射流式曝气系统於高温好氧处理高浓度废水上的应用(终)

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1、射流式曝气系统於高温好氧处理高浓度废水上的应用（终）射流式曝气系统于高温好氧处理高浓度废水上的应用摘要生物处理一般分为好氧处理和厌氧处理两种。两种系统的差异乃在于好氧处理上对较大水量的处理较具弹性，且可处理难分解之废水；但厌氧处理产生较少的污泥，厌氧处理多半不需曝气，故有较低的能源需求。高温好氧消化系统则结合了两者的优点，因其需要曝气且具有好氧处理的动力参数特性，也具有厌氧处理的低污泥生成量的优点。实验证明，高温好氧消化可以处理与好氧系统相同型态的废水，甚至更多。在高分解效率及高温的要求下，对曝气系统的要求相对较

2、高-低散热率、高传氧效率等之需求等。射流式曝气系统利用内部循环水及高压空气的特性可满足对系统上的要求。关键词:高温好氧处理、高浓度废水、射流式曝气系统、传氧效率在目前工业快速发展不，因产业制程所产生的废水污染浓度愈来愈高在废水处理上则产生高浓度废水或废液处理上的困扰。在一般生物处理上可分为好氧性生物处理及厌氧性生物处理两大领域。两种系统的差异乃在于，好氧处理上对较大水量的处理较具弹性，且可处理难分解之废水；但厌氧处理产生较少的污泥，厌氧处理多半不需曝气，故有较低的能源需求。高温好氧消化系统则结合了两者的优点，因其

3、需要曝气且具有好氧处理的动力参数特性，也具有厌氧处理的低污泥生成量的优点。高温好氧消化可以处理与好氧系统相同型态的废水，甚至更多。高温有助于废水中一些化合物的物化特性改变，如油脂的溶解度会提高。对生物处理系统而言，高COD废水为一个棘手的问题。在处理程序上多半先采用固液分离之前处理步骤，以降低非溶解性有机物对后续生物处理单元的冲击性。高温好氧消化系统在欧洲较为广泛使用，尤其是德国境内，依据文献的报导，自发性高温好氧处理的操作特性为，操作温度可达45°C以上，pH值6〜8，废水COD(ChemicalOxygenD

4、emand)浓度介于5,000〜30,000mg/L，有机负荷介于0.5〜2Kg-COD/Kg-MLSS-day,可处理的油脂浓度包括0〜2,000mg/L，操作稳定，对于突增负荷忍受度高。高温好氧消化处理对高浓度的废水与传统处理方法相较具有的优点，包含高降解速率及低污泥产率。而其建议处理的废水种类包含：纸浆和纸类制造废水、家畜污水、屠宰厂污水、啤酒厂酿造废水、都市生活废水、综合废水和柑橘水果加工厂废水(LaParaetalv1997;1999)。综合其特性，高温好氧消化系统可以处理高浓度的废水种类(包含油脂废水

5、)，并具有低污泥产率之特性，对于目前活性污泥系统遭逢的问题，应可提供良好的解决之道。但在高温的条件下，水的物化特性均会有明显的改变，温度对生物动力及物化特性的影响如表1及表2所示。较敁著的是，水中氧气溶解度会降低，进而影响到氧传速率的问题。表1屮温与高温系统下生物动力参数之比较废水种类T(°C)um(day-1)3.750.630.65.23.45.86.010.1qm(day-1)5.62.051.9515.45.616.519.831.1YT(mg-TSS/mg-COD)0.67*10.300.60.31*2

6、0.340.6*30.350.300.32Kd(day-1)0.070.080.060.030.480.520.520.520.78生活污水工业废水生活污水工业废水工业废水工业废水工业废水工业废水-3320255853455258表2高温影响下水的物理化学因子(LaParaetal.,1997;1999)故在曝气系统的择用上，需小心选用以确保系统之处理效用最人化。二、高温好氧生物处理之剖析自发性高温好氧消化(autothermalthermophilicaerobicdigestion)，简称为ATAD。ATAD

7、系统自1960年代开始被研究，1970年代中期开始发展，并且成功的被运用于欧洲，尤其是德国境内就有超过35座的自发性高温好氧消化的实场(full-scale)，同样在英国、法国、意大利及加拿大各国也有实场在操作。自发性高温好氧消化系统的发展需仰赖完整的热能和质量平衡、生化细胞的组成、生物代谢反应的动力学、曝气设备的种类和学术研究成果所构成。早期研宂使用自吸式(self-aspirating)曝气设备，即为广为所知的Umw?ltzbelufter。使用此种曝气机，可有效处理动物排泄物及含有高浓度(10〜60kg/m

8、3)挥发性悬浮固体物的污泥。在20m3的反应槽屮，温度可达50〜60"C。根据研究敁示，周期性的喂食对反应槽温度和安定化程度有重要性的影响。对于降解程度、预期所能达到的温度和所需的反应槽大小之间的关系也逐渐被建立。在适当的设计下，系统操作温度可达6070°C,可杀死致病菌，产生无臭的腐植质和脱水过的产物在1970年代早期，自发性高温好氧消化系统的曝气系统，发展出高纯氧曝气