as controlled projects in surface water Effluent Standards that ammonia in the sewage treatment plant of the domestic industrial zone. In accordance with the international trend of reducing environmental pollution, it had been still strict inspections on the standards nitrogen-containing substance. It is commonly accepted the method of sewage treatment in Taiwan that activated sludge process by biological at present. Through this method, even though it was effective to remove organic pollutant and, the ammonia had been converted to nitrate and nitrate-nitrogen in the conventional wastewater treatment process, and total nitrogen content had not been reduced in water body. From what has been discussed above, there are several reasons for this problem. For the mitigation of eutrophication of water body is still the overall effectiveness is limited.Therefore,it has been a new topic of modern sewage treatment technology to reduce Ammonia and other nutrient concentrations in sewage except that now the MBR system to conduct sewage treatment.
Based on QC Story results, parameter that caused MBR system failure were identified as including the raw waste water qualities, the setting of reactor effluent water quality,and the sludge discharging period .The result also showed that when DO was higher in the system biological pool, it was unnecessary to waste of pH reduction in biological pool the hydraulic retention time of this system was relatively shorter than that of the general MBR systems. This caused and significant increasing of aged sludge. Therefore, discharging period of sludge was determined as the main strategy to improve system performance.
To verify this assumption,sludge was discharged periodically every day. MLSS was controlled between 2995mg/L. Eventually, the optimum procedure for discharging sludge was developed as reference for bringing benefit to the system operation.The COD removal efficiency improvement than before increased by 22.4%,and Ammonia. The average concentration of about 3 mg /L, meet the water quality standard water source protection areas that could successfully meet the qualities of water recovery threshold.

摘要 i
Abstract ii
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 前言 1
1.1研究源起 1
1.2研究目的 3
第二章 文獻回顧 4
2.1工業污水處理方法 4
2.1.1生物處理污水之原理 4
2.1.2有機物去除機制 4
2.1.3活性污泥法各種修正技術 6
2.2 生物除氮機制 10
2.2.1家庭污水組成 10
2.2.2 水中含氮污染物 10
2.2.3 硝化作用 11
2.2.4 脫硝作用 14
2.3薄膜生物反應器介紹 16
2.3.1 薄膜生物反應器之特點分析 19
2.3.2薄膜操作參數影響 23
2.3.3薄膜結垢的現象改善 25
2.3.4薄膜結垢的去除 27
2.3.5 MBR研究及應用案例 28
2.3.6國外MBR系統應用現況與未來趨勢 37
2.4.品質管制 39
2.4.1品管圈 39
2.4.2品管控制手法 39
2.4.3 QC Story流程分析 41
第三章 實驗設備與方法 43
3.1研究方法 43
3.2研究對象-工業區污水處理廠 44
3.2.1工業區污水廠水量與水質 45
3.3實驗規劃與系統設計參數 49
3.3.1採樣點與分析方法 53
3.3.2 實驗分析儀器及設備 54
第四章 結果與討論 56
4.1 操作系統現況分析 56
4.1.1 pH 56
4.1.2 DO 58
4.1.3 鹼度 59
4.1.3 COD 60
4.1.4 SS 61
4.2 生物池污泥濃度與產水量變化 62
4.3 氮系污染物處理成效 64
4.3.1 氨氮處理成效 64
4.3.2 總凱氏氮處理成效 65
4.3.3 硝酸鹽氮處理成效 66
4.3.4 氮系化物綜合討論 67
4.4 要因分析 68
4.5 真因驗證 70
4.6 對策修訂與實施 72
4.6.1 目標設定 72
4.6.2 關聯圖分析 73
4.6.3 對策實施設定 74
4.7 效果確認 75
4.8 殘留問題 78
4.9 標準化 78
第伍章 結論與建議 79
5.1 結論 79
5.2 建議 80
參考文獻 81

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