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標題: 造紙廢水處理設施功能評估與改善對策之研究
The Performance Evaluation of a Paper-Mill Wastewater Treatment Plant: A Case Study
作者: 黃坤輝
HUANG, KUEN-HUEN
關鍵字: Functional Assessment
功能評估
Monod Equation
Process Analysis
Chemostat
Nonlinear Regreesion Model
程序分析
無迴流污泥的完全混合槽
非線性迴歸模式
出版社: 環境工程學系所
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摘要: 摘要 國內造紙工業日益倚重藉回收機制收集而來的廢紙做為原料,而混合廢紙的特性是成份複雜且含有較多非紙類異物。雖然製造成本低且製程簡單是其重要考量,惟獨產出污染種類成份多且複雜將造成管末處理上的挑戰,所以污染防治設備的選擇、配置與操作維護等皆必須能符合降低污染及精省成本目的,亦為本研究探討的重點。 研究目的是希望透過廢水處理程序(Wastewater Treatment Process)的功能評估(Functional Assessment)來改善造紙廠既存的廢水生物處理的操作瓶頸。本研究設計實驗方法分為三個部分,一、實驗室水質分析。二、監測水質分析。三、廢水生物處理單元的功能評估。藉此進行生物處理程序的功能評估;以非線性迴歸模式(Nonlinear Regreesion Model)、Monod Equation與程序分析(Process Analysis)做為主要研究工具。 實驗室水質分析結果明顯呈現生物處理程序的處理功能不佳,其分別為:新曝氣槽(Biological Aeration Tank)的懸浮固體(SS)為1110(mg/L)、活性生物濾床(Activated Biofilter, ABF)的懸浮固體為2330(mg/L)和舊曝氣槽的懸浮固體為1885(mg / L);終沉槽的迴流污泥濃度4000(mg/L)偏低,顯示處理水質不佳;研究亦利用水質分析結果求得廢水設施操作參數,對生物處理程序的功能做評估,發現新曝氣槽的食微比高達0.8(kg BOD/kg–MLSS.day),顯示其為造成短污泥停留時間的重要因素之一,亦使處理水質不佳;因此,案例廠的處理程序功能尚有改善空間。 廢水生物處理單元的功能評估以實驗室水質分析結果及現況功能評估為依據,沿用原有處理單元,假設四個可行組合方案,利用水質數據求操作參數後 得運用摩那方程式和程序分析演算組合方案一、連通「新曝氣槽」和「舊曝氣槽」並加入污泥迴流。方案二、使用「新曝氣槽」和「無迴流污泥的完全混合槽(Chemostat)」。方案三、使用「新曝氣槽」和「活性生物濾床」。方案四、使用「舊曝氣槽」和「活性生物濾床」處理廢水。功能演算驗證方案二的食微比為0.49(kg–BOD/kg–MLSS.day)、曝氣槽污泥濃度為V1=1108(mg-MLSS/L)與V2=1534(mg-MLSS/L)且曝氣槽V2的出流基質濃度趨近0,即為最佳組合程序,一則驗證最適組合方案成立,二則亦驗證原有生物處理程序組合不適宜;研究可供案例廠作為日後改善依據。 案例廠提供歷史水質監測資料(n = 724)予以檢視回顧廢水設施的操作維護狀況;由於溶解性化學需氧量(COD)與非溶解性化學需氧量之間具有非單純的線性關係,因此,應用非線性迴歸建立放流槽的水質預測模式,得到放流槽的非溶解性化學需氧量為68(mg/L),並且建立水質預測模式為(放流槽的COD值)=18 .(放流槽的SS值)0.581,驗證水質預測模式的研究假設並建立其經驗式。 本研究目的為建立最佳操作參數與最適活性污泥處理程序(Activated Sludge Treatment Process)組合,可以作為廢水處理設施功能評估與改善對策的研究參考。
Abstract The paper-mill industry relies on the use of recycled wasted paper as raw materials in Taiwan. Even though the lost of the mixed wasted paper is low and the process is simple, the composition of the waste water is complicated. This research focused on to the modification of its treatment processes to the pollution. The study design included three parts: (1) to analyze the water quality of laboratory, (2) to analyze the measured water quality, and (3) to assess the function of the biological process on the removed of pollute outs. The nonlinear regression model, Monod equation, and process analysis were used to estimate the activity of biological process. According to the results of water analysis, it showed that the function of biological process was not acceptable. The suspension solid of the new biological aeration tank, the activated biofilter, and the original biological aeration tank were 1110, 2330 and 1885 mg/L, respectively. The concentration of the recycling sludge was less than 4000 mg/L. In addition, the F/M ratio of the new biological aeration tank was up to 0.8 kg-BOD/kg-MLSS.day, indicating the lower BRT. Based on the Monod equation and process analysis, four alternatives, including the connection of the new and original biological aeration tank, the modification of tank as a Chemostat, connecting the new biological aeration tank and activated biofilter, as well as the connecting the original biological aeration tank and activated biofilter, were purposed. In the alternative Ⅱ, the F/M ratio was 0.49 kg-BOD/kg-MLSS.day. The sludge concentrations were 1108 and 1534 mg-MLSS/L for V1 and V2 factors, respectively. Moreover, the effluent BOD concentration of aeration tank V2 was near zero.
URI: http://hdl.handle.net/11455/5132
其他識別: U0005-1008200614420100
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