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研究生:郭建新
研究生(外文):Jian-Xin Guo
論文名稱:氨氮去除效率之評估-以中部某氧化渠污水處理廠為例
論文名稱(外文):Evaluation Of Ammonium Nitrogen removal- A case study of a wastewater treatment oxidation ditch process in Central Taiwan
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:林伯勳楊茱芳
口試日期:2017-07-19
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:民生污水氧化渠溶氧鹼度氨氮
外文關鍵詞:domestic sewageoxidation ditchdissolved oxygenalkalinityammonia nitrogen
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鑑於日益嚴格的環保法規規範要求,提高氨氮去除率是目前水污染防治的一個重點,另外氨氮對水生生物也會造成相當大的危害,也是引發水體優氧化的主要污染物,加上國人的環保意識日益抬頭,環境議題受到大眾的矚目,且受到全球氣候變遷的影響,在水資源供應及不穩定的狀態下,水的回收再利用更是受到極大的重視。
因此本研究針對中部某氧化渠民生污水處理廠進行資料收集、分析;現場操作狀況的觀察與調整;各項水質檢測來探討氧化渠對於氨氮去除的效率。研究過程中遭遇進流廢水中高油脂、多泡沫的影響,無法有效地將氧化渠調整至理想的操作狀態,尤其是關鍵因子的溶氧(DO),即使加大曝氣量,亦不見起色;待調整至穩定有效果狀態時,又逢大雨侵蝕,導致部分活性污泥流失。以致本次研究之成果不甚理想,氧化渠氨氮去除4.43 mg/L,氨氮去除效率為17.53%,鹼度降低7mg/L as CaCO3,再者彙整本研究之污水處理廠2015年的相關資料,發現氨氮去除率可高達79.63%,證實氧化渠得確具有良好的氨氮去除效率。
統整本研究整理與檢測之資料,對氧化渠應該控制的操作條件,大致上為進流廢水的C/N比、氧化渠的溶氧、活性污泥的停留時間、有害物質的排入與曝氣模式的調控…等,好好的調控以上因子,應可將氧化渠的氨氮去除效率發揮到最好的狀態。
In consideration of more and more strict requirements of environmental laws and regulations, improving ammonia nitrogen removal rate is one key point for the current water pollution prevention. Moreover, ammonia nitrogen also causes critical damage to aquatic living beings and it is the main pollutant that leads to eutrophication of water body. Given that the environmental awareness of the populace is increasing, environmental issues attracts the attention of the public, and the impact of global climate change, the recycling and reuse of the water is highly valued under the status of water resources supply and instability.
Therefore, the study collected and analyzed data from a sewage treatment plant of oxidation ditch in central area, and observed and adjusted the operational status at site, and then explored the effectiveness of oxidation ditch on ammonia nitrogen removal through various water quality testing. The oxidation ditch was failed to be effectively adjusted to the ideal operational status due to the issue of high grease and bubbles on the inflow wastewater during the research process; especially the critical factor, dissolved oxygen (DO), it was not improved even after adding a lot of aeration. We encountered heavy rain when finally achieved the stable and effective status and lost part of activated sludge so that the study outcomes were not ideal with 4.43 mg/L ammonia nitrogen removal of oxidation ditch, ammonia nitrogen removal rate of 17.53%, and 7mg/L alkalinity reduction as CaCO3. Furthermore, the relevant information summarized from the same sewage treatment plant in 2015 found the ammonia nitrogen removal rate could achieve up to 79.63% and it proves oxidation ditch is actually with great effectiveness of ammonia nitrogen removal.
Putting all the information collected and tested in the study together, we find the operational conditions that should be controlled in terms of oxidation ditch are the C/N ratio of inflow wastewater, the dissolved oxygen in the oxidation ditch, the detention time of activated sludge, the emission of hazardous substance, and the adjustment and control of aeration methods. With the good adjustment and control of the above factors, the effectiveness of ammonia nitrogen removal in oxidation ditch should be able to achieve the best status.
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 4
1.3 研究內容 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 活性污泥法 5
2.1.1活性污泥法簡介 5
2.1.2活性污泥發展歷史 5
2.1.3活性污泥法的基本單元 6
2.1.4活性污泥法及其衍生處理程序 8
2.1.5活性污泥法主要控制之參數 10
2.1.6活性污泥異常與對策 16
2.2 氧化渠 18
2.2.1氧化渠發展 18
2.2.2氧化渠設計參數 19
2.2.3氧化渠優點 19
2.2.4氧化渠的缺點 22
2.2.5氧化渠未來展望 24
2.3 氮循環、硝化反應及脫硝反應 25
2.3.1氮循環機制 25
2.3.2硝化反應 27
2.3.3脫硝反應 30
第三章 實驗材料與方法 34
3.1 實驗設計架構與流程 34
3.2 實驗檢測項目及頻率 35
3.3 實驗方法及設備 36
3.3.1實驗方法 36
3.3.2實驗設備 38
3.3.3實驗紀錄 39
第四章 結果與討論 40
4.1 氧化渠歷史資料整理與討論 40
4.2 操作調整 50
4.2.1理論需氧量計算 50
4.2.2現場設備運轉調整與曝氣量計算 51
4.2.3現場觀察 53
4.3 檢測數據彙整 56
4.3.1鹼度 56
4.3.2 操作調整與DO/ORP檢測 60
4.3.3總氮、氨氮、硝酸鹽氮與亞硝酸鹽氮 65
4.4 綜合分析討論 68
4.4.1鹼度與總氮/氨氮去除效率關聯性之探討 68
4.4.2同時硝化作用及脫硝作用之探討 71
4.4.3與相關研究之比較 72
第五章 結論與建議 78
5.1 結論 79
5.2 建議 81
參考文獻 83
Nelson and Knowles,1978,「Effect of oxygen and nitrate on nitrogen fixation and denitrification by Azospirillum brasilense grown in continuous culture」
Peng et al.,2007,Science Direct 「Nitrogen and phosphorus removal in pilot-scale anaerobic-anoxic oxidation ditch system」
Randall et al.,1992,「carbon sources for denitrification and biological phosphorus removal in systems treating domestic wastewater」
metcalf and eddy,「wastewater engineering 5th」,ISBN 978-1-259-01079-8
Yang et al.,2002,ENVIRONMENTAL SCIENCE 「Study on Simultaneous Nitrification and Denitrification ( SND ) in Carrousel Oxidation Ditch」
日本下水道協會,1990,處理水質負荷與為微生物關係圖
朱昱學,2003,經濟部工業局「廢水好氧性生物處理方法與操作維護技術簡介」
李中光&邱惠敏,2014,環保簡訊第24期「活性污泥法常見問題與對策」
高廷耀&顧國維,2005,「水污染控制工程」/高等教育出版社,ISBN 7-04-007569-5
莊順興,2015,「水質指標與查證作業實務操作」
張謝淵,2000,「AOAO污水處理程序去除營養鹽之特性研究
陳宏銘,2015,「環境微生物及生物處理」
陳炳勳,廖宣淵,蔡富帆,林雅惠,2006,P.9,「Anammox 菌馴養」
陳國蔚,2004,「重金屬鎘對A2O系統微生物反應動力特性及菌相之影響」
營建署下水道誌,100年版
游聖傑,2001,「併同生物膜與活性污泥程序之硝化及脫硝攝磷特性研究」
環保署,2014,「公共下水道系統放流水標準氨氮管制草案」
臺灣中部某民生污水廠簡介,101年版
盧至人,2005,經濟部工業局「活性污泥系統操作與污泥減量」
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