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1、工业废水生物处理软体技术改善实例一,前言「生物处理」为工业废水处理系统中非常重要且相对环保的单元,但国内环工界及业界长期来普遍有重硬体,轻软体的观念,使得许多生物处理单元因管理及操作不当而功能不彰.个人於十余年前进行工厂辅导时即经常遇到相关案例,马健雄先生发表的「SBR化工废水处理系统改善」(1)即为当时一典型以软体技术改善工业废水生物处理系统的辅导案例.本案改善前放流水总化学需氧量(TCOD)=1,500mg/l,改善后TCOD=239mg/l,溶解性化学需氧量(SCOD)=194mg/l,已符合当时放流水标准.
2、在硬体设施上仅作小部分修改,主要改善成果来自管理及操作策略的改善.故唯有在软,硬体相互配合下,工业废水生物处理系统方能发挥正常功效,而软体技术相对於硬体技术在国内仍较为贫乏.除中国技术服务社工业污染防治技术服务团曾陆续出版诸如「活性污泥法操作手册」及「废水处理功能生物诊断技术」等技术手册外其他技术资料较少见.近年来一方面国内传统产业面临国际性严峻的竞争,亟思降低成本,另一方面传统的硬体改善工程,因缺乏软体技术的支援,常花费大量金钱却得不到相对的功效.故以软体技术改善工业废水生物处理系统已成为国内环工界及业界新的思维
3、方向,并已具初步成效.以下谨将近年来所亲身接触的「工业废水生物处理软体改善」经验,提供业界参考.二,基本观念探讨「生物处理」在处理去除废水中有机污染物的机构主要可分为以下四大项:1.转化为微生物细胞.2.产生能量供微生物利用,好氧态下最终成为二氧化碳及水.3.生物细胞的吸附作用.4.终沉池污泥毯的拦除作用.生物处理系统的功效是在四种机构综合作用下得到的整体结果.所以在现场执行工业废水生物处理软体改善时必须充分考量四种机构的作用,予以充分利用.但以第1项能产生微生物为必要条件.如众所周知,一般工业废水的有机污染来源经
4、常为不易生物分解的有1机物,废水中微生物能简易分解,利用的有机物质含量不高;碳/氮/磷比通常偏低或不均匀且缺乏微量物质.依据欧阳峤晖教授编著「下水道工程学」(2),影响活性污泥之因素为:1.营养分,2.温度的影响,3.pH的影响,4.有害物质,5.无机性废水.营养分为影响活性污泥的第一因子,在缺乏营养分的情况下,极容易成为微生物生长限制因子,无法提供生物处理系统中微生物菌群增殖所需,使生物处理系统效能不佳,造成排放水COD值居高不下或系统不稳定.传统上一般均采用BOD:N:P=100:5:1的比例添加尿素及磷酸以补
5、充氮,磷的不足,但对於微量元素(traceelements)通常受限於技术问题无法添加,有机营养剂的上市为微量元素的添加提供了技术上的可行性.基本上为微生物提供了适当的生长环境如足够溶氧,适当酸碱度,足够营养素之后,微生物可利用工业废水中的碳源(即COD)生长,达到生物处理的功用.同时由於微生物对环境的适应力极强,故驯养的功能在生物处理系统极为重要,同理为微生物提供了适当的生长环境并经驯养后对难分解物质的利用效能亦应能提高.但自国外引进的有机营养剂售价偏高,业者一般无法接受,为因应国内市场需求,数年前即有国内业者开
6、发类似产品以降低成本.另外对於丝状菌,传统上因缺乏控制丝状菌的良好方法,废水处理厂的操作人员对丝状菌普遍具有恐惧心理,对其造成的膨化(bulking)问题常束手无策,若使用传统杀丝状菌的化学药剂,则不但丝状菌被杀死,正常微生物亦受到危害.但丝状菌亦有其功能(丝状骨架理论),胶羽本身也必需有适度的丝状菌存在,否则容易生成分散性污泥,而造成沉降性不良(3).个人於十余年前受教於美国JMM公司时首次接受到丝状菌的於废水生物处理系统不全然是坏角色的观念,甚至某些处理厂一定得操作在丝状菌偏多的情况,处理水质才会好,而由於丝状
7、菌的拦除作用通常在丝状菌偏多的情况下沉淀池上澄液均较清.尔后於实际工作中又体认到於工业废水的生物处理,於有限的停留时间下,往往胶羽菌及丝状菌的分解力尚不足以完全达到要求,但藉丝状菌大分子量及高比表面积所形成的网状架构,有绊除及吸附截留的能力,可提升处理效果.若能维持胶羽菌与丝状菌适当比例,可使两菌群生态共存发挥最大功效与最小困扰,目前技术上已成功利用以单纯有机营养剂的调节及已开发出的可抑制丝状菌,但不会危害正常微生物原本功能的天然有机萃取物,故可充分利用丝状菌的功能,并可维持胶羽菌与丝状菌适当比例,来达到上述目的.
8、换个角度看,若某个生物系统内丝状菌大量繁殖成为常态而非异常现象,不正表示此环2境适合丝状菌生长,何不顺势操作,仅略微控制并调整其与胶羽菌群的比例,充分利用其特性,比硬要将它除去,技术上要容易的多.在实务上亦可利用营养剂配比的改变,调整微生物族群将原本相对粗略的工业废水生物处理系统的操作推向更微观的境界.以下所介绍的案例中,除传统的软体技术外,以有机营养剂作为
