TW202426398A - 生物廢水處理系統以及其處理方法 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一種生物廢水處理系統，包含處理單元以及脫硫菌培養槽，處理單元用以去除廢水的腐植酸或色度，處理單元包含複數個多孔性載體，且脫硫菌以及白腐真菌固定於複數個多孔性載體上；脫硫菌培養槽用以培養脫硫菌，脫硫菌培養槽與處理單元連接。並且，脫硫菌培養槽產生含有硫酸根之液體，含有硫酸根之液體導入處理單元以控制處理單元的pH值，使處理單元的pH值介於5.5至6.5之間。本揭露亦提供一種處理生物廢水的方法。
Description
本揭露是關於一種生物廢水處理系統以及處理生物廢水的方法，且特別是關於結合脫硫菌以及白腐真菌複合生長的生物廢水處理系統以及其處理方法。
生物廢水(例如畜牧產業廢水、農業廢水等)中通常含有高濃度有機物，導致化學需氧量(COD，chemical oxygen demand)過高而不符合放流水標準，因此，生物廢水一般在放流之前需藉由適當的程序進行處理。而生物廢水的主要有機物成分包含腐植質(腐植酸及黃酸)。
近年來，國內的畜牧產業開始採用薄膜程序(例如，薄膜生物反應器(membrane bioreactor，MBR)過濾、超過濾/逆滲透(UF/RO)等技術)進行廢水回收再利用。然而，腐植質容易沉積在薄膜的表面而造成薄膜阻塞，因此，造成處理效率不佳且增加操作成本。
承前述，雖然現存的生物廢水處理技術可大致滿足它們原先預定的用途，但其仍未在各個方面皆徹底地符合需求。開發高效率、高穩定性且可降低成本的生物廢水處理系統，仍為相關領域所關注的課題。
根據本揭露一實施例，提供一種生物廢水處理系統，包含處理單元以及脫硫菌培養槽，處理單元用以去除廢水的腐植酸或色度，處理單元包含複數個多孔性載體，且脫硫菌以及白腐真菌固定於複數個多孔性載體上；脫硫菌培養槽用以培養脫硫菌，脫硫菌培養槽與處理單元連接。並且，脫硫菌培養槽產生含有硫酸根之液體，含有硫酸根之液體導入處理單元以控制處理單元的pH值，使處理單元的pH值介於5.5至6.5之間。
根據本揭露又一實施例，提供一種處理生物廢水的方法，包含提供前述生物廢水處理系統，生物廢水處理系統，包含處理單元以及脫硫菌培養槽，處理單元用以去除廢水的腐植酸或色度，處理單元包含複數個多孔性載體，且脫硫菌以及白腐真菌固定於複數個多孔性載體上；脫硫菌培養槽用以培養脫硫菌，脫硫菌培養槽與處理單元連接。並且，脫硫菌培養槽產生含有硫酸根之液體，含有硫酸根之液體導入處理單元以控制處理單元的pH值，使處理單元的pH值介於5.5至6.5之間。此外，處理生物廢水的方法更包含將含有腐植酸或色度的廢水導入生物廢水處理系統中以及將經處理後的廢水導出處理單元。
為讓本揭露之特徵、或優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下針對本揭露實施例的生物廢水處理系統以及處理生物廢水的方法作詳細說明。應了解的是，以下之敘述提供許多不同的實施例或例子，用以實施本揭露一些實施例之不同樣態。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單清楚描述本揭露一些實施例。當然，這些僅用以舉例而非本揭露之限定。此外，在不同實施例中可能使用類似及/或對應的標號標示類似及/或對應的元件，以清楚描述本揭露。然而，這些類似及/或對應的標號的使用僅為了簡單清楚地敘述本揭露一些實施例，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。
本揭露實施例可配合圖式一併理解，本揭露之圖式亦被視為揭露說明之一部分。應理解的是，本揭露之圖式並未按照比例繪製，事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸以便清楚表現出本揭露的特徵。
此外，實施例中可能使用相對性用語，例如「較低」或「底部」或「較高」或「頂部」，以描述圖式的一個元件對於另一元件的相對關係。可理解的是，如果將圖式的裝置翻轉使其上下顛倒，則所敘述在「較低」側的元件將會成為在「較高」側的元件。
應理解的是，雖然在此可使用用語「第一」、「第二」、「第三」等來敘述各種元件、層、區域或部分，這些元件、層、區域或部分不應被這些用語限定。這些用語僅是用來區別不同的元件、層、區域或部分。因此，以下討論的第一元件、層、區域或部分可在不偏離本揭露之教示的情況下被稱為第二元件、層、區域或部分。
此外，在本揭露一實施例中，關於接合、連接之用語例如「連接」、「互連」等，除非特別定義，否則可指兩個結構係直接接觸，亦可指兩個結構並非直接接觸，而可有其它結構設於此兩個結構之間。
再者，「約」、「實質上」等用語通常表示在一給定值或範圍的10%內、或5%內、或3%之內、或2%之內、或1%之內、或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「實質上」的情況下，仍可隱含「約」、「實質上」之含義。用語「範圍介於第一數值及第二數值之間」表示所述範圍包含第一數值、第二數值以及它們之間的其它數值。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包含技術及科學用語)具有與本揭露所屬技術領域的技術人員通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語例如在通常使用的字典中定義用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
本揭露實施例提供一種生物廢水處理系統，包含結合脫硫菌以及白腐真菌複合生長的處理單元以及脫硫菌培養槽，可培養出大量的優勢脫硫菌以及白腐真菌，穩定去除廢水中的腐植酸及色度且降低化學需氧量(COD)，提升生物廢水的處理效率。此外，脫硫菌培養槽中進行脫硫作用所產生的液體可直接用以調整處理單元的pH值，無須添加額外試劑(例如硫酸)進行酸鹼控制，可降低操作成本。
第1圖顯示根據本揭露一實施例中，生物廢水處理系統10的示意圖。應理解的是，為了清楚說明，圖中省略生物廢水處理系統10的部分元件，僅示意地繪示部分元件。根據一實施例，可添加額外特徵於以下所述的生物廢水處理系統10。
請參照第1圖，生物廢水處理系統10包含處理單元100以及脫硫菌培養槽200，處理單元100用以去除廢水的腐植酸或色度，脫硫菌培養槽200用以培養脫硫菌。脫硫菌培養槽200與處理單元100連接。詳細而言，根據一實施例，脫硫菌培養槽200可藉由連接部302-1與處理單元100連接，例如，脫硫菌培養槽200的底部可藉由連接部302-2與處理單元100的頂部連接。再者，處理單元100以及脫硫菌培養槽200採用串聯的方式連接。
根據另一實施例，生物廢水處理系統10可包含複數個處理單元100以及複數個脫硫菌培養槽200，以處理更大量的氣體，且複數個處理單元100以及複數個脫硫菌培養槽200可採用前述方式進行連接。
處理單元100包含複數個多孔性載體110，脫硫菌以及白腐真菌固定於多孔性載體110上。詳細而言，白腐真菌可直接添加於處理單元100中，而脫硫菌培養槽200培養的脫硫菌可藉由連接部302-1輸送至處理單元100，並固定於多孔性載體110上。根據一些實施例，脫硫菌以及白腐真菌的比例(以乾重計，w/w)可介於1:15至1:5之間，例如，脫硫菌以及白腐真菌的比例可約為1:10。當太多脫硫菌進入至處理單元100時，會在多孔性載體110上累積，造成多孔性載體110堵塞，衍生出需要過度頻繁反沖洗等問題。
處理單元100可更包含隔板100C，隔板100C設置於處理單元100的槽體中，且多孔性載體110設置於隔板100C所形成的空間中。根據一些實施例，處理單元100的槽體可具有兩層隔板100C，且分別設置於處理單元100的上部以及下部，而多孔性載體110設置於兩層隔板100C之間，目的是為了避免多孔性載體110隨著放流水流失，並避免載體壓密的現象。再者，隔板100C具有複數個孔洞(未標示)，使得液體可於處理單元100中流通，且孔洞的尺寸小於多孔性載體110的尺寸，藉此可避免多孔性載體110造成孔洞的堵塞，干擾液體於處理單元100中之間的流通及處理效能。
根據一實施例，處理單元100以及脫硫菌培養槽200的槽體材料例如可包含聚丙烯、聚乙烯、或其它合適的耐腐蝕的材料。
根據一些實施例，多孔性載體110的孔徑介於200微米(μm)至2000μm之間或介於1500μm至2000μm之間。根據一些實施例，多孔性載體110的比表面積可介於800公尺
2/公尺
3(m
2/m
3)至8000m
2/m
3之間或介於800m
2/m
3至4000m
2/m
3之間。根據一些實施例，多孔性載體110於處理單元100中的填充率可介於60%至90%之間，或介於60%至80%之間。
根據一些實施例，多孔性載體110的材料可包含聚氨酯(polyurethane，PU)、多孔性泡棉(porous foam)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)、聚乙烯(polyethylene，PE)或前述之組合，但不限於此。
值得注意的是，前述具有高比表面積、高孔隙率以及高通透性的多孔性載體110可提供白腐真菌及脫硫菌良好的附著生長環境，可有效改善廢水的COD去除率。
如第1圖所示，生物廢水處理系統10更包含第一入口IN-1，用以將含有腐植酸或色度的廢水W1導入處理單元100，且第一入口IN-1可設置於處理單元100的底部。根據一些實施例，含有腐植酸或色度的廢水W1可包含畜牧業廢水、農業廢水、生質能源場廢水、工業廢水或前述之組合，但不限於此。再者，處理單元100更包含出口OT，用以將經處理後的廢水W1’導出處理單元100，且出口OT可設置於處理單元100的頂部。詳細而言，根據一些實施例，含有腐植酸或色度的廢水W1可從第一入口IN-1進入處理單元100與白腐真菌及脫硫菌反應，經處理後的廢水W1’再從出口OT離開處理單元100。此外，根據一些實施例，第一入口IN-1處可具有馬達300，馬達300可將含有腐植酸或色度的廢水W1導入處理單元100中，並且可控制流量等。
白腐真菌可藉由例如木質素過氧化酵素(lignin peroxidase)、錳過氧化酵素(manganese peroxidase)或漆氧化酵素(laccase)等氧化芳香族化合物、裂解苯環，降解廢水中的腐植酸及色度。根據一些實施例，處理單元100中的優勢白腐真菌可包含
Burkholderiaceae、
Coprococcus、
Leucobacter、
Corynebacterium、
Clostridium、
Pseudomonas、
Panaerochaete chrysosporium或其他合適的白腐真菌菌種，但不限於此。
再者，生物廢水處理系統10更包括第二入口IN-2，用以將含有硫的廢水導入脫硫菌培養槽200，且第二入口IN-2設置於脫硫菌培養槽200的底部。詳細而言，根據一些實施例，含有硫的廢水W2可從第二入口IN-2進入脫硫菌培養槽200與脫硫菌反應，經處理後的廢水W2’再從連接部302-1輸送至處理單元100。根據一些實施例，含有硫的廢水W2可包含畜牧業廢水、農業廢水、生質能源場廢水、工業廢水或前述之組合，但不限於此。此外，根據一些實施例，第二入口IN-2處可具有馬達300，馬達300可將含有硫的廢水W2導入脫硫菌培養槽200中，並且可控制流量等。根據一些實施例，連接部302-1可與循環馬達310連接，循環馬達310可設置於連接部302-1中，循環馬達310可提供動力使液體於脫硫菌培養槽200與處理單元100之間循環，例如，將脫硫菌培養槽200中經處理後的廢水W2’導入處理單元100中。
具體而言，含有硫的廢水W2進入脫硫菌培養槽200之後，會與脫硫菌作用，將還原態的硫離子(S
2-)氧化為元素硫(S
0)以及硫酸根離子(SO
4 2-)，藉此使含有硫的廢水W2進行脫硫反應，而反應產生的高濃度硫酸廢液，可作為調整處理單元100的pH值的酸液，降低操作成本，同時提供白腐真菌適合的生長環境。根據一些實施例，脫硫菌培養槽200的pH值可介於1至4之間，例如，pH2或pH3。
脫硫菌可為自營性脫硫菌。根據一些實施例，處理單元100以及脫硫菌培養槽200中的優勢脫硫菌可包含
Acidithiobacillus、
Clostridium、
Mycobacterium、
Pseudomonas、
Sulfobacillus或其它合適的脫硫菌菌種，但不限於此。
值得注意的是，由於白腐真菌的生長速度較慢，需要合適的pH條件才能成長，承前述，脫硫菌培養槽200會產生含有硫酸根之液體，且含有硫酸根之液體會導入處理單元100以控制處理單元100的pH值，使處理單元100的pH值介於5.5至6.5之間。而pH5.5至6.5的範圍即符合白腐真菌適宜生長的條件。根據本揭露的實施例，使用結合脫硫菌以及白腐真菌複合生長的處理單元100以及脫硫菌培養槽200，可培養出大量的優勢脫硫菌以及白腐真菌(例如，可提升去除腐植酸的優勢菌群約10倍)，穩定去除廢水中的腐植酸及色度且降低化學需氧量(COD)，提升生物廢水的處理效率。此外，脫硫菌培養槽200中進行脫硫作用所產生的酸液可直接用以調整處理單元100的pH值，無須添加額外試劑(例如硫酸)進行酸鹼控制，可降低操作成本。
此外，如第1圖所示，生物廢水處理系統10更包含曝氣裝置320，曝氣裝置320可藉由連接部302-2與處理單元100的底部以及脫硫菌培養槽200的底部連接。根據一些實施例，曝氣裝置320可藉由連接部302-2分別與處理單元100以及脫硫菌培養槽200連接，並且可以根據需求對處理單元100以及脫硫菌培養槽200進行曝氣。
詳細而言，脫硫菌培養槽200可藉由曝氣方式提供足量氧氣供脫硫菌利用，將還原態硫化氫轉化成氧化態硫酸鹽，達到高效率脫硫的目標。再者，可藉由曝氣裝置320對處理單元100進中之多孔性載體110進行反沖洗，洗去堆積於處理單元100中老化的脫硫菌或白腐真菌等。
根據一些實施例，前述連接部302-1以及連接部302-2可包含管路，管路的材料可包含金屬、非金屬或前述之組合。例如，前述金屬可包含不鏽鋼、銅、鋁或前述之組合，但不限於此。前述非金屬可包含矽膠、鐵氟龍、橡膠或塑膠(例如，聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚氟乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))或前述之組合，但不限於此。
再者，處理單元100以及脫硫菌培養槽200更包含酸鹼度控制器400，可用於監控處理單元100以及脫硫菌培養槽200內的液體的酸鹼度。根據一些實施例，脫硫菌培養槽200可進一步配置有氧化還原電位、溶氧、導電度控制器(未繪示)，氧化還原電位、溶氧、導電度控制器可用於監控處理單元100以及脫硫菌培養槽200內的物質的氧化還原電位、溶氧、導電度等水質參數值，可根據氧化還原電位、溶氧、導電度等水質參數的數值的變化決定系統換水或添加營養基質的時機。
此外，本揭露亦提供一種處理生物廢水的方法，包含使用前述生物廢水處理系統10對氣體進行脫硫處理。下文將以生物廢水處理系統10的作動方式以說明處理生物廢水的方法。應理解的是，根據一些實施例，可於以下所述處理生物廢水的方法進行前、進行中及/或進行後加入額外的步驟，或是取代或省略一些步驟。
如第1圖所示，可將含有腐植酸或色度的廢水W1導入生物廢水處理系統10的處理單元100中，使含有腐植酸或色度的廢水W1與白腐真菌以及脫硫菌反應，以去除腐植酸或色度。詳細而言，可藉由開啟馬達300，使含有腐植酸或色度的廢水W1經由第一入口IN-1進入處理單元100內。根據一些實施例，含有腐植酸或色度的廢水W1可包含畜牧業廢水、農業廢水、生質能源場廢水、工業廢水或前述之組合，但不限於此。根據一些實施例，含有腐植酸或色度的廢水W1於處理單元100內的水力停留時間(Hydraulic retention time，HRT)可介於10小時至27小時之間，或介於10小時至24小時之間。
另一方面，可將含有硫的廢水W2導入生物廢水處理系統10的脫硫菌培養槽200中，使含有硫的廢水W2與脫硫菌反應，將還原態的硫離子(S
2-)氧化為元素硫(S
0)以及硫酸根離子(SO
4 2-)，藉此使含有硫的廢水W2進行脫硫反應。詳細而言，可藉由開啟馬達300，使含有硫的廢水W2經由第二入口IN-2進入脫硫菌培養槽200內。根據一些實施例，含有硫的廢水W2可包含畜牧業廢水、農業廢水、生質能源場廢水、工業廢水或前述之組合，但不限於此。根據一些實施例，含有硫的廢水W2於處理單元100內的水力停留時間可介於10小時至14小時之間，或介於10小時至12小時之間。
接著，經處理後的廢水W2’可經由連接部302-1輸送至處理單元100。經處理後的廢水W2’具有高濃度的硫酸根離子(SO
4 2-)，可作為調整處理單元100的pH值的酸液。換言之，處理單元100的pH值係藉由脫硫菌培養槽200進行控制，不需額外添加試劑至處理單元100進行控制。
此外，曝氣裝置320可進行操作O1及操作O2，可將空氣輸送至處理單元100以及脫硫菌培養槽200中(圖式中的箭頭可理解為氣體的流向)，以提供白腐真菌及脫硫菌氧氣。詳細而言，曝氣裝置320可藉由連接部302-2將空氣打入處理單元100以及脫硫菌培養槽200中，增加處理單元100以及脫硫菌培養槽200中的含氧量。
根據本揭露的實施例，藉由前述處理生物廢水的方法，含有腐植酸或色度的廢水W1的水力停留時間可介於10小時至27小時之間，或介於10小時至24小時之間。並且，經處理後的廢水W1’的化學需氧量(COD)可小於600ppm，符合畜牧業的放流水標準。
為了讓本揭露之上述及其它目的、特徵、及優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例，作詳細說明如下，然而其並非用以限定本揭露之內容。
實施例
1-
白腐真菌
固定於多孔性載體的水質批次試驗分析
比較白腐真菌固定於或未固定於多孔性載體之化學需氧量(COD)、腐植酸及色度的去除效率。首先，將白腐真菌
Panaerochaete chrysosporium培養於馬鈴薯葡萄糖瓊脂(Potato Dextrose Agar，PDA)，於30°C定溫生長箱中培養5天後，儲存於冰箱備用。
針對白腐真菌固定於多孔性載體的組別，使用250毫升的三角錐形瓶，分裝200毫升滅菌後的酵母浸出粉腖葡萄糖瓊脂培養基(YPD Broth)以及多孔性載體，取5個大小1 cm X 1 cm的白腐真菌菌落培養於PDA中，並於150rpm及30°C之環境中震盪培養5天。針對白腐真菌未固定於多孔性載體的組別，使用250毫升的三角錐形瓶，分裝200毫升滅菌後的酵母浸出粉腖葡萄糖瓊脂培養基(YPD Broth)，取5個大小1 cm X 1 cm的白腐真菌菌落培養於PDA中，並於150rpm及30°C之環境中震盪培養5天。
接著，取200毫升滅菌後的畜牧業廢水，加入250毫升的血清瓶中，將前述已固定上白腐真菌之多孔性載體；及未固定白腐真菌之多孔性載體，分別加入含有滅菌後的畜牧業廢水的血清瓶，於150rpm及30°C之環境中震盪培養14天，每隔兩天取樣，進行化學需氧量(COD)、腐植酸及色度的分析，結果如下列表1所示。
其中，化學需氧量(COD)依照行政院環境保護署之標準檢測方法NIEA W517.53B進行。腐植酸及色度依照分光光度計方法(Kavurmaci & Bekbolet, 2014)進行，腐植酸的測定利用分光光度計於254 nm及365 nm兩個波長的透光率測量進行；色度的測定利用分光光度計於436 nm波長的透光率測量進行。分光光度計具有1 cm X 1 cm光徑之樣品槽。
表1
| 分析項目 | 第0天 | 第14天 未固定的白腐真菌(指白腐真菌未擔載多孔性載體上) | 第14天 固定的白腐真菌(指白腐真菌擔載於多孔性載體上) |
| COD (mg/L) | 12,182 | 8,283 | 6,454 |
| E254/E365(nm) | 1.099 | 1.306 | 1.312 |
| E436(nm) | 1.880 | 0.883 | 0.922 |
| COD 去除率(%) | 32.0 | 47.0 | |
| 腐植酸(HA)去除率 (%) | 18.8 | 19.4 | |
| 色度(color)去除率 (%) | 53.0 | 51.0 |
如表1所示，批次試驗結果顯示白腐真菌固定於多孔性載體可提升COD去除效率約15%，COD去除率可達47%，而腐植酸與色度的去除率分別約為19.4%及51%，提升效率較不明顯。
實施例
2-
不同微生物組合的水質連續式試驗分析
使用連續式反應槽以穩定進出廢水進行試驗，比較白腐真菌結合脫硫菌、活性污泥(由畜牧業廢水處理系統獲得)及單獨白腐真菌之化學需氧量(COD)、腐植酸及色度的去除效率。其中，白腐真菌結合脫硫菌的實驗採用前述生物廢水處理系統10的架構進行，活性污泥及單獨白腐真菌的實驗採用單一反應槽體進行。單一反應槽體之體積為6公升，水力停留時間為10個小時，進流水的pH控制至pH 5.0~5.5。每天由處理單元100取放流水，量測pH值及進行化學需氧量(COD)、腐植酸及色度的分析，結果如下列表2所示。
表2
| 分析項目 | 白腐真菌+脫硫菌 | 活性污泥 | 白腐真菌 |
| H 2SO 4來源 | 脫硫菌培養槽 | 額外添加(50L的H 2SO 4(98%)/m 3-處理水) H 2SO 4(98%)：800 元/m 3 | |
| 啟動時間 | ＜ 2天 | 21天 | ＜ 2天 |
| 放流水的pH值 | 6 | 6 | 6 |
| COD去除率 (%) | 26.8 | 23.1 | 23.5 |
| 腐植酸(HA)去除率 (%) | 34.7 | 26.4 | 28.3 |
| 色度(color)去除率 (%) | 41.2 | 32.0 | 31.9 |
請參照表2以及第2~4圖(第2圖顯示使用如第1圖所示之生物廢水處理系統得到的廢水處理效果；第3圖顯示使用連續式反應槽並以活性污泥作為微生物來源得到的廢水處理效果；第4圖顯示使用連續式反應槽並以白腐真菌作為微生物來源得到的廢水處理效果)，實驗結果顯示以白腐真菌作為微生物來源的情況下可縮短系統的啟動時間(啟動時間係指，培養微生物至可達到放流水標準的時間，例如COD去除率達20%，HA去除率達30%)，啟動時間可從21天縮短至小於2天。並且，白腐真菌結合脫硫菌的組別可進一步提升COD去除率達26.8%，腐植酸去除率達34.7%，色度去除率達41.2%，使放流水可達到畜牧業的放流水標準(COD小於600 mg/L)。
此外，使用活性污泥以及單獨白腐真菌的組別需額外添加硫酸(H
2SO
4)維持系統的pH值，增加操作成本。相較之下，使用本揭露實施例的生物廢水處理系統不需額外添加酸劑進行pH值的控制，可降低操作成本。
綜上所述，於本揭露實施例提供的生物廢水處理系統中，包含結合脫硫菌以及白腐真菌複合生長的處理單元以及脫硫菌培養槽，可培養出大量的優勢脫硫菌以及白腐真菌，穩定去除廢水中的腐植酸及色度且降低化學需氧量(COD)，提升生物廢水的處理效率。此外，脫硫菌培養槽中進行脫硫作用所產生的液體可直接用以調整處理單元的pH值，無須添加額外試劑(例如硫酸)進行酸鹼控制，可降低操作成本。
雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露之保護範圍包括前述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本揭露之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:生物廢水處理系統
100:處理單元
100C:隔板
110:多孔性載體
200:脫硫菌培養槽
300:馬達
310:循環馬達
320:曝氣裝置
302-1:連接部
302-2:連接部
400:酸鹼度控制器
IN-1:第一入口
IN-2:第二入口
O1:操作
O2:操作
OT:出口
W1:含有腐植酸或色度的廢水
W1’:將經處理後的廢水
W2:含有硫的廢水
W2’:經處理後的廢水
第1圖顯示根據本揭露一實施例中，生物廢水處理系統的示意圖；
第2圖顯示根據本揭露一實施例中，使用如第1圖所示之生物廢水處理系統得到的廢水處理結果；
第3圖顯示使用連續式反應槽，以活性污泥作為微生物來源得到的廢水處理結果；
第4圖顯示使用連續式反應槽，以白腐真菌作為微生物來源得到的廢水處理結果。
10:生物廢水處理系統
100:處理單元
100C:隔板
110:多孔性載體
200:脫硫菌培養槽
300:馬達
310:循環馬達
320:曝氣裝置
302-1:連接部
302-2:連接部
400:酸鹼度控制器
IN-1:第一入口
IN-2:第二入口
O1:操作
O2:操作
OT:出口
W1:含有腐植酸或色度的廢水
W1’:將經處理後的廢水
W2:含有硫的廢水
W2’:經處理後的廢水
Claims (21)
- 一種生物廢水處理系統，包括： 一處理單元，用以去除廢水的腐植酸或色度，該處理單元包括複數個多孔性載體，其中脫硫菌以及白腐真菌固定於該複數個多孔性載體上；以及 一脫硫菌培養槽，用以培養脫硫菌，該脫硫菌培養槽與該處理單元連接； 其中該脫硫菌培養槽產生含有硫酸根之液體，且該含有硫酸根之液體導入該處理單元以控制該處理單元的pH值，使處理單元的pH值介於5.5至6.5之間。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，其中脫硫菌以及白腐真菌的比例介於1:15至1:5之間。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，其中該處理單元更包括一隔板，該隔板設置於該處理單元中，且該複數個多孔性載體設置於該隔板所形成的空間中。
- 如請求項3之生物廢水處理系統，其中該隔板具有複數個孔洞，該孔洞的尺寸小於該多孔性載體的尺寸。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，更包括一曝氣裝置，該曝氣裝置藉由一連接部與該處理單元的底部以及該脫硫菌培養槽的底部連接。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，更包括一第一入口，用以將含有腐植酸或色度的廢水導入該處理單元，其中該第一入口設置於該處理單元的底部。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，更包括一第二入口，用以將含有硫的廢水導入該脫硫菌培養槽，其中該第二入口設置於該脫硫菌培養槽的底部。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，更包括一出口，用以將經處理後的廢水導出該處理單元，其中該出口設置於該處理單元的頂部。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，其中該脫硫菌培養槽的pH值介於1至4之間。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，其中該複數個多孔性載體於該處理單元中的填充率介於60%至90%之間。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，其中該多孔性載體的孔徑介於200微米至2000微米之間。
- 如請求項1之生物廢水處理系統，其中該多孔性載體的比表面積介於800公尺 2/公尺 3至8000公尺 2/公尺 3之間。
- 一種處理生物廢水的方法，包括： 提供一生物廢水處理系統，包括： 一處理單元，用以去除廢水的腐植酸或色度，該處理單元包括複數個多孔性載體，其中脫硫菌以及白腐真菌固定於該複數個多孔性載體上；以及 一脫硫菌培養槽，用以培養脫硫菌，該脫硫菌培養槽與該處理單元連接； 其中該脫硫菌培養槽產生含有硫酸根之液體，且該含有硫酸根之液體導入該處理單元以控制該處理單元的pH值，使處理單元的pH值介於5.5至6.5之間； 將含有腐植酸或色度的廢水導入該生物廢水處理系統中；以及 將經處理後的廢水導出該處理單元。
- 如請求項13之處理生物廢水的方法，其中該脫硫菌培養槽的pH值介於1至4之間。
- 如請求項13之處理生物廢水的方法，其中該生物廢水處理系統更包括一第一入口，用以將該含有腐植酸或色度的廢水導入該處理單元，其中該第一入口設置於該處理單元的底部。
- 如請求項13之處理生物廢水的方法，其中該生物廢水處理系統更包括一第二入口，用以將含有硫的廢水導入該脫硫菌培養槽，其中該第二入口設置於該脫硫菌培養槽的底部。
- 如請求項13之處理生物廢水的方法，其中該生物廢水處理系統更包括一曝氣裝置，與該處理單元以及該脫硫菌培養槽連接，該曝氣裝置將空氣輸送至該處理單元以及該脫硫菌培養槽中，以提供脫硫菌以及白腐真菌氧氣。
- 如請求項13之處理生物廢水的方法，其中該處理單元的pH值係藉由該脫硫菌培養槽進行控制。
- 如請求項13之處理生物廢水的方法，其中該含有腐植酸或色度的廢水包括畜牧業廢水、農業廢水、生質能源場廢水、工業廢水或前述之組合。
- 如請求項13之處理生物廢水的方法，其中該含有腐植酸或色度的廢水的水力停留時間介於10小時至27小時之間。
- 如請求項13之處理生物廢水的方法，其中該經處理後的廢水的化學需氧量(COD)小於600ppm。
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|---|---|---|---|
| TW111150564A TWI843370B (zh) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | 生物廢水處理系統以及其處理方法 |
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