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1 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 69 廢 水 處 理 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 張 聖 雄 * 陳 見 財 ** 陳 良 棟 *** 摘 要 由 於 廢 水 生 物 處 理 變 化 性 大, 於 大 型 工 廠 因 經 費 及 人 力 充 足, 操 作 維 護 上 較 無 問 題 ; 然 於 中 小 型 工 廠 則 限 於 經 費 及 人 力 不 足, 操 作 管 理 上 常 有 不 足 或 疏 忽 之 處, 當 生 物 處 理 系 統 異 常 時, 未 能 及 時 採 用 有 效 應 變 措 施 以 進 行 控 制, 加 上 環 保 單 位 稽 查 嚴 格, 常 造 成 業 者 經 營 上 之 困 擾 有 鑑 於 此, 筆 者 蒐 集 近 年 來 之 相 關 研 究 論 文 並 予 以 彙 整 分 析, 另 加 上 筆 者 從 事 工 廠 現 場 輔 導 工 作 經 驗, 以 理 論 面 及 實 務 面 雙 向 配 合 進 行 探 討 相 關 問 題 本 文 透 過 活 性 污 泥 膠 羽 溶 氧 控 制 ph 值 變 化 污 泥 膨 化 污 泥 上 浮 泡 沫 困 擾 及 微 生 物 相 觀 察 等 章 節, 以 摘 要 方 式 進 行 介 紹, 期 能 讓 業 界 瞭 解 生 物 處 理 特 性 及 相 關 可 行 改 善 方 案, 於 實 際 遭 遇 該 類 型 問 題 時, 能 迅 速 有 效 地 採 取 適 當 之 應 變 措 施, 以 達 事 半 功 倍 之 效 關 鍵 字 溶 氧 控 制 污 泥 膨 化 泡 沫 問 題 生 物 處 理 * 財 團 法 人 台 灣 產 業 服 務 基 金 會 工 程 師 ** 財 團 法 人 台 灣 產 業 服 務 基 金 會 資 深 經 理 *** 經 濟 部 工 業 局 永 續 發 展 組 技 正
2 70 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 一 前 言 廢 水 生 物 處 理 程 序 基 本 上 可 分 厭 氧 處 理 及 好 氧 處 理 兩 種, 厭 氧 處 理 常 用 於 高 濃 度 廢 水, 而 好 氧 處 理 則 較 常 見 於 業 界 所 使 用 於 生 物 好 氧 處 理 上, 亦 分 成 多 種 處 理 程 序, 如 活 性 污 泥 法 接 觸 氧 化 法 氧 化 深 渠 法 等, 各 項 處 理 方 法 之 選 用 有 其 特 性 考 量 ; 如 活 性 污 泥 法 具 處 理 效 率 較 高, 但 污 泥 產 量 較 多 ; 接 觸 氧 化 法 處 理 效 率 較 低, 污 泥 產 生 量 相 對 亦 較 少 ; 氧 化 深 渠 法 具 處 理 較 穩 定 之 優 點, 但 有 佔 地 較 大 之 缺 點 等 另 有 結 合 活 性 污 泥 法 及 接 觸 氧 化 法 之 處 理 程 序, 以 處 理 較 高 濃 度 廢 水 之 研 究, 如 ABF MBBR 等 然 於 諸 多 處 理 程 序 中, 目 前 國 內 仍 以 活 性 污 泥 法 最 常 見 產 業 界 因 原 料 及 製 程 不 同, 所 產 生 之 廢 水 特 性 各 廠 皆 有 所 差 異 ; 雖 大 多 使 用 活 性 污 泥 法 處 理 廢 水, 但 其 結 果 或 問 題 點 皆 有 所 不 同 ; 例 如 於 曝 氣 池 池 體 之 選 用 上, 即 有 完 全 混 合 形 (complete mix) 及 栓 塞 流 形 (plug flow) 等 兩 種, 有 其 運 用 考 量 ; 於 曝 氣 攪 拌 形 式 上, 有 採 鼓 風 機 加 散 氣 盤 形 式 噴 射 式 曝 氣 機 (air jet) 及 表 面 曝 氣 機 等 不 同 形 式, 亦 各 有 其 選 用 特 色 ; 於 沉 澱 池 選 用 上 因 用 地 因 素 有 圓 型 與 矩 型 之 分 綜 合 各 不 同 因 素 考 量, 各 廢 水 處 理 廠 所 執 行 之 廢 水 生 物 處 理 操 作 維 護 及 成 果 不 同, 所 遭 遇 之 問 題 亦 不 盡 相 同 廢 水 生 物 處 理 之 操 作 維 護 項 目 眾 多, 問 題 之 發 生 與 解 決 對 策 亦 有 多 種 ; 本 文 僅 以 筆 者 所 認 知 事 項 提 出 經 驗 交 流, 內 文 主 要 從 活 性 污 泥 膠 羽 溶 氧 控 制 ph 值 變 化 污 泥 膨 化 污 泥 上 浮 泡 沫 問 題 及 微 生 物 相 觀 察 等 項 目 ; 介 紹 相 關 問 題 之 原 因 其 可 行 之 處 理 方 案 及 經 驗 分 享, 讓 業 界 於 操 作 生 物 處 理 程 序 時 可 作 為 參 考 使 用 二 活 性 污 泥 膠 羽 廢 水 處 理 現 場 人 員 每 日 皆 需 執 行 污 泥 廢 棄 工 作 操 作 污 泥 脫 水 程 序 ; 然 污 泥 除 ㄧ 般 顯 微 鏡 所 見, 其 實 際 組 成 究 竟 為 何, 由 於 牽 涉 到 相 關 處 置 是 否 適 當, 值 得 深 入 探 討 ; 相 關 說 明 如 下 : 1. 活 性 污 泥 ( 膠 羽 ) 組 成 較 早 文 獻 資 料 認 為 活 性 污 泥 膠 羽 係 由 特 定 之 微 生 物 - 膠 團 桿 菌 (Zoogloea
3 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 71 ramigera) 所 形 成, 因 其 可 形 成 大 量 黏 質 性 莢 膜 細 胞 間 質 (matrix of capsular slime), 將 其 他 分 散 性 生 物 體 吸 附, 膠 質 本 身 又 提 供 作 為 掠 奪 者 的 獵 場 [1 2] 然 依 較 新 文 獻 資 料 顯 示, 活 性 污 泥 初 期, 首 先 出 現 之 原 生 動 物 為 阿 米 巴 原 蟲 (amoeboide), 當 細 菌 族 群 開 始 建 立, 且 一 種 稀 薄 混 合 液 (thin mixed liquor) 出 現 時, 鞭 毛 蟲 類 取 代 阿 米 巴 原 蟲 成 為 優 勢 原 生 動 物 數 天 後, 當 稀 薄 延 散 性 膠 羽 (lightly-dispersed floc) 開 始 形 成, 細 菌 族 群 也 大 量 增 加, 阿 米 巴 原 蟲 及 鞭 毛 蟲 類 因 溶 解 性 食 物 競 爭 關 係, 開 始 快 速 死 亡, 隨 著 膠 羽 出 現 及 細 菌 數 量 增 加, 自 由 游 泳 性 纖 毛 蟲 類 出 現, 吞 食 細 菌, 並 分 泌 多 醣 聚 合 體 (polysaccharides) 及 黏 液 蛋 白 (mucoproteins), 促 使 膠 羽 形 成 但 形 成 之 膠 羽 限 制 了 其 自 由 活 動 力 而 降 低 其 攝 取 食 物 之 能 力, 使 其 數 目 開 始 減 少 當 膠 羽 達 到 穩 定 階 段, 匍 匐 行 纖 毛 蟲 類 開 始 成 為 優 勢 原 生 動 物 最 後, 有 柄 纖 毛 蟲 類 出 現 於 成 熟 污 泥 存 在 的 膠 羽 提 供 一 個 適 當 棲 息 所, 有 利 於 匍 匐 行 及 有 柄 纖 毛 蟲 類 的 成 長 及 攝 取 食 物 依 據 上 述 演 變 內 容 較 合 理 之 解 釋, 為 活 性 污 泥 膠 羽 係 由 微 生 物 所 分 泌 的 聚 合 體 (polymer) 或 暴 露 在 適 當 生 理 條 件 下, 生 物 體 表 面 間 互 相 作 用 之 影 響, 亦 即 膠 羽 係 細 胞 表 面 的 聚 合 體 吸 附 (adsorption) 及 架 橋 (bridging) 作 用 之 結 果, 如 圖 1 所 示 圖 1 以 掃 描 式 電 子 顯 微 鏡 觀 察 活 性 污 泥 膠 羽 ( 資 料 來 源 :R.J.Dutton 及 G,Bitton)
4 72 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 2. 污 泥 ( 膠 羽 ) 組 成 運 用 如 活 性 污 泥 膠 羽 為 細 胞 表 面 的 聚 合 體 吸 附 及 架 橋 作 用 之 結 果, 推 估 膠 羽 內 部 應 包 含 活 的 及 死 的 細 胞 ( 細 菌 及 原 生 動 物 ), 係 由 細 胞 之 分 泌 物 所 聚 集 而 成 ; 該 原 理 及 推 估 如 確 定, 相 關 之 考 量 及 建 議 如 下 : (1) 曝 氣 池 內 溶 氧 值 之 提 高 勢 必 增 加 曝 氣 作 用, 直 接 增 加 膠 羽 間 之 剪 力 作 用, 將 不 利 大 型 膠 羽 之 形 成 故 溶 氧 值 偏 高 之 曝 氣 池, 其 膠 羽 於 沉 澱 池 將 較 不 易 沉 降 (2) 污 泥 於 沉 澱 池 仍 會 耗 用 氧 氣, 氧 氣 耗 用 量 視 膠 羽 特 性 而 稍 有 不 同, 沉 澱 池 污 泥 停 留 時 間 ( 污 泥 毯 高 度 ) 宜 適 當, 以 避 免 污 泥 有 缺 氧 之 虞 (3) 生 物 污 泥 具 有 活 性 及 黏 性 之 特 色, 於 污 泥 脫 水 處 置 階 段, 除 較 不 易 脫 水 外, 為 避 免 膠 羽 內 細 胞 體 破 裂, 體 液 / 有 機 質 流 回 處 理 系 統, 亦 不 建 議 採 用 如 板 框 式 螺 旋 式 等 較 高 脫 水 效 率 之 脫 水 機 ; 除 非 有 物 化 污 泥 可 作 適 當 混 合 調 整 之 用 三 溶 氧 控 制 國 內 業 界 現 有 之 廢 水 處 理 廠, 於 生 物 處 理 程 序 上, 大 多 採 用 活 性 污 泥 系 統 ; 對 於 曝 氣 池 之 溶 氧 控 制 上, 長 久 以 來 各 方 面 建 議 不 一, 建 議 值 有 1.5~2.0mg/L 2.0~2.5mg/L 及 2.0mg/L 以 上 等 不 同 數 據 ; 何 者 為 是, 理 應 依 實 際 需 求 狀 況 而 定 以 下 依 經 濟 溶 氧 理 論, 配 合 前 章 節 活 性 污 泥 膠 羽 組 成, 提 出 溶 氧 控 制 建 議 1. 經 濟 溶 氧 依 據 資 料 顯 示 [3], 當 廢 水 中 溶 氧 濃 度 增 加 時, 微 生 物 之 呼 吸 速 率 ( 及 生 長 速 率 ) 常 以 雙 曲 線 函 數 的 關 係 增 加, 而 且 漸 趨 於 一 個 最 大 值 (maximum value); 達 到 這 個 最 大 值 的 溶 氧 濃 度 被 稱 為 臨 界 濃 度 (critical concentration), 如 圖 2 所 示 其 中 最 大 攝 氧 率 1/2 之 DO 濃 度, 稱 為 經 濟 溶 氧 (Km, 膠 羽 保 有 活 性 之 最 低 需 氧 量 ), 溶 氧 值 約 為 0.1 mg/l 以 單 一 細 菌 實 施 純 粹 培 養 時 Km 很 低 ( 約 mg/l), 然 於 活 性 污 泥 系 統 Km 較 高 ( 約 0.1 mg/l), 此 一 差 異 在 於 溶 氧 需 擴 散 通 過 污 泥 之 膠 羽, 多 了 質 傳 阻 力 之 影 響 一 般 要 達 到 最 大 呼 吸 率 之 95% 以 上, 溶 氧 需 維 持 在 2 mg/l, 超 過 此 一 濃 度 水 準, 無 論 就 動 力 或 經 濟 觀 點, 助 益 都 不 大
5 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 73 [5] 圖 2 臨 界 濃 度 與 Km 關 係 2. 溶 氧 量 控 制 如 膠 羽 保 有 活 性 之 最 低 需 氧 量, 其 溶 氧 值 約 為 0.1 mg/l, 則 相 關 考 量 及 建 議 如 下 : (1) 於 曝 氣 池 操 作 維 護 時, 可 先 將 曝 氣 池 膠 羽 視 為 小 球 形, 因 氧 氣 於 球 形 外 圍 滲 透 至 中 心 點 會 依 序 遞 減, 而 為 保 持 中 心 點 之 溶 氧 值 為 仍 有 活 性 之 最 低 溶 氧 值 0.1 mg/l, 則 球 形 外 圍 之 溶 氧 值 環 境 應 平 均 維 持 在 0.5 mg/l 另 考 慮 池 內 膠 羽 不 會 單 純 皆 為 小 圓 形, 配 合 較 大 型 膠 羽 之 需 求, 池 內 溶 氧 值 應 平 均 維 持 為 1.0 mg/l; 依 該 理 論 推 估 相 關 結 論, 可 模 擬 運 用 如 下 : a. 池 內 沉 積 現 象 不 嚴 重 者 : 例 如 採 鼓 風 機 加 散 氣 盤 形 式 曝 氣, 依 經 濟 溶 氧 理 論, 池 內 平 均 值 溶 氧 值 維 持 為 1.0 mg/l 即 可 b. 池 內 常 有 沉 積 現 象 發 生 者 : 例 如 採 表 面 曝 氣 機 或 氧 化 深 渠 等 曝 氣 形 式, 而 為 避 免 ( 或 減 少 ) 沉 積 區 域 發 生 厭 氧 現 象, 依 經 濟 溶 氧 理 論, 池 內 平 均 溶 氧 值 則 需 適 當 調 高 為 1.5 mg/l (2) 曝 氣 池 之 溶 氧 值 隨 時 都 在 變 動 中, 尤 其 曝 氣 池 入 口 處 常 因 污 染 負 荷 較 高, 及 迴 流 污 泥 流 入 影 響, 實 際 溶 氧 量 常 偏 低, 故 於 曝 氣 池 入 口 處 宜 盡 量 曝 氣 以 提 供 溶 氧 量 然 於 曝 氣 池 出 口 處, 由 於 負 荷 較 低, 且 膠 羽 即 將 進 入 沉 澱 池 進 行 固 液 分 離, 應 減 少 曝 氣 量 ( 降 低 溶 氧 ), 以 減 少 曝 氣 剪 力, 增 加 污 泥 完 整 性, 尤 其 曝 氣 池 體 型 上 屬 栓 塞 流 法 者
6 74 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 (3) 曝 氣 池 之 溶 氧 值 維 持 在 2.0 mg/l 以 上, 為 一 般 較 常 見 之 操 作 模 式 ; 但 如 需 加 強 活 性 污 泥 沉 降 效 果, 可 嘗 試 以 經 濟 溶 氧 理 論 做 基 礎, 適 度 降 低 曝 氣 量 ( 溶 氧 值 ) 執 行 時 為 避 免 沉 澱 池 有 污 泥 厭 氧 上 浮 之 虞, 可 採 取 加 大 污 泥 廢 棄 量 ( 降 低 污 泥 毯 高 度 ) 方 式, 或 將 經 濟 溶 氧 理 論 值 適 度 提 高 等 方 式 處 理, 業 界 於 執 行 經 濟 溶 氧 理 論 時, 仍 需 配 合 現 場 實 際 操 作 狀 況 進 行 適 當 調 整, 以 確 認 最 佳 操 作 參 數 四 ph 值 變 化 曝 氣 池 因 有 微 生 物 代 謝 作 用, 導 致 系 統 內 廢 水 之 ph 值 常 會 隨 之 改 變, 如 廢 水 之 緩 衝 能 力 有 限, 部 份 廢 水 處 理 廠 須 於 曝 氣 池 單 元 添 加 酸 鹼 藥 劑, 以 控 制 曝 氣 池 出 流 水 之 ph 值 ; 然 酸 鹼 藥 劑 之 添 加 程 序, 將 直 接 增 加 操 作 成 本, 若 能 了 解 ph 值 改 變 之 原 因, 以 調 整 操 作 方 式 減 少 藥 劑 之 添 加, 應 能 有 效 降 低 或 減 免 該 項 操 作 成 本 ; 以 下 針 對 ph 值 改 變 之 原 因 及 因 應 方 式 進 行 說 明 : 1.pH 值 下 降 活 性 污 泥 處 理 系 統 會 發 生 ph 值 下 降 問 題, 一 般 可 能 原 因 及 因 應 方 式 如 下 : (1) 廢 水 中 含 有 H 2 S [5] 硫 還 原 菌 於 厭 氧 狀 態 下 會 將 硫 酸 鹽 類 還 原 為 H 2 S, 而 硫 氧 化 菌 會 於 適 當 時 機 將 H 2 S 氧 化 為 H 2 SO 4, 使 系 統 中 ph 值 迅 速 下 降, 如 下 列 平 衡 方 程 式 於 含 高 硫 酸 鹽 類 廢 水 之 處 理 過 程, 尤 其 明 顯 H 2 S + 1/2O 2 H 2 O + S ( 經 Beggiatoa 菌 屬 作 用 ) 2 S + 3 O 2 + H 2 O H 2 SO 4 ( 經 Beggiatoa 菌 屬 作 用 ) 此 外, 如 廢 水 中 有 HNO 3 存 在, 更 易 產 生 H 2 SO 4 5 S + 6 HNO H 2 O 5H 2 SO 4 +3 N 2 ( 經 Thiobacillus denitrificans 菌 屬 作 用 ) 為 避 免 硫 還 原 菌 將 硫 酸 鹽 類 還 原 為 H 2 S, 處 理 設 備 宜 避 免 於 不 通 風 狀 況 下 操 作 或 減 少 沉 積 現 象 發 生 以 生 活 污 水 為 例, 如 調 勻 池 為 地 下 密 閉 式 設 計, 因
7 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 75 廢 棄 蛋 白 質 之 胺 基 酸 內 即 含 有 硫 官 能 基, 硫 還 原 菌 於 厭 氧 狀 態 下 會 將 該 硫 化 物 還 原 為 H 2 S, 調 勻 池 池 頂 將 產 生 酸 腐 蝕, 且 出 流 水 ph 值 將 明 顯 下 降 [3] (2) 廢 水 中 含 有 NH 4 -N, 進 行 硝 化 作 用 曝 氣 池 充 分 曝 氣 時, 微 生 物 先 進 行 有 機 碳 氧 化 作 用, 至 COD 濃 度 降 至 某 程 度 ( 或 NH 4 -N 濃 度 相 對 較 高 時 ), 硝 化 菌 ( 屬 絕 對 喜 氣 菌 ) 將 呈 優 勢, 並 進 行 硝 化 作 用 由 於 硝 化 菌 為 自 營 菌, 攝 取 無 機 碳 如 CO 2 CO 3-2 HCO 3 - 為 碳 源, 將 NH 4 -N 氧 化 為 亞 硝 酸 及 硝 酸, 因 此 硝 化 作 用 進 行 時 產 生 酸, 易 使 系 統 中 ph 值 降 低, 如 下 列 平 衡 方 程 式 NH 4 -N + 3/2 O 2 H + + NO H 2 O ( 經 Nitrosomonas 菌 屬 作 用 ) NO /2 O 2 NO 3 - ( 經 Nitrobacter 菌 屬 作 用 ) NH 4 -N 濃 度 較 高 時, 整 個 處 理 系 統 宜 考 慮 改 為 除 氮 處 理 程 序 ;NH 4 -N 濃 度 不 高 時, 運 用 硝 化 菌 屬 絕 對 喜 氣 菌 之 特 性, 適 當 調 降 廢 水 中 溶 氧 值, 可 使 系 統 中 ph 值 下 降 速 度 變 緩 (3) 污 泥 分 解 有 機 物, 放 出 許 多 二 氧 化 碳 溶 於 水 中, 導 致 系 統 之 ph 值 降 低 於 生 物 可 氧 化 基 質 較 多 時, 該 現 象 較 明 顯, 水 中 溶 氧 量 亦 常 隨 之 降 低 ; 然 隨 著 可 氧 化 基 質 已 逐 漸 被 處 理 時, 該 現 象 轉 而 趨 緩 ; 最 後 因 曝 氣 效 應,pH 值 及 溶 氧 量 會 逐 漸 回 升 整 體 而 言, 除 非 原 廢 水 ph 值 即 偏 低, 否 則 該 現 象 不 易 讓 水 質 ph 值 低 於 6 以 下, 因 本 項 因 素 而 添 加 鹼 劑 之 機 會 較 少 2.pH 值 上 升 活 性 污 泥 處 理 系 統 會 發 生 ph 值 上 升 問 題, 一 般 可 能 原 因 及 因 應 方 式 如 下 : (1) 廢 水 中 含 有 相 當 濃 度 之 NH 4 -N, 進 行 硝 化 / 脫 硝 作 用 所 致 a. 硝 化 作 用 : 硝 化 作 用 進 行 時 產 生 酸, 易 使 系 統 ph 值 降 低, 如 下 列 平 衡 方 程 式 NH O 2 NO H + + H 2 O ( 經 Nitrosomsnas Nitrobacter 菌 屬 作 用 ) b. 脫 硝 作 用 : 當 水 中 存 在 硝 酸 根 離 子, 且 於 氧 氣 供 應 不 足 情 況 下, 微 生 物 將 以 硝 酸 鹽 類 代 替 氧 氣 進 行 呼 吸 代 謝, 多 數 之 脫 硝 細 菌 為 氧 化
8 76 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 有 機 物 質 之 異 營 菌, 少 部 份 為 氧 化 無 機 物 質 之 自 營 菌, 可 將 硝 酸 鹽 類 還 原 為 氣 態 氮 化 合 物, 因 產 生 氫 氧 基 離 子, 反 而 使 系 統 ph 值 上 升, 如 下 列 平 衡 方 程 式 5(organic-C)+ 2H 2 O + 4NO 3-2N 2 + 4OH - + 5CO 2 ( 自 營 菌 :Thiobacillus Micrococcus 菌 屬 作 用 ) ( 異 營 菌 :Pseudomonas Achromobacter 菌 屬 作 用 ) 由 於 脫 硝 作 用 程 度 仍 受 前 段 硝 化 作 用 之 直 接 影 響, 並 不 會 使 系 統 ph 值 持 續 上 升 ; 筆 者 曾 見 到 A 廠 因 有 機 負 荷 低 且 池 內 溶 氧 低, 導 致 硝 化 與 脫 硝 同 時 作 用, 其 結 果 為 系 統 ph 值 由 6.5 上 升 至 8 左 右, 尚 未 到 須 加 藥 控 制 階 段 另 有 B 廠 因 廢 水 含 有 200 mg/l 左 右 之 氮 鹽, 導 致 系 統 內 硝 化 作 用 嚴 重, 因 此 採 用 局 部 厭 氣 方 式, 擬 以 脫 硝 方 式 減 緩 ph 值 下 降 程 度, 然 因 氮 鹽 確 實 過 多, 硝 化 作 用 始 終 大 於 脫 硝 作 用, 實 際 ph 值 反 而 下 降 至 5.5~6; 如 於 曝 氣 池 內 添 加 氫 氧 化 鈉, 所 需 添 加 量 甚 多, 而 ph 值 上 升 程 度 有 限 ; 最 後 於 放 流 前 添 加 氫 氧 化 鈉, 使 放 流 水 ph 值 能 保 持 6 以 上 (2) 因 藻 類 行 光 合 作 用, 消 耗 CO 2, 易 讓 系 統 ph 值 上 升 當 廢 水 含 有 多 量 之 氮 磷 成 分, 於 日 照 普 遍 時, 因 藻 類 進 行 光 合 作 用, 消 耗 水 體 之 CO 2, 因 此 提 升 系 統 ph 值, 如 下 列 平 衡 方 程 式 ; 此 時 藻 類 包 含 水 體 表 面 衍 生 之 藻 類, 及 於 污 泥 或 處 理 水 中 皆 會 有 之 綠 藻 類 藍 藻 矽 藻 類 等 但 於 夜 間 藻 類 行 呼 吸 作 用 時, 則 會 產 生 CO 2, 系 統 ph 值 會 略 為 降 低 CO 2 + 2OH - CO H 2 O 當 藻 類 生 長 迅 速 時, 因 進 行 光 合 作 用 消 耗 水 體 之 CO 2, 整 個 系 統 所 提 升 之 ph 值 可 高 達 10 [4] ; 防 治 之 道 除 直 接 減 少 氮 磷 成 分 外, 可 從 加 蓋 遮 蔽 棚 ( 減 少 日 照 ) 及 減 少 廢 水 停 留 時 間 著 手 改 善 (3) 因 曝 氣 導 致 CO 2 減 少, 引 起 系 統 ph 值 上 升 因 為 二 氧 化 碳 為 一 種 微 酸 性 之 氣 體, 常 因 系 統 內 曝 氣 作 用 因 素, 直 接 減 少 水 中 之 CO 2 濃 度, 間 接 提 升 系 統 ph 值, 如 下 列 平 衡 方 程 式 - CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO 3 + H +
9 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 77 因 曝 氣 作 用 所 去 除 CO 2 之 操 作, 其 極 限 值 為 曝 氣 至 與 大 氣 中 之 CO 2 平 衡 時, 此 時 系 統 之 ph 值 約 8.6; 如 水 中 有 較 高 之 鹼 度, 易 有 較 高 之 ph 值, 較 低 之 鹼 度 有 較 低 之 ph 值 ; 防 治 之 道 為 直 接 減 少 曝 氣 作 用 即 可 五 活 性 污 泥 膨 化 現 象 何 謂 活 性 污 泥 膨 化 現 象 (sludge bulking)? 一 般 係 指 在 曝 氣 池 中 之 活 性 污 泥 因 沉 降 性 及 壓 縮 性 不 佳, 致 沉 澱 池 中 污 泥 沉 降 緩 慢 或 完 全 不 沉 降 ; 在 此 情 況 下, 污 泥 之 容 積 指 數 (SVI) 趨 高, 其 30 分 鐘 沉 降 結 果 如 圖 3 所 示 ; 沉 澱 池 中 污 泥 毯 迅 速 堆 積 升 高 導 致 部 分 污 泥 溢 流, 使 放 流 水 中 含 有 大 量 之 懸 浮 物 體, 常 導 致 放 流 水 不 符 合 排 放 標 準 污 泥 膨 化 現 象 通 常 包 含 污 泥 鬆 化 及 絲 狀 菌 過 度 生 長 兩 種 情 況 污 泥 鬆 化 之 特 徵 為 SV 30 介 於 700~950ml/L, 但 幾 小 時 後 SV 30 常 降 為 400~600 ml/l, 膠 羽 鬆 散 且 絲 狀 菌 不 多 ( 絲 狀 菌 分 類 常 為 0~1) 污 泥 不 易 從 沉 澱 池 溢 出, 嚴 重 時 添 加 混 凝 劑 控 制 即 可 ; 其 原 因 除 廢 水 特 性 外 大 多 為 曝 氣 攪 拌 過 量 所 致, 如 使 用 噴 射 式 曝 氣 機 或 表 曝 機 者 而 絲 狀 菌 過 度 生 長 ( 如 圖 4 所 示 ) 之 原 因 與 控 制 措 施 則 相 對 較 為 複 雜 以 下 針 對 絲 狀 菌 過 度 生 長 導 致 之 污 泥 膨 化 現 象 進 行 討 論 1. 絲 狀 菌 之 特 性 資 料 [2 3 6 依 據 資 料 顯 示 7], 造 成 污 泥 膨 化 之 生 物, 大 致 上 有 Sphaerotilus natans,bacillus,thiothrix,escherichia,beggiatoa,geotrichum candidum, 絲 狀 增 殖 酵 母 及 其 他 絲 狀 微 生 物 等 ; 一 般 而 言, 絲 狀 菌 之 比 增 殖 速 率 較 細 菌 為 低 因 此, 絲 狀 菌 在 生 存 競 爭 環 境 中 如 欲 得 勝, 在 於 環 境 突 遭 變 異 時, 對 其 他 細 菌 之 增 殖 速 度 形 成 抑 制, 對 絲 狀 菌 抑 制 較 小, 如 此 才 會 形 成 優 勢 有 關 絲 狀 菌 之 特 性, 歸 納 如 下 : (1) 與 膠 羽 生 成 菌 比 較, 絲 狀 菌 有 較 大 之 表 面 積 與 體 積 之 比, 因 此 對 低 濃 度 基 質 溶 氧 之 攝 取 較 有 利 (2) 絲 狀 菌 比 膠 羽 生 成 菌 具 有 較 強 之 阻 礙 物 質 抵 抗 性 (3) 絲 狀 菌 不 為 原 生 動 物 及 微 小 後 生 動 物 等 掠 食 者 所 攝 取
10 78 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 (4) 絲 狀 菌 比 膠 羽 生 成 菌 對 環 境 有 較 廣 之 適 應 範 圍 圖 3 30 分 鐘 沉 降 結 果 圖 4 以 顯 微 鏡 觀 察 絲 狀 菌 過 度 生 長 情 形 2. 活 性 污 泥 膨 化 之 原 因 及 處 置 對 策 污 泥 膨 化 之 原 因 大 致 上 有 : 廢 水 特 性 ( 如 高 醣 類 廢 水 ) 基 質 濃 度 低 ph 過 低 ( 低 於 6) 硫 化 物 濃 度 高 溶 氧 值 低 及 營 養 物 不 足 等 因 素 但 因 可 能 同 時 存 在 兩 種 以 上 因 素, 故 在 判 別 上 不 容 易 活 性 污 泥 膨 化 之 處 置 對 策 上, 基 本 上 可 分 為 暫 時 性 較 長 時 間 性 及 永 久 性 等 三 種, 如 表 1 所 示 : [6] 表 1 污 泥 膨 化 之 處 置 對 策 暫 時 性 較 長 時 永 久 性 添 加 化 學 氧 化 劑 添 加 無 機 性 之 混 凝 劑 增 大 污 泥 迴 流 量 及 廢 棄 污 泥 量 調 節 供 給 氧 氣 量 供 給 必 須 之 營 養 劑 調 整 系 統 之 食 微 比 曝 氣 池 體 為 栓 塞 流 型 系 統 中 加 入 缺 氧 段 設 多 段 分 隔 式 曝 氣 系 統
11 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 79 廢 水 處 理 廠 發 生 污 泥 膨 化 現 象, 最 常 用 之 處 置 為 於 迴 流 污 泥 添 加 氯 或 過 氧 化 氫, 兩 者 添 加 濃 度 分 別 為 10~20mg/L 及 100~200mg/L, 添 加 時 間 需 視 膨 化 狀 況 而 定 然 於 添 加 前 仍 需 檢 視 發 生 原 因, 先 採 取 表 1 較 長 時 之 處 置, 以 減 少 再 發 生 之 機 會 ; 而 對 於 常 發 生 之 處 理 廠, 建 議 採 表 1 永 久 性 之 處 置, 其 處 置 原 理 分 別 如 下 :(1) 栓 塞 流 型 法 之 基 質 濃 度 呈 梯 度 下 降, 不 易 有 優 勢 菌 種 ;(2) 加 缺 氧 段 取 因 於 絲 狀 菌 大 多 屬 絕 對 好 氣 菌 ;(3) 多 段 分 隔 式 為 綜 合 前 兩 者 之 特 性 而 成 較 詳 細 之 絲 狀 菌 特 性 介 紹 及 處 置 實 例, 可 參 閱 筆 者 投 稿 於 工 業 污 染 防 治 季 刊 第 90 期 活 性 污 泥 膨 化 現 象 之 處 置 研 析 ; 以 下 簡 介 污 泥 膨 化 現 象 進 行 處 置 時, 須 注 意 之 事 項 : (1) 廢 水 處 理 廠 發 生 污 泥 膨 化 現 象 時, 如 能 立 即 判 定 絲 狀 微 菌 種 類, 對 防 治 工 作 上 有 絕 對 幫 助 ; 然 絲 狀 菌 之 鑑 別 工 作, 非 專 業 人 士 將 無 法 勝 任 業 界 若 需 進 行 絲 狀 菌 體 鑑 定 工 作, 可 逕 洽 相 關 單 位 諮 詢 作 為 參 考 (2) 廢 水 處 理 廠 於 遭 遇 絲 狀 菌 膨 化 困 擾 時, 如 發 現 屬 污 泥 膨 化 初 期, 建 議 應 以 系 統 之 調 整 因 應 之 ; 如 發 現 以 系 統 之 調 整 無 法 克 制 污 泥 膨 化 現 象, 則 需 進 行 添 加 化 學 氧 化 劑 以 破 壞 絲 狀 菌 之 優 勢, 然 系 統 之 調 整 仍 為 破 壞 菌 種 優 勢 後, 微 生 物 群 恢 復 原 狀 之 必 要 條 件, 故 系 統 之 調 整 為 絕 對 需 進 行 之 工 作 另 因 污 泥 膨 化 現 象 如 於 早 期 發 現, 將 較 易 於 採 取 必 要 措 施 建 議 現 場 操 作 人 員, 應 每 日 進 行 污 泥 顯 微 鏡 觀 察 工 作 ; 如 未 有 顯 微 鏡 設 備, 至 少 每 日 須 作 SV 30 沉 降 試 驗, 以 利 及 早 防 範 (3) 廢 水 處 理 廠 決 定 添 加 化 學 氧 化 劑 以 抑 制 絲 狀 菌 生 長, 防 治 原 因 在 於 絲 狀 菌 已 為 優 勢 菌 種, 若 不 破 壞 此 優 勢, 無 法 恢 復 正 常 微 生 物 相 但 此 舉 亦 會 抑 制 原 生 動 物, 且 因 菌 絲 斷 裂 原 生 動 物 死 亡 及 膠 羽 破 碎, 導 致 處 理 效 率 會 隨 之 降 低, 處 理 水 質 會 明 顯 惡 化 ; 此 為 暫 時 現 象, 於 停 止 添 加 後, 各 微 生 物 將 慢 慢 恢 復, 配 合 系 統 作 適 當 調 整 修 正, 則 於 該 新 環 境 中 將 逐 漸 恢 復 原 微 生 物 相 不 過 因 各 廠 污 泥 膨 化 現 象 程 度 不 一, 所 需 之 化 學 氧 化 劑 添 加 量 也 不 同, 故 執 行 時 宜 由 少 量 逐 步 添 加, 添 加 期 間 亦 須 以 沉 降 實 驗 及 顯 微 鏡 觀 察 作 為 添 加 效 果 之 確 認 工 作 尤 其 處 置 過 程 需 詳 實 紀 錄, 以 作 為 再 發 生 污 泥 膨 化 時 之 參 考 因 應 對 策
12 80 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 六 污 泥 上 浮 廢 水 經 生 物 處 理 系 統 處 理 後, 有 機 污 染 物 質 將 轉 換 成 污 泥 膠 羽, 後 續 污 泥 將 於 沉 澱 池 單 元 進 行 固 液 分 離 程 序 固 液 分 離 程 序 好 壞 直 接 影 響 處 理 效 率, 於 固 液 分 離 程 序 中 最 棘 手 之 處, 在 於 污 泥 上 浮 問 題 ; 雖 可 設 浮 渣 擋 板 將 上 浮 之 污 泥 攔 截, 但 微 小 之 污 泥 仍 會 溢 流 而 出, 造 成 沉 澱 池 出 流 水 SS 增 加 ; 因 此, 污 泥 上 浮 問 題 宜 密 切 注 意, 污 泥 上 浮 原 因 及 對 策 整 理 如 表 2 所 示 [8] 表 2 污 泥 上 浮 原 因 及 對 策 現 象 可 能 原 因 對 策 污 泥 膠 羽 輕 而 流 出, 沉 過 度 曝 氣 降 低 曝 氣 量 澱 池 局 部 有 雲 狀 的 均 質 ( 細 氣 泡 引 起 ) 污 泥 群 上 浮 混 合 液 作 污 泥 淤 積 發 生 厭 氧 沉 降 實 驗 時, 沉 降 良 污 泥 發 生 脫 氮 現 象 好, 上 澄 液 清 徹 因 池 表 底 溫 差 而 產 生 對 流 增 加 廢 棄 量, 維 持 適 當 污 泥 毯 高 度 需 脫 氮 : 需 另 案 考 量 不 需 脫 氮 : 降 低 迴 流 量 及 曝 氣 量 若 沉 澱 池 表 底 溫 度 超 過 1~2 度, 宜 考 慮 設 曝 氣 / 沉 澱 池 沉 澱 池 池 面 有 污 泥 塊 且 表 面 有 氣 泡 混 合 液 作 沉 降 實 驗 時, 沉 降 良 好, 但 部 分 膠 羽 於 1~4 小 時 後 浮 到 水 面 沉 澱 池 發 生 脫 硝 作 用 依 廢 水 污 染 性 決 定 處 理 程 序 是 否 須 進 行 硝 化 / 脫 硝 a. 不 需 硝 化 作 用 時, 則 抑 制 硝 化 菌, 對 策 包 含 : 降 低 迴 流 污 泥 量 ( 約 每 天 15%) 及 曝 氣 量 ( 約 1.5mg/L 或 更 低 ) b. 需 硝 化 作 用 時, 對 策 包 含 : (a) 輕 微 : 降 低 污 泥 毯 高 度 (b) 總 氮 未 超 過 50mg/L: 增 加 迴 流 污 泥 量 / 增 加 曝 氣 量 / 提 供 鹼 度 (c) 總 氮 超 過 50mg/L: 整 個 系 統 修 改 成 AO 法 或 間 歇 曝 氣 法
13 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 81 表 2 污 泥 上 浮 原 因 及 對 策 [8] ( 續 ) 現 象 可 能 原 因 對 策 微 小 分 散 之 膠 羽 遍 佈 沉 澱 池 池 面, 池 面 浮 有 堆 積 之 小 污 泥 團 混 合 液 作 沉 降 實 驗 時, 沉 降 良 好, 上 澄 液 有 微 小 膠 羽 懸 浮 大 約 6mm 或 更 大 零 散 膠 羽 散 佈 整 個 沉 澱 池, 混 合 液 作 沉 降 實 驗 時, 沉 降 良 好, 上 澄 液 有 成 片 懸 浮 膠 羽 因 MLSS 濃 度 較 高, 曝 氣 池 負 荷 較 低, 污 泥 老 化 而 解 體 因 有 機 負 荷 改 變, 使 曝 氣 池 負 荷 較 高 (MLSS 濃 度 稍 低 ) 增 加 廢 棄 污 泥 量 及 減 少 污 泥 迴 流 量, 另 維 持 污 泥 毯 高 度 約 0.3~1m 減 少 廢 棄 污 泥 量 及 增 加 污 泥 迴 流 量, 使 系 統 恢 復 適 當 之 有 機 負 荷 操 作 另 外, 筆 者 於 現 場 輔 導 過 程 中, 曾 有 污 泥 上 浮 於 沉 澱 池 池 面 之 案 例 ; 取 該 污 泥 混 合 液 作 30 分 鐘 沉 降 實 驗 時, 污 泥 直 接 呈 現 沉 降 與 不 沉 降, 中 間 液 清 徹 之 現 象, 如 圖 5 所 示 其 原 因 不 易 判 斷, 研 判 可 能 為 前 物 化 處 理 單 元 採 加 壓 浮 除, 或 曝 氣 系 統 採 噴 射 式 曝 氣 機, 或 廢 水 性 質 改 變 所 致 其 處 置 對 策 為 狀 況 發 生 時 可 採 用 於 曝 氣 池 出 口 端 灑 少 許 消 氣 劑, 直 到 狀 況 穩 定 為 止 消 氣 劑 原 理 為 將 膠 羽 間 之 小 氣 泡 聚 集 為 大 氣 泡, 而 大 氣 泡 將 自 然 消 失 於 大 氣 中, 與 消 泡 劑 之 消 泡 原 理 ( 大 氣 泡 聚 集 為 小 氣 泡 ) 剛 好 相 反 圖 5 污 泥 上 浮 現 象
14 82 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 七 泡 沫 困 擾 一 般 廢 水 處 理 廠 之 調 勻 池 或 曝 氣 池 常 有 泡 沫 之 困 擾, 輕 微 時 僅 風 吹 飛 揚, 有 觀 瞻 上 問 題 ; 但 嚴 重 時 泡 沫 可 佈 滿 池 水 面, 甚 至 覆 蓋 池 旁 歩 道, 致 使 操 作 上 有 安 全 之 虞, 如 圖 6 所 示 目 前 處 理 泡 沫 問 題 上, 大 多 以 撒 水 消 泡 方 式 處 置 ; 但 了 解 其 原 因 後, 或 許 可 從 操 作 策 略 上 進 行 改 善 基 本 上 引 起 泡 沫 之 原 因, 可 概 分 為 物 化 性 泡 沫 ( 油 脂 及 界 面 活 性 劑 ) 及 生 物 性 泡 沫 兩 種, 其 中 油 脂 較 不 易 引 起 嚴 重 之 泡 沫 問 題, 而 界 面 活 性 劑 較 無 適 當 之 處 置 方 案 以 下 針 對 產 生 泡 沫 之 原 因 及 處 置 進 行 說 明 : 1. 物 化 性 泡 沫 物 化 性 泡 沫 主 要 由 界 面 活 性 劑 引 起, 其 為 親 油 性 原 子 團 與 親 水 性 原 子 團 組 成 之 兩 親 媒 性 物 質, 具 兩 種 基 本 性 質 :(1) 大 部 份 形 成 膠 體 質 點 而 溶 存 ;(2) 因 機 能 部 之 作 用, 以 選 擇 性 的 配 向 吸 著, 顯 著 改 變 界 面 之 狀 態 或 性 質 界 面 活 性 劑 所 致 之 可 溶 化 某 種 觸 媒 作 用 各 種 介 面 之 作 用 ( 界 面 張 力 降 低 起 泡 消 泡 潤 濕 乳 化 分 散 懸 濁 凝 集 等 ) 及 洗 淨 等 多 種 實 用 性, 皆 因 兩 種 基 本 性 質 有 直 接 或 間 接 之 關 係 而 它 的 形 狀 是 一 個 長 條, 一 頭 喜 歡 水, 一 頭 討 厭 水 ; 當 與 水 混 合 後, 喜 歡 水 的 一 頭 會 溶 在 水 中, 討 厭 水 的 一 頭 則 全 部 聚 集 在 水 面 上 而 我 們 進 行 攪 拌 時, 將 把 界 面 活 性 劑 空 氣 及 水 都 充 份 混 合, 這 個 時 候, 界 面 活 性 劑 討 厭 水 的 一 頭 會 包 住 空 氣, 也 就 形 成 泡 泡 了! 所 以 我 們 越 攪 拌, 越 多 空 氣 跑 進 水 裡, 泡 泡 也 就 越 多 了 圖 6 亞 特 蘭 大 1 座 污 水 處 理 廠 中 浮 渣 覆 蓋 曝 氣 池 ( 資 料 來 源 :Mesut Sezgin)
15 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 83 界 面 活 性 劑 對 水 域 生 物 的 危 害 性 分 別 為 :(1) 乳 化 性 (2) 滲 透 性 (3) 難 分 解 性, 舉 凡 洗 淨 能 力 越 強 之 界 面 活 性 劑, 其 對 水 域 生 物 之 危 害 性 亦 相 對 增 強, 目 前 業 者 產 品 雖 逐 漸 將 ABS 結 構 轉 為 LAS 結 構 ( 軟 性 ), 可 讓 水 中 殘 留 濃 度 降 低, 但 亦 [9] 有 報 告 指 出 LAS 結 構 之 生 物 毒 性 反 而 更 大 於 引 起 物 化 性 泡 沫 問 題 上, 另 需 談 及 油 脂 之 相 對 性, 油 脂 基 本 上 可 分 成 表 面 浮 油 與 乳 化 油, 乳 化 油 將 增 強 界 面 活 性 劑 引 起 之 泡 沫 安 定 性, 而 界 面 活 性 劑 之 存 在 亦 會 將 表 面 浮 油 逐 漸 轉 成 乳 化 油 因 此, 前 處 理 單 元 已 截 留 之 表 面 浮 油, 應 盡 速 清 除 之, 避 免 讓 界 面 活 性 劑 將 表 面 浮 油 逐 漸 轉 成 乳 化 油, 造 成 後 續 處 理 上, 有 泡 沫 污 泥 包 裹 及 污 泥 上 浮 方 面 之 困 擾 2. 生 物 性 泡 沫 [10] 依 據 資 料 顯 示, 於 曝 氣 池 表 面 ( 或 污 泥 消 化 池 ) 形 成 有 泡 之 浮 渣, 大 多 為 Nocardia 屬 ( 亦 屬 絲 狀 微 生 物 ), 如 圖 7 所 示 ; 型 態 上 本 屬 是 屬 於 放 射 菌, 比 其 他 的 絲 狀 細 菌 的 菌 絲 短, 常 在 氣 泡 上 附 著 而 上 浮, 在 曝 氣 池 表 面 形 成 泡 狀 浮 渣 ( 異 常 發 泡 ), 然 後 於 沉 澱 池 使 污 泥 上 浮 其 原 因 在 於 該 屬 生 物 具 強 疏 水 性 且 高 黏 性, 一 旦 大 量 生 長 且 附 著 於 池 內 之 氣 泡, 則 增 加 氣 泡 對 於 機 械 化 學 刺 激 的 安 定 性 另 亦 屬 放 射 菌 之 分 枝 桿 菌 (Mycobacterium 屬 ) 的 某 一 種, 亦 被 證 實 也 具 有 形 成 浮 渣 之 能 力 美 國 及 澳 洲 研 究 人 員 調 查 發 現, 在 泡 沫 中 N,pinensis 是 主 要 的 微 生 物, 而 Nocardia amarae 次 之, 當 混 和 液 中 每 1 克 VSS 中 含 有 土 壤 絲 菌 超 過 26mg 時, 會 產 生 令 人 討 厭 之 泡 沫 (Jenkins,1992) 另 油 脂 與 界 面 活 性 劑 之 存 在 亦 會 增 加 生 物 性 泡 沫, 資 料 顯 示 陰 離 子 性 界 面 活 性 劑 與 它 們 的 生 物 分 解 產 物, 能 夠 提 高 活 性 污 泥 中 土 壤 絲 菌 之 起 泡 作 用 (Ho 及 Jenkins,1991) [2] 其 防 治 方 案 有 : 用 氯 殺 菌 運 用 生 物 選 擇 器 減 少 曝 氣 池 空 氣 流 量 降 低 ph 值 與 減 少 油 脂 量 添 加 厭 氣 消 化 槽 上 澄 液 抗 泡 沫 劑 與 鐵 鹽 減 少 低 紊 流 區 及 物 理 性 地 去 除 泡 沫 等 ; 其 中 以 (1) 減 少 低 紊 流 區 ; 因 放 射 菌 常 在 靜 水 表 面 繁 殖, 處 理 過 程 宜 避 免 造 成 廢 水 長 期 停 留 之 死 角 (2) 增 加 污 泥 廢 棄 量 ( 提 高 BOD 負 荷 ), 該 2 方 法 較 有 效 且 常 用
16 84 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 圖 7 在 氣 泡 上 大 量 附 著 的 Nocardia amarae [10] 八 微 生 物 相 觀 察 廢 水 生 物 處 理 系 統 中 以 活 性 污 泥 法 而 言, 其 問 題 之 產 生 大 部 分 是 因 微 生 物 相 之 改 變 而 引 起, 又 因 生 物 處 理 是 利 用 微 生 物 之 代 謝 功 能, 微 生 物 相 正 綜 合 性 地 反 映 處 理 之 水 質 與 操 作 條 件, 因 此 在 改 善 廢 水 處 理 場 操 作 時, 真 正 引 起 操 作 問 題 之 本 質, 必 須 加 以 了 解, 而 其 較 簡 易 之 方 式, 即 顯 微 鏡 微 生 物 相 觀 察 工 作 廢 水 處 理 若 發 生 污 泥 膨 化 現 象, 究 竟 係 污 泥 鬆 化 或 絲 狀 菌 因 素? 若 是 絲 狀 菌 因 素 其 程 度 為 何? 另 廢 水 負 荷 是 否 正 常 是 否 有 抑 制 性 物 質 及 微 生 物 相 是 否 改 變 等, 皆 需 由 顯 微 鏡 微 生 物 相 觀 察 工 作 得 知 且 若 廢 水 處 理 系 統 穩 定, 該 項 工 作 可 快 速 判 斷 放 流 水 質 狀 況 較 詳 細 之 資 料 可 參 閱 廢 水 處 理 功 能 生 物 診 斷 技 術 手 冊 業 界 於 進 行 廢 水 微 生 物 相 顯 微 鏡 觀 察 工 作 時, 最 感 到 困 擾 之 處, 在 於 廢 水 中 微 生 物 相 眾 多, 若 非 已 長 期 進 行 觀 查 工 作 者, 將 不 易 快 速 了 解 該 微 生 物 相 所 代 表 之 意 義 在 此, 針 對 微 生 物 相 所 代 表 之 意 義, 筆 者 提 供 較 簡 易 之 方 法, 可 參 閱 表 3 活 性 污 泥 BOD-SS 負 荷 與 微 生 物 相 關 係 表, 可 ㄧ 覽 各 微 生 物 相 之 型 態 中 英 文 名 稱 及 意 義 再 參 閱 以 下 幾 項 要 點 :
17 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 85 表 3 活 性 污 泥 BOD-SS 負 荷 與 微 生 物 相 關 係 表
18 86 廢 水 生 物 處 理 程 序 常 見 問 題 實 務 探 討 1. 進 行 微 生 物 相 觀 察 工 作 時, 因 微 生 物 具 有 多 樣 性, 水 樣 狀 況 應 以 優 勢 菌 種 ( 數 量 較 多 數 ) 為 代 表, 當 觀 察 到 有 多 種 微 生 物 相, 因 每 種 微 生 物 代 表 之 意 義 不 同, 應 以 優 勢 菌 種 ( 或 優 勢 順 序 ) 為 觀 察 結 果 不 能 僅 以 看 到 有 某 低 溶 氧 微 生 物 存 在, 即 斷 定 水 樣 溶 氧 不 足 2. 表 3 內 容 係 依 都 市 ( 生 活 ) 廢 水 為 樣 本 作 成, 不 同 產 業 ( 或 各 廠 ) 廢 水 存 在 之 微 生 物 應 有 其 獨 特 性, 對 照 表 3 內 容 應 有 90% 以 上 之 可 運 用 性, 其 小 部 分 差 異 點 需 各 產 業 ( 或 各 廠 ) 自 行 建 立 相 關 性 3. 表 3 內 容 再 增 加 下 列 說 明 會 更 適 用 : (1) 於 超 高 負 荷 部 分 增 加 分 散 性 細 菌 (2) 於 標 準 負 荷 偏 高 部 分 增 加 草 履 蟲 (3) 原 生 動 物 欄 之 纖 毛 蟲 類 欄 整 個 資 料 往 下 移 一 些, 對 照 上 會 更 貼 切 實 際 (4) 增 加 低 溶 氧 性 指 標 性 微 生 物 資 料, 分 別 如 下 : a. 低 溶 氧 : 螺 旋 體 動 物 性 鞭 毛 蟲 植 物 性 鞭 毛 蟲 異 毛 目 扭 頭 蟲 草 履 蟲 b. 極 低 溶 氧 : 螺 旋 體 動 物 性 鞭 毛 蟲 植 物 性 鞭 毛 蟲 白 硫 絲 菌 九 結 語 工 廠 廢 水 處 理 系 統 之 生 物 處 理 單 元, 其 操 作 複 雜 性 高, 受 廢 水 性 質 影 響 亦 較 明 顯 ; 而 國 內 中 小 型 工 廠 因 規 模 因 素, 人 員 流 動 率 較 高, 除 專 業 能 力 較 為 不 足 外, 相 關 之 經 驗 傳 承 亦 較 欠 缺 ; 於 廢 水 處 理 異 常 狀 況 發 生 時, 較 未 能 採 取 適 當 之 處 置 因 此, 專 業 之 訓 練 與 資 料 之 蒐 集 更 形 重 要, 於 專 業 之 訓 練 上, 可 參 加 環 訓 所 開 辦 之 專 責 人 員 訓 練 ; 於 資 料 之 搜 集 上, 則 有 賴 現 場 操 作 人 員 平 時 之 準 備 由 於 廢 水 生 物 處 理 特 性 及 相 關 可 行 改 善 方 案 眾 多, 本 文 謹 以 摘 要 方 式 透 過 相 關 章 節 進 行 介 紹, 所 能 詮 釋 內 容 有 限 ; 業 界 如 有 該 方 面 之 需 求, 除 專 業 之 訓 練 與 資 料 之 搜 集 外, 建 議 可 善 用 政 府 資 源, 申 請 技 術 協 助, 以 獲 得 技 術 支 援
19 工 業 污 染 防 治 第 97 期 (Jan. 2006) 87 十 參 考 資 料 1. 林 季 螢 牟 敦 剛, 活 性 污 泥 生 物 活 性 特 性 探 討, 工 業 污 泥 防 治, 第 37 期,p.47~63 2. 吳 先 琪 王 美 雪 施 養 信 劉 泰 銘 等 譯, 廢 水 微 生 物 學, 國 立 編 譯 館 主 譯 出 版 3. 陳 國 城, 廢 水 生 物 處 理 學, 國 立 編 譯 館 主 編, 茂 昌 圖 書 有 限 公 司 印 行, 吳 宗 榮 蔡 基 湧 編 著, 水 及 廢 水 分 析, 復 文 書 局 出 版 5. 林 榮 廷 徐 清 正 陳 維 政 鄭 仁 川, 環 境 微 生 物 學 精 要, 文 笙 書 局 經 銷 6. 張 訓 中, 活 性 污 泥 鬆 化 現 象 及 其 控 制, 工 業 污 染 防 治, 第 13 期,p.169~ 張 聖 雄, 活 性 污 泥 膨 化 現 象 之 處 置 研 析, 工 業 污 染 防 治, 第 90 期,p.31~47 8. 廢 水 處 理 單 元 設 計 及 異 常 對 策, 經 濟 部 工 業 局 發 行, 財 團 法 人 中 技 社 出 版, 賴 耿 陽 編 著, 界 面 活 性 劑 應 用 實 例, 復 漢 出 版 社 印 行 10. 廢 水 處 理 功 能 生 物 診 斷 技 術, 經 濟 部 工 業 局 發 行, 財 團 法 人 中 技 社 出 版,1995
ph BOD SS DO 50MPN/100m 6.58.5 1mg/ 25mg/ 7.5mg/ 1,000 ph COD SS DO 6.08.5 6.08.5 6.58.5 6.58.5 6.58.5 6.58.5 6.58.5 6.58.5 6.08.5 2mg/ 3mg/ 5mg/ 8mg/ 10mg/ 1mg/ 3mg/ 5mg/ 8mg/ 25mg/ 25mg/ 50mg/ 100mg/
More information1 DO 1986 1987 1991 1992 1993 1994 DO mg/l 7.43 11.01 10.11 9.00 8.67 2 DO COD DO mg L A B C D E COD mg/l 1991 4 7 10.89 12.40 11.20 12.75 12.00 4.78 11 1991 7 15 10.32 10.47 9.65 10.37 10.00 5.23 16 1
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