以上流式厭氧汙泥床處理染整廢水

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崑山科技大學環境工程系

學生專題研究報告

以上流式厭氧汙泥床處理染整廢水

指導老師:林龍富班級：四環四Ａ

專題組員:吳宇晴、楊千鈺

學號:4960N019、4960N071

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摘要

吳宇晴楊千鈺崑山科技大學環境工程系

摘要

國內染整業在染整的過程中添加了許多染料、染劑等化合物，使廢水含有高濃度的有機物，如果直接排放，不但不符合法規，也將對環境帶來嚴重的汙染。

染整廢水的處理目前大都以好氧之活性污泥處理，不僅動力費用高，且產生大量之廢棄汙泥，亟需尋求低耗能且低污泥產生量之處理方法。

根據文獻資料及實際處理經驗，上流式厭氧汙泥床(UASB)因可產生緻密的顆粒化汙泥，對有機廢水有相當高之處理效能，且兼具低耗能及低污泥產量之優點，

但以厭氧方式處理染整廢水尚未發現成功案例。本研究擬探討以 UASB 程序處理染整廢水之可行性及處理效能。

研究結果顯示當水力負荷控制為 1.9、3.0 及 5.0 L/d 時，其水力停留時間分別為 144、91.2 及 54.3 hrs；進流 COD 濃度分別為 996、1610 及 430 mg/L；

有機負荷率分別為 0.161、0.423 及 0.189 kgCOD/m³-d；出流水之 COD 濃度分別為 271、648 及 280 mg/L；COD 去除效率分別為 71、60 及 33 %。

結果顯示，以 UASB 處理染整廢水，當有機物容積負荷小於 0.423 kgCOD/m³-d 時，尚有良好之處理效能；但隨著操作時間增加，即使容積負荷降低仍然發現操作效能惡化的情形，顯示反應器中的厭氧微生物明顯受到抑制，需要進一步研究以釐清染整廢水中對厭氧微生物造成抑制的成分。

關鍵詞:染整廢水、生物處理、上流式厭氧汙泥床

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表目錄

頁數

表 2.1 各種厭氧處理法之比較 --- 7

表 3.1 水質檢測分析方法 --- 11

表 3.2 水質採樣與保存方法 --- 11

表 3.3 化學需氧量分析試劑 --- 11

表 3.4 實驗儀器 --- 12

表 3.5 化學需氧量(COD)查核樣品分析結果 --- 13

表 4.1 UASB 處理染整廢水之操作效能 --- 16

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圖目錄

頁數

圖 2.1 紡織業水源供給來源結構分析---4

圖 2.2 紡織業水源用途結構分析 --- 3

圖 2.3 染整廢水處理流程 --- 4

圖 2.4 上流式厭氧汙泥床反應器示意圖 --- 8

圖 3.1 ＵＡＳＢ處理染整廢水之流程示意圖 --- 9

圖 3.2 化學需氧量查核樣品分析品質管制圖 --- 13

圖 4.1 UASB 處理染整廢水之操作效能＿總化學需氧量 --- 14

圖 4.2 UASB 處理染整廢水之操作效能＿溶解性化學需氧量 --- 14

圖 4.3 UASB 處理染整廢水之操作效能＿懸浮固體物 --- 15

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一、前言

1.1 研究動機

2010 年，國內染整業因為景氣回升及大陸工資上漲，許多訂單回流台灣。當產量增加，廢水量也跟著增加，許多染整廠之廢水處理設施已經無法負荷。

染整廢水的處理目前大都以好氧之活性污泥處理，不僅動力費用高，且產生大量之廢棄汙泥，亟需尋求低耗能且低污泥產生量之處理方法。

根據文獻資料及實際處理經驗，上流式厭氧汙泥床(upflow anaerobic sludge blanket, UASB)因可產生緻密的顆粒化汙泥，對有機廢水有相當高之處理效能，且兼具低耗能及低污泥產量之優點，但以厭氧方式處理染整廢水尚未發現成功案例。

1.2 研究目的

本研究擬在無控溫之情況下操作，藉由改變水力負荷，以控制水力停留時間

（Hydraulic retention time, HRT），探討 UASB 反應器對有機物去除之效能。

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二、文獻回顧

2.1 紡織業概況

國內紡織業從事天然纖維織造、人造纖維織造、紡紗、織布、染整、成衣的生產已經有四十餘年，雖是傳統產業，但經業者積極引進國外生產技術及自動化設備，已逐漸轉型為資本及技術密集的產業。台灣紡織業之產業體系非常完整，具有相互支援之產業群聚現象，為台灣締造不小佳績，近五年來出口值達 687.2 億美元，為第二大創匯產業。在國際紡織品市場上佔有極重要之地位，依 2001 年世界貿易組織統計，台灣為全球第五大紡織品出口國及第十五大成衣出口國。(中小企業工業廢水回收輔導計畫，2004)

「染整」是將紡織品（包括纖維、紗織、布疋、成衣等）以物理、化學方式處理，經適當的前處理（退漿、精練、漂白等）、染色、印花及整理加工，

賦予紡織產品具有顏色、光澤的外觀、舒適的觸感及特殊的機能性功能（如防水、透氣、防火、抗菌等），扮演著美化成衣服飾及提昇產品附加價值的重要角色，尤其在現今強調產品少量多樣化的趨勢下，更加突顯染整業的重要性，

是紡織工業中不可或缺的一環。

染整業涵蓋範圍非常廣泛，以紡織材料種類區分，主要可分為染紗、染布及成衣染色三大類，在台灣染整業中以筒紗及針織、梭織布染色最為普遍。染整技術是一種高複雜性的加工技術，染整業又稱為高科技傳統產業，它利用許多高精密度設備來從事生產，由於勞力密集、加工製程長、用水量大、污染量大等特性，使得生產及維護成本居高不下。

染整業用水量大、製程複雜、多變化；染料、助劑及樹脂種類多，故染整廢水的水質也相當複雜，業者必需建立一套經濟又符合法規可行的廢水處理設備，又可回收水再利用，因此生產成本相對提高。

故目前染整業為符合國內環保需求及國際紡織品環保性檢驗之標準，逐步淘汰具有高污染的原物料，並由製程配方條件合理化著手，以綠色設計、清潔生產之方式，以達到減少製程用水量及降低廢水處理成本之目標。(經濟部中小企業處，2006)

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2.2 染整廢水的特性

紡織產業中除織布廠水織機用水量大外，染整業用水量最多，故紡織業與食品、造紙、化學原料、金屬基本與電子業等六大行業，被列為台灣地區六大耗水量工業，為了提升用水效率，節省水資源。依據 89 年台灣地區工廠用水查核調查結果分析，紡織業在水源供給來源仍是以地下水為主自來水為輔，如圖 2.1 所示，水源用途需求以製程用水佔大部分，如圖 2.2 所示。

圖 2.1 紡織業水源供給來源結構分析

圖 2.2 紡織業水源用途結構分析

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在染色過程中，精鍊、漂白、染色、加工等各種工程以及鍋爐等，常頇耗用大量的水資源。水質的良窳，對於製品的品質與鍋爐的機能，都有極大的影響。染整業主要用水來源為地下水及自來水。普通地下水是利用地表下深度在 100 公尺以上地層中之水。但因溶有地層成分，含有Ca2+、Mg2+及Fe2+等成分，

這些成分之含量因地域而有差別，水位特別低時，亦可能增加含量。而自來水及地下水或地表水淨化殺菌後之水，雖然物質的含量較少，但做為染色用水較不符合經濟效益。不同染整廠用水量差異極大，整體考量染整廠用水特性，主要用水包括三大部分，第一、染整過程中前處理（退漿、精練、漂白）、染色、

整理工程用水量；第二、前項工程進行中機器設備，降溫使用之冷卻水、冷凝水和鍋爐製造蒸汽產生冷凝水；第三、公共區空調用水。

染整加工流程視織物素材的成分、組織、性質，其最終用途之不同而有極大差異。國內染整廠染整加工以布染工廠的數量居多，次之為紗染，成衣染使用率最低；一般染整廢水為高溫及高pH 值，但亦有部份廢水因為使用酸性染料及助劑致產生低pH值之廢水；一般染整製程高濃度之廢水多來自於精鍊漂白及染色後之第一缸廢液或出現於樹脂之槽底液中，其餘清洗廢水污染濃度較低；

若以製程類型而論，則壓染廢水之污染值最高，廢水COD 可達3,000 mg/L，其次為印花，最低則為浸染廢水其一般COD 低於1,000 mg/L。由此可見，不同製程之染整廢水若要符合相同之放流水管制標準，則需使用不同之處理技術。(經建會-中小企業工業廢水回收輔導計畫，2004)

2.3 染整廢水的處理單元

一般國內染整廠採用之典型廢水處理流程如圖 2.3 所示，原水必頇先以冷卻水塔降溫及調整原水 pH，然後再流入傳統處理單元化學混凝或生物處理，

其中生物單元採用活性汙泥或接觸曝氣法，染整廠有些將化學混凝與加壓浮除置於生物單元之前。

圖2.3染整廢水處理流程

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2.4 厭氧分解的反應機制

2.4.1 厭氧生物分解之反應機制

厭氧分解係藉著厭氧性微生物之生物化學作用，將複雜之高分子有機物經由酵素電子傳遞反應轉化成二氧化碳和甲烷等最終產物，此過程由一系列繁雜的反應所構成。通常厭氧性微生物降解有機物可分為三個反應階段，包括：

1. 水解(hydrolysis)；2.酸化(acidogenesis)；3.甲烷化(methanogenesis)，這三個階段皆有其特定的微生物族群和酵素參與反應。

2.4.2 影響厭氧生物程序穩定性之因素

一般而言影響厭氧生物穩定性程序之主要因素包括：pH、溫度、基質與營養鹽及毒性物質等四項，分述如下：

1. pH 值

厭氧處理中，水解菌與產酸菌對 pH值有較大範圍的適應，大多數這類細菌可以在 pH值5.0~8.5範圍生長，一些產酸菌在 pH值小於5.0時仍可生長。但通常對 pH值敏感的甲烷菌適宜的生長範圍為6.5~7.8。

根據McCarty (1964)指出厭氧消化合適之 pH範圍為6.6~7.6 (最佳pH範圍為7.0~7.2 之間)；當pH值低於6.2時，甲烷菌將遭受急劇之毒性，酸化菌之活性則不受影響，

惟一旦pH值降至4.5 以下時，酸化菌會受到明顯之抑制。此外，若pH值太高，則會使VFAs(揮發性脂肪酸)轉變成離子鹽類而無法為甲烷菌所利用。

2. 溫度

根據厭氧系統之操作溫度可分為(1)高溫(Thermophilic;42~75℃)、(2)中溫 (Mesophilic;20℃~ 42℃)及(3)低溫(Psychrophilic; 5~ 20℃)。

在這三種不同溫度區間操作的厭氧反應器內生長著不同類型的微生物。在 5~70℃的溫度範圍內，一般而言，較高溫度下的厭氧菌代謝過程比較快，但在接近每一範圍上限時都有例外。所以高溫厭氧系統優於中溫厭氧系統，而中溫厭氧系統較低溫厭氧系統反應速率要來得快，其相對的厭氧污泥活性和反應器負荷也提高的快。目前大多數厭氧處理廢水系統在中溫範圍操作，人們發現在此範圍溫度每上升10℃，厭氧反應速率約增加一倍。目前中溫操作以30~40℃最為常見，其最佳操作溫度在35~40℃ 之間。McCarty (1964) 認為中溫菌(30℃~37℃) 及高溫菌 (50℃~57℃)之生長最佳。

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3. 基質與營養鹽

在厭氧生物處理程序中，由於大部分能量皆以甲烷氣體釋放出來，細菌增殖率低，所以去除每一單位COD所需之N、P 較好氧者少。厭氣系統較適合之COD：N：

P 為300：5：1 至100：5：1 之範圍。

Henze and Harremoes (1983)兩位學者指出，當厭氣反應器被用來處理高有機負荷及低有機負荷時，則適合之COD/N 比值分別為400：7 及1000：7。

Stronach et al. (1986)指出，欲使厭氧反應器維持操作穩定性所需之N/P 比值為 7：1。

4. 毒性物質

任何物質只要超過生長需要量，就會對微生物造成相當程度之抑制或毒性作用。有些毒性化合物會抑制微生物反應的速率。

2.5 厭氧反應器之介紹

在厭氧處理技術方面最值得注意的進展之一是上流式厭氣污泥床( Upflow Anaerobic Sludge Bed, UASB)反應器，在20世紀70年代後期由荷蘭的Lettinga 及其同事們 (Lettinga and Vinken, 1980; Lettinga et al.1980) 研究開發。厭氧反應器主要包括：

1. 在60年代末，厭氧技術突破性發展， Young 和 McCarty(1969)發明厭氧濾床 (Anaerobic Filter,AF)；

2. 厭氧隔板反應器(Anaerobic baffled reactor, ABR)；

3. 厭氧移動層反應器(AMBR)；

4. 厭氧生物流體化床 (Anaerobic fluidized-bed,AFBR)：

厭氧生物處理技術已被廣泛地應用於處理各種不同高濃度的有機廢水。這種固定生物膜式厭氧生物處理程序，因厭氧菌附著生長於擔體上(厭氧生物濾床、厭氧生物流體化床)，或自動聚集形成生物污泥顆粒(上流式厭氧污泥床)，故在反應器內能維持相當高之污泥濃度(有較長之污泥停留時間)，且能在較短之水力停留時間達到良好之處理效果(如表2.1所示)。

Speece(1996)及黃新田(1987)指出，厭氧生物處理程序具有：節省廢水處理廠用地面積、節省操作費用、減少污泥產生量與處置費用、操作簡單、可以降解好氧程序中難生物降解之有機物、產生甲烷經濟效益等優點。

Haberts et al.(1985) 及 Pfeffer et al. (1967)指出厭氧廢水處理體積負荷高、佔地

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表 2.1 各種厭氧處理法之比較

資料來源:林明瑞，1990

2.5.1 UASB反應器之發展與應用

UASB 反應器中無需置入填充材料或流動顆粒介質，反應器主體可分為兩部分，即反應器和固、液、氣三相分離器。在反應器下部，是由沉降性良好的污泥(顆粒污泥或膠羽狀污泥)，其特性為利用馴化之粒狀生物污泥，藉本身重力沈降，於反應器底部形成具有高生物濃度之污泥床。當廢水自反應器底部向上流經污泥床時，有機物能迅速被產酸菌和甲烷菌降解為最終產物─沼氣(甲烷及二氧化碳)，也在反應器形成良好自然攪拌作用。也會使一部分污泥懸浮在反應器的上部形成稀薄的污泥懸浮層，再經 UASB 反應器的三相分離器分離污泥、廢水及沼氣。將沉降性良好污泥能保留在反應器內且沼氣能做有效收集，如圖2.4所示。

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圖2.4上流式厭氧汙泥床反應器示意圖 UASB 反應器通常可分為四個區域，由下往上分別為：

1. 污泥床區（Sludge bed Zone）：為主要反應區，具有高濃度之生物污泥可有效地與廢水接觸，有機物經分解後產生氣體而攪動污泥，使部份污泥上浮至污泥氈區。

2. 污泥氈區（Sludge blanket Zone）：為污泥濃度漸變段，亦為污泥上浮緩衝區，

污泥呈膠羽狀。

3. 氣、液、固分離器(Gas-Liquid-Solids separator)部分：此區之主要功能為分離污泥、氣體及出流水，污泥經沉降迴流至床區避免流失。

4. 沈降區(Settler)部分：沈降並迴流活性生物污泥，避免污泥流失。

歷年來，UASB技術經過工研院在國內大力推廣，已經獲致相當豐碩的成果，實際應用廠家20餘家，處理槽總數超過50座，總體積超過25,000 m3 ，促進投資額超過 8億元。其間，且不斷的進行技術的改良以提昇處理性能，使業界的投資得以充分發揮效益。(工研院能環所，“UASB 生物處理方法與應用”，2009)

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三、實驗方法與設備

3.1實驗方法

本研究所探討的對象為台南某染整廠所產生的製程廢水，該廠目前以活性污泥法處理廢水。本研究採取此一染整廠之實際廢水以 UASB 程序處理。UASB 反應器之菌種取自屏東中央畜牧場之厭氧污泥，植種量為反應器體積的三分之ㄧ。

由於實際廢水之有機物濃度隨著不同的製造批次有相當大的變化，本研究不加以調整。反應器之操作參數僅改變進流水流量，亦即僅改變反應器之水力停留時間，

分別為 1.9、3.0 及 5.0 L/d，且採無控溫方式操作。

3.2實驗設備 3.2.1 UASB反應器

本研究所採用之廢水處理系統，主要有一座 UASB 反應器、兩部蠕動幫浦、

一部沉水幫浦所組成。反應器為壓克力材質，內徑 12 cm、高 101 cm、有效體積為 11.4 L。反應器上部設置固、液、氣三相分離系統並設有上層液迴流系統及六個等距離採樣口，以便取樣，反應器設計示意圖如圖 3.1 所示

圖 3.1 UASB 處理染整廢水之流程示意圖

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3.3 UASB 反應器之植種與操作 3.3.1 UASB 反應器之植種

UASB 反應器植種污泥係取自屏東中央畜牧場現場豬糞尿廢水處理廠厭氣池內之污泥。UASB 反應器污泥之馴化採連續流操作方式，為使系統運轉順暢，操作維護注意事項：

1. 控制進流水於適當 pH 值範圍：由於 UASB 系統內之鹼度是否足夠，將影響厭氧微生物活性及處理效率，建議應確保 UASB 厭氧進流水 pH 值在 6.5~7.8 範圍內，

且儘可能維持系統內 pH 值在 7.2 以上。

2. 適當補充必要之營養源：UASB 進流水中所含之氮和磷是厭氧微生物轉化程序不可或缺的重要營養鹽，一般酸化廢水添加比例為 COD：N：P=1000：5：1，建議厭氧出流水中氮的殘留濃度不低於 10mg/L、磷不低於 5mg/L。(環保技術 e 報第 82 期， 2010)

3. 強化 UASB 底部進水分佈情形：UASB 處理成效與其底部進水分配器是否正常配水有著密切關係，當進水分配器發生堵塞及短流現象時，將造成 UASB 內部污泥床濃度分佈不均，使局部流速過大而破壞污泥顆粒之形成，建議宜再確認 UASB 底部進水分佈情形。(環保技術 e 報第 82 期，2010)

3.3.2 UASB 反應器之操作

UASB 反應器操作係藉由改變不同水力負荷以調整水力停留時間。

廢水以定量馬達２４小時連續進流，水力負荷控制為１.9、3.0 及 5.0 L/d 時，水力停留時間分別為 144、91.2 及 54.3 hrs。每星期測定 UASB 反應器之出流水之 pH 值、化學需氧量(COD)、溶解性化學需氧量(SCOD) 及懸浮固體(SS)二次。

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3.4實驗分析方法 3.4.1 水質分析

水質分析項目包括：pH 值、總化學需氧量(COD)、溶解性化學需氧量(SCOD)、

懸浮固體(SS)，均依據環保署公告之水質檢測及樣品保存方法分析及保存樣品。

表3.1水質檢測分析方法

分析項目分析方法備註

pH值 pH計法 NIEA W424.52A COD,SCOD 密閉式重鉻酸鉀迴流法 NIEA W517.52B TSS.VSS 總溶解固體及懸浮固體檢測方法 NIEA W210.57A

資料來源:行政院環保署環境檢驗所，2009

表3.2水質採樣與保存方法

分析項目水樣需要量(ml) 容器保存方法最長保存期限 pH值 300 玻璃或塑膠暗處，4°C冷藏 48小時 COD,SCOD 100 玻璃或塑膠瓶加硫酸使水樣之PH<2 7天

，暗處4°C冷藏

TSS,VSS 500 抗酸性之玻璃或塑膠瓶暗處，4°C冷藏 7天

資料來源: 行政院環保署環境檢驗所，2009

3.4.2 實驗分析試劑表3.3化學需氧量分析試劑

藥品藥品等級濃硫酸(H2SO4) 試藥級硫酸汞(HgSO4) 試藥級硫酸銀(AgSO4) 試藥級重鉻酸鉀(K2Cr2O7) 試藥級硫酸亞鐵銨(FeSO4(NH4)2SO4‧6H2O) 試藥級無水鄰苯二甲酸氫鉀(KHP,C8H5KO4) Merck試藥級菲羅林指示劑溶液(Ferroin Solution)

資料來源: 行政院環保署環境檢驗所，2009

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3.4.3實驗儀器

本研究所採用之儀器設備如表3.4所示。

表3.4 實驗儀器

儀器設備廠牌備註進流蠕動泵浦 Cole-Parmer Instrument Co, Model NO.7524-50 1 台迴流蠕動泵浦 Cole-Parmer Instrument Co, Model NO.7553-70 1 台沉水式泵浦 Rio Aqua Pumps,RIO 800 HP 1 台過濾設備 1/6 HP 附抽氣式馬達濾膜過濾器，GEL MAN 2 台精密熱風循環烘箱 FD-53/溫度範圍/溫度精密/內部尺，WTB 1 台高溫爐 L3/C6，NABERTHERM 1 台快速 COD 分解爐室溫-150℃，Major 1 台電子分析天帄 W120.D340.H345 ㎜, Precisa XS 1 台手提式酸鹼度計 TS-1 1 台

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3.5 實驗分析之 QA/QC 3.5.1 化學需氧量之回收效率

1.化學需氧量分析之品質管制結果如圖 3.2 及表 3.5 所示。查核樣品分析：KHP 之合成樣品（COD 濃度為 200mg/L），每批次或每 10 個樣品至少執行一次查核樣品分析，回收率應在 85~115%範圍內。

2.本方法不執行添加分析

COD 回收率(%)帄均值，^X ＝101.6%；標準偏差，S =1.96 % 管制上限值(UCL)= ^X +3S 警告上限值(UWL)= ^X +2S 管制下限值(LCL)= ^X ﹣3S 警告下限值(UWL)= ^X ﹣2S 表 3.5 化學需氧量(COD)查核樣品分析結果

COD 查核樣品分析次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

COD 查核樣品濃度(mg/L) 208 200 208 208 200 200 200 200 208 200

COD 查核樣品回收率(mg/L) 104 100 104 104 100 100 100 100 104 100

圖 3.2 化學需氧量查核樣品分析品質管制圖

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四、結果與討論

研究結果如圖 4.1 及表 4.1 所示。當水力停留時間控制為 144 hrs 時，進流水 COD 介於 336 至 1997 mg/L 之間，帄均值為 966 mg/L；出流水 COD 介於 120 至 595 mg/L 之間，帄均值為 271 mg/L；COD 去除率介於 57 至 77%之間，帄均值為 71%

圖 4.1 UASB 處理染整廢水之操作效能＿總化學需氧量

如圖 4.2 及表 4.1 所示，當水力停留時間控制為 144 hrs 時，進流水溶解性 COD 介於 192 至 1114 mg/L 之間，帄均值為 438 mg/L；出流水溶解性 COD 介於 84 至 403 mg/L 之間，帄均值為 182 mg/L

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如圖 4.3 及表 4.1 所示，當水力停留時間控制為 144 hrs 時，進流水懸浮固體物介於 393 至 553 mg/L 之間，帄均值為 473 mg/L；出流水懸浮固體物介於 11.2 至 14 mg/L 之間，帄均值為 13 mg/L；SS 去除率介於 96.4 至 98%之間，帄均值為 97.2%

圖 4.3 UASB 處理染整廢水之操作效能＿懸浮固體物

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表 4.1 UASB 處理染整廢水之操作效能

項目進流水流量（Ｌ／ｄ）

1.9 3.0 5.0

水力停留時間(hrs) 144 91.2 54.3

進流水 COD 容積負荷 (kgCOD/m³-d)

0.161 (0.056~0.33 )

0.423 (0.334~0.454)

0.189 (0.108~0.269) 進流水 COD

(mg/L)

966 (336~1997)

1608 (1267.2~1728)

430 (246.4~614.4) 出流水 COD

(mg/L)

271 (120~ 595)

648 (449.2~880)

280 (176~384)

總 COD 去除率(%) 71

(57~77)

60 ( 49~66 )

33 (29~38) 進流水溶解性 COD

(mg/L)

438 (192~1114)

716 (192~1160)

394 (211.2~576) 出流水溶解性 COD

(mg/L)

182 (84~403)

570 (460.8~720)

226 (105.6~345.6)

進流水懸浮固體物 (mg/L) 473

( 393~553)

737 (215~2037.5)

50 (33.5~67)

出流水懸浮固體物 (mg/L) 13

(11.2~14)

28 (16~47)

6

(5~6.5)

懸浮固體物去除率(%) 97.2

(96.4~98)

93.5 (85.6~99)

86.6 (80.6~92.5) (註:括弧內數據表示數據範圍)

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五、結論

本研究探討以上流式厭氧污泥床(UASB)處理染整廢水之可行性及處理效能。

當水力負荷控制為 1.9、3.0 及 5.0 L/d 時，其水力停留時間分別為 144、91.2 及 54.3 hrs；進流 COD 濃度分別為 996、1608 及 430 mg/L；有機負荷率分別為 0.161、

0.423 及 0.189 kgCOD/m³-d；出流水之 COD 濃度分別為 271、648 及 280 mg/L；

COD 去除效率分別為 71、60 及 33 %。

結果顯示，以 UASB 處理染整廢水，當有機物容積負荷小於 0.423 kgCOD/m³-d 時，尚有良好之處理效能；但隨著操作時間增加，即使容積負荷降低仍然發現操作效能惡化的情形，顯示反應器中的厭氧微生物明顯受到抑制。基於低碳排放的理念，低耗能及低污泥產生量之廢水處理程序為廢水處理的主流，目前雖然遭遇厭氧微生物的活性受嚴重抑制的情形，本團隊仍建議進一步研究以釐清可能的原因及探求解決對策。

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參考文獻

(1) I. J. Kugelman and P. L. MaCarty, “Cation toxicity and stimulation in anaerobic waste treatment.” J. Water Pollut. Control Fed. Vol. 37,1965, pp.97-104.

(2) M. Henze and P. Harremoes, “Anaerobic treatment of wastewater in fixed film reactors.” Wat. Sci. Tech. Vol. 15, 1983, pp.1-10.

(3) R. E. Speece, “Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewater. ” Archae Press, Nashville, TN, 1996.

(4) G. Lettinga, Velsen van, A. F. M., S. W. Hobma, W. de Zeeuw, A.

Klapwijk, “Use of the upflow sludge blanket (USB) reactor concept for biological wastewater treatment, especially for anaerobic

treatment.” Biotechnol. Bioeng. Vol. 22, 1980, pp. 699-734.

(5) G. Lettinga and J. N. Vinken, “Feasibility of the Upflow Anaerobic-Sludge

Blanket (UASB) Process for the Treatment of Low-Strength Wastes,” Proceedings of the 35th Industrial Waste Conference, Purdue University, 1980.

(6) J. C. Young and P. L. McCarty. J., “Water Pollut. Control Fed.” 1969, (41):R160

(7) P. L. McCarty, “Anaerobic waste treatment fundamentals, Part

II-Environment requirements and control.” Public Works. Vol. 95,1964, pp.91-94.

(8) S.M.Stronach,T.Rudd and J.N.Lester, “Anaerobic digestion process in industrial wastewater treatment.” Springer-Verlag Co.New York,1986.

(9) L. H. A. Habets, and J. N. Knelissen, “Pulp and Paper” Vol. 4, 1985, pp.66~69.

(10) Pfeffer, J. M. Leiter, and J. R. Worlund, “Population dynamics in anaerobic digestion.” J. Water Pollut Control Fed. Vol. 39, 1967,pp.1305.

(11) 陳宇陽，“ FENTON程序改善染整廢水有機物特性之研究”，碩士論文，

2001，第1-8頁。

(12) 甘佳欣，“以次氯酸去除染整廢水色度之反應動力學研究”，碩士論文，

2002，第 1-14 頁。

(13) 楊伊萍，“以旋轉填充槽進行臭氧化處理染料與染整廢水之研究”，碩士論文，2003 第 4-10 頁。

(14) 行政院經濟建設委員會“中小企業工業廢水回收輔導計畫”

http://www.cepd.gov.tw/m1.aspx?sNo=0009062&ex=3&ic=0000152，2004

(26)

(18) 黃慶昌，“以上流式厭氧污泥床處理養豬廢水之甲烷產能評估”，碩士論文，

2010。

(19) 環保技術e報第82期 http://www.ftis.org.tw/eta2/epaper/epaper/Eco-028.htm，中華民國99年10月5日，2010。

(20) 行政院環保署環境檢驗所，水中化學需氧量檢測方法─重鉻酸鉀迴流法 (NIEA W515.54A)，2009。

(21) 行政院環保署環境檢驗所，水中總溶解固體及懸浮固體檢測方法─103℃～

105℃乾燥(NIEA W210.57A) ，2009。

(22) 黃新田，“淺談各種豬糞尿有機廢水研究”，農牧刊，第839 卷，

以上流式厭氧汙泥床處理染整廢水

崑山科技大學環境工程系

學生專題研究報告