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2021.07.13
COD超標怎麼辦? 從廢水生物處理技術改善COD降解效率的3訣竅!

常為了COD問題苦無對策!? 生物池處理效率過低!?

 

不可不知的調整小訣竅~ 有效提升COD降解能力!

 

 

在不少工廠或工業區,各類生產製程,都可以發現在末端的廢水處理系統中設置生物處理池,最大的目的不外乎在於降低放流水中的COD。在各地COD排放標準並不一,直接排放需低於100mg/L,而在工業區的工廠則因工業區通常有設置大型綜合生物處理池,COD排放容許濃度較高,大多在500-600mg/L之間。而整條處理流程當中,通常只有在生物處理池具有處理COD的功能,意即若生物處理池失效則COD處理效率將隨之驟降,也凸顯此生物處理單元的重要性。

困難的地方在於,生物處理相對其他化學處理方法須調整的參數較多,變因也相當廣泛,隨之也增加此處理單元的複雜度。而以下即針對生物處理做一簡單介紹,並提出在操作上須留意的變化與小訣竅,希望有助於正在苦惱於自家生物處理池操作不當,抑或COD處理效率低落的管理人員做為參考。

 

 

▲生物處理池操作不當將導致COD處理效率不彰

 

 

1. 先瞭解生物處理形式 (即所謂的二級生物處理)

 

廢水處理技術可分為一級、二級和三級處理。二級處理即泛指生物處理。生物處理方法則包括了好氧、厭氧生物處理(如下圖所示)。廢水的生物處理方法就是利用自然界中廣泛存在的微生物,透過自身新陳代謝的生理功能,將環境中的毒害有機物質轉化為穩定的無機物質。採取一定的技術,創造有利於微生物生存、繁殖的環境,加速微生物的增殖及新陳代謝功能,進而使廢水的有機污染物得以去除,COD有效降解或是回收達到零排放零污染的願景。

 

▲先判斷生物池的設計型態,有助於後續改善的方向

 

 

2. 有時候,情況或事情在好轉以前,常變得更糟。馴養活性污泥也不例外...

 

當決定要使用生物處理程序來達到有效降解COD且解決廢水中有機污染物時,不妨先了解廢水中可生物降解性大約是多少?簡單來說可以觀察BOD/COD的濃度比值,若比值在25%以上,代表此廢水具有生物可降解性,可以嘗試進行活性污泥的馴養。

最普遍的生物處理單完通常是由曝氣池、沉澱池、污泥迴流管線及過剩污泥廢棄管線四個部分所組成。一般而言,有機廢水大都會先經過預處理(攔污柵、曝氣或渦流沉砂池、廢水調整池)及初沉池/化學混凝沉澱池處理後,再流入活性污泥系統的曝氣池內進一步氧化/降解殘存的膠體狀及溶解性有機物。當含此類殘存有機物的廢水流入曝氣池內並在供氧量、營養鹽足夠且無危害性物質的條件下,有機物會先被好氧性的微生物吸附,進而降解COD及BOD後形成穩定物質(CO2、H2O、NH3)及增殖新的微生物,接著污泥混合液就流入沉澱池進行固液分離,大部份的沉澱污泥都被迴流至曝氣池(稱迴流污泥),以維持曝氣池內適當的污泥量,僅少部份的過剩污泥須加以廢棄(稱廢棄污泥),以維持適當的污泥齡,廢棄的污泥則須另行污泥處理/最終處置。

 

 

3. 控制生物處理池的環境因子有哪些?

 

要如何使生物池提升降解COD的能力呢 ? 污泥馴養的好壞就是生物池降解COD的關鍵,在馴養污泥的初期能會發生的情形:1.COD的濃度不減反增。2.水中的懸浮物變多。3.水質的狀況看起來比原本還糟。這時可針對以下的馴養污泥的環境因子一一來檢視是否哪裡出了問題而導致上述這些情況發生

  • 溶氧 : 好氧性活性污泥法,供氧不足會出現厭氧狀態,妨礙正常的代謝過程,滋長絲狀菌。一般來說溶氧濃度以2mg/L左右為宜。
  • 營養鹽 : 微生物的代謝需要一定比例的營養鹽,除了COD表示的碳源外,還需要氮、磷和其他微量元素。對氮、磷的添加量建議可依C:N:P=100:5:1比例添加。
  • pH值 : 對於好氧性活性污泥法,pH值一般以6.5-8.5為佳,pH值小於6.5,真菌即開始與細菌競爭,降低到4.5時,真菌則將完全占優勢,嚴重影響沉澱分離;pH值大於9.0時,微生物代謝速度則會受到影響。
  • 溫度 : 水溫是影響微生物生長活動的重要因素之一,對於生化過程,一般認為水溫在20-30℃時生長效果最好,35℃以上和10℃以下微生物代謝作用開始受到影響。
  • 有毒物質 : 對於微生物來說有毒害作用的物質很多,毒物大致可分為重金屬,氰、酚等有機物質。這些物質可能會破壞微生物之生理結構,或是抑制其代謝進程,進而導致COD降解效果不佳。

 

總結

 

若生物池運作了一段時間後,臭味逐漸消失,污泥開始變鬆,並開始漂浮在水面上。這極有可能是有效反應的第一步,雖可能暫時增加TSS跟氨氮但再持續穩定的馴養下,COD降解效率大幅提高也是指日可待的。

廢水處理的主要目的即為將水中有害物質轉化為無害物質,但並不是單一種操作方式與條件就能處理工業廢水中複雜的有機物及有效降解COD,如何選擇適當的方式及條件來處理複雜棘手的工業廢水問題也是相當重要的一個環節,唯有多方瞭解與嘗試,才能找到最適合於自身工廠最有效的生物處理操作條件,達到預期的COD處理效率。

 

 

▲未做好調適的氧化池,易產生大量懸浮固體且惡臭難耐,COD處理效果不彰

 

 

▲調適好的氧化池,懸浮物減少,惡臭消失,COD降解效率高

 


 

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