TWM527874U - 含硝酸鹽廢水之處理系統 - Google Patents

Description

含硝酸鹽廢水之處理系統

本創作是有關於一種廢水處理系統，特別是有關於一種含高濃度硝酸鹽廢水之處理系統。

硝酸鹽是含氮化物中最高氧化態的含氧物質。如果水中的硝酸鹽含量過高，不僅會導致水體優養化，飲用含有高硝酸鹽的水，可能會造成藍嬰症及癌症。若欲以該水體作為飲用水源，在氯化處理時必需提高加氯量，但是含氯有機物與氯又可能會形成致癌物質。因此，台灣環保署訂定放流水標準，其所含之硝酸鹽氮濃度應小於50mg/L。

為了確保放流水符合規定，習知技術使用許多物化方法以及生物脫硝處理方法，以去除水中高硝酸鹽。物化方法可例如電化學法、零價鐵還原法、逆滲透濃縮法等。然而，電化學法因耗電而成本較高，零價鐵還原法必須在酸性條件下方能保持高效率還原反應，而電化學法與零價鐵還原法處理硝酸鹽氮的過程中，都會有氨氮副產物生成的問題。逆滲透濃縮法則僅濃縮水中的硝酸鹽氮，並未真正去除水中的硝酸鹽氮。

生物脫硝處理方法是目前較廣泛用於去除水中高硝酸鹽的方法。其次，廢水經由生物脫硝處理後，必須再利用砂濾等過濾裝置進一步處理，以降低放流水的懸浮固體濃度。然而，目前多針對水中氨氮提出處理方法，鮮少針對硝酸鹽氮濃度大於500mgN/L之含硝酸鹽廢水提出生物脫硝處理方法。

綜言之，習知薄膜生物反應器多用於好氧環境下，於厭氧環境下因無法使用空氣曝氣而容易產生生物阻塞，造成去除硝酸鹽氮的效率惡化等缺點。有鑑於此，亟需發展一種適用於厭氧環境之廢水處理系統，藉以克服習知系統之種種問題。

因此，本創作之一態樣是在提供一種含硝酸鹽廢水之處理系統，其包含依序連接之調勻槽、至少一厭氧處理槽以及厭氧薄膜生物反應槽處理含硝酸鹽廢水之高硝酸鹽氮，可有效降低放流水的硝酸鹽氮濃度、化學需氧量以及懸浮固體濃度。

根據本創作之上述態樣，提出一種含硝酸鹽廢水之處理系統。在一實施例中，前述含硝酸鹽廢水之處理系統可包含調勻槽、鹼液槽、至少一酸液槽、至少一厭氧處理槽以及厭氧薄膜生物反應槽。調勻槽可包含第一槽體以及第一攪拌元件，且第一槽體之第一頂部可設置含硝酸鹽廢水入口。鹼液槽可藉由第一液體管路與第一槽體之第一頂部連 通。前述至少一酸液槽可包含例如第一酸液槽以及第二酸液槽。第一酸液槽可藉由第二液體管路與第一槽體之第一頂部連通。至少一厭氧處理槽可包含第二槽體以及第二攪拌元件，且第二槽體之第二底部可經由第三液體管路與第一槽體之第一底部連通。第二酸液槽可藉由第四液體管路與第二槽體之第二頂部連通。厭氧薄膜生物反應槽可包含第三槽體以及薄膜生物反應元件，第三槽體之第三底部可經由第五液體管路與第二槽體之第二頂部連通，第三槽體之第三頂部可經由氣體迴流管路與第二槽體之第二頂部連通，且第三槽體之第三底部可經由液體迴流管路與第二槽體之第二底部連通。

依據本創作一實施例，上述第一酸液槽可藉由第六液體管路與第二槽體之第二頂部連通。

依據本創作一實施例，上述至少一厭氧處理槽更可包含第四槽體以及第四攪拌元件，第四槽體之第四底部可經由第七液體管路與第二槽體之第二頂部連通。

依據本創作一實施例，上述第一酸液槽可藉由第八液體管路與第四槽體之第四頂部連通，且第二酸液槽可藉由第九液體管路與第四槽體之第四頂部連通。

依據本創作一實施例，上述第三槽體之第三底部可經由上述液體迴流管路與第二槽體之第二底部以及第四槽體之第四底部連通。

依據本創作一實施例，上述第三槽體之第三頂部可經由氣體迴流管路與第二槽體之第二頂部以及第四槽體之第四頂部連通。

依據本創作一實施例，上述第一槽體、第二槽體、第三槽體以及第四槽體更可分別包含酸鹼值監控裝置。

依據本創作一實施例，上述第一槽體之第一頂部更可設置調配用水入口。

依據本創作一實施例，上述第三槽體之第三頂部更可包含出流口。

依據本創作一實施例，上述第三槽體之第三底部更可包含排泥口。

應用本創作之含硝酸鹽廢水之處理系統，其係利用依序連接之調勻槽、至少一厭氧處理槽以及厭氧薄膜生物反應槽處理含硝酸鹽廢水，有效降低放流水的硝酸鹽氮濃度、化學需氧量以及懸浮固體濃度，又克服習知厭氧薄膜生物反應槽容易阻塞的問題。

100/200‧‧‧含硝酸鹽廢水之處理系統

110/210‧‧‧調勻槽

111/211‧‧‧第一槽體

113/213‧‧‧第一攪拌元件

115/215‧‧‧第一頂部

116/216‧‧‧第一底部

117/217‧‧‧進流口

120/220‧‧‧鹼液槽

121/221‧‧‧第一液體管路

119/123/133/137/143/159/169/173/183/187/189/219/223/233/237a/237b/243a/243b/259a/259b/269/273a/273b/283a/283b/283c/287/289‧‧‧箭頭

127/227‧‧‧酸液槽

130/230‧‧‧第一酸液槽

131/231‧‧‧第二液體管路

135/235a‧‧‧第六液體管路

140/240‧‧‧第二酸液槽

141/241a‧‧‧第四液體管路

150/250a/250b‧‧‧厭氧處理槽

151/251a‧‧‧第二槽體

153/253a‧‧‧第二攪拌元件

155/255a‧‧‧第二頂部

156/256a‧‧‧第二底部

157/257a‧‧‧第三液體管路

160/260‧‧‧厭氧薄膜生物反應槽

161/261‧‧‧第三槽體

163/263‧‧‧薄膜生物反應元件

165/265‧‧‧第三頂部

166/266‧‧‧第三底部

167/267‧‧‧第五液體管路

171/271‧‧‧液體迴流管路

181/281‧‧‧氣體迴流管路

185/285‧‧‧出流口

188/288‧‧‧排泥口

191/291‧‧‧抽氣設備

235a‧‧‧第六液體管路

235b‧‧‧第八液體管路

241b‧‧‧第九液體管路

251b‧‧‧第四槽體

253b‧‧‧第四攪拌元件

255b‧‧‧第四頂部

256b‧‧‧第四底部

257b‧‧‧第七液體管路

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

〔圖1〕係繪示根據本創作一實施例之含硝酸鹽廢水之處理系統的部份示意圖。

〔圖2〕係顯示根據本創作另一實施例之含硝酸鹽廢水之處理系統的部份示意圖。

〔圖3〕係顯示根據本創作實施例之進流水與出流水之硝酸鹽氮濃度以及硝酸鹽氮去除率。

〔圖4〕係顯示根據本創作實施例之進流水與出流水之COD濃度以及COD去除率。

〔圖5〕係顯示根據本創作實施例之出流水與第三槽體內之懸浮固體濃度。

承前所述，本創作提供一種含硝酸鹽廢水之處理系統，其包含依序連接之調勻槽、至少一厭氧處理槽以及厭氧薄膜生物反應槽處理含硝酸鹽廢水，可有效降低放流水的硝酸鹽氮濃度、化學需氧量以及懸浮固體濃度。

本創作此處所稱之「含硝酸鹽廢水」係指含硝酸鹽廢水具有高硝酸鹽氮，一般係指水中的原始硝酸鹽氮濃度大於500mgN/L。在其他實施例中，含硝酸鹽廢水亦可具有高濃度之化學需氧量(chemical oxygen demand；COD)，而其濃度之COD的來源可包含製程產生之有機物質(例如低級醇)，或是以95%酒精作為粒徑分析之分散劑產生之廢水。在其他例示中，前述含硝酸鹽廢水之原始COD可例如高於1000mg/L。

請參閱圖1，其係繪示根據本創作一實施例之含硝酸鹽廢水之處理系統的部份示意圖。在一實施例中，上述含硝酸鹽廢水之處理系統100可包含依序連接之調勻槽110、至少一厭氧處理槽150以及厭氧薄膜生物反應槽160。

在上述實施例中，調勻槽110可包含第一槽體111以及第一攪拌元件113，且第一槽體111之第一頂部115 可設置進流口117，使含硝酸鹽廢水沿著箭頭119的方向由進流口117導入第一槽體111內。在其他例示中，前述第一槽體111之第一頂部115可選擇性設置調配用水入口(圖未繪示)，以與含硝酸鹽廢水調勻，使第一槽體111內之廢水的硝酸鹽氮濃度可例如低於3000mgN/L，且廢水之COD與硝酸鹽氮之質量濃度(mg/L)比可例如為3~5：1，然以4：1為較佳。

第一槽體111內之廢水可進一步利用鹼液或酸液調整其酸鹼值，使其pH值維持在約pH 7.0。在上述實施例中，鹼液槽120可藉由第一液體管路121與第一槽體111之第一頂部115連通，使鹼液沿著箭頭123的方向導入第一槽體111內。在一例示中，鹼液之具體例可包括例如氫氧化鈉、碳酸氫鈉或碳酸鈉，但排除使用氧化鈣。倘若鹼液含有氧化鈣，則第一槽體111內的廢水容易產生沉澱，不利於後續處理。

在上述實施例中，前述至少一酸液槽127可至少包含例如第一酸液槽130，以調整第一槽體111內之廢水之酸鹼值。第一酸液槽130可藉由第二液體管路131與第一槽體111之第一頂部115連通，使第一酸液沿著箭頭133的方向導入第一槽體111內。在一例示中，第一酸液之具體例可包括不含氮的酸類，例如硫酸、鹽酸或有機酸(例如醋酸)。倘若第一酸液使用含氮的酸類(例如硝酸)，則不利於後續去除硝酸鹽氮。

在上述實施例中，至少一厭氧處理槽150可包含第二槽體151以及第二攪拌元件153。第二槽體151可例如為連續式生物反應器，且第二槽體151之第二底部156可利用重力或抽水設備(例如液體循環泵，未繪示)經由第三液體管路157與第一槽體111之第一底部116連通，使調勻槽110內調勻之廢水可沿著箭頭159的方向導入第二槽體151內進行厭氧脫硝反應，以分解廢水中的硝酸鹽氮並產生氮氣等。

在一例示中，第一槽體111與第二槽體151之廢水酸鹼值可利用習知的酸鹼監測設備(未繪示)監控。第二槽體151之第二頂部155可藉由第四液體管路141與第二酸液槽140連通，使第二酸液沿著箭頭143的方向導入第二槽體151內，調整第二槽體151內之廢水酸鹼值維持在約pH 7.0~8.5，以利於進行厭氧處理。在一例示中，第二酸液之具體例可包括磷酸或磷酸鹽，以維持適當之生物反應環境。倘若第二酸液不使用磷酸或磷酸鹽，則不利於後續生物反應而難以有效去除硝酸鹽氮。

在其他實施例中，第二槽體151之第二頂部155亦可選擇性藉由第六液體管路135與第一酸液槽130連通，使第一酸液沿著箭頭137的方向導入第二槽體151內，調整第二槽體151內之廢水酸鹼值維持在約pH 7.0~8.5或約pH 7.8~8.5。

上述含硝酸鹽廢水經過一道厭氧處理槽150處理後，接著可利用厭氧薄膜生物反應槽160進行處理。在上 述實施例中，厭氧薄膜生物反應槽160可包含第三槽體161以及設於第三槽體161內之薄膜生物反應元件163。在一例示中，第三槽體161之第三底部166可經由第五液體管路167與第二槽體151之第二頂部155連通，利用重力或抽水設備(例如液體循環泵，未繪示)使第二槽體151內厭氧處理後之廢水可沿著箭頭169的方向導入第三槽體161內進行厭氧脫硝反應，並利用薄膜生物反應元件163進行固液分離。

在上述實施例中，薄膜生物反應元件163可例如為沉浸式薄膜生物反應器。薄膜生物反應元件163可包含例如生物污泥，其來源不拘，可例如經高濃度硝酸鹽(例如大於500mg/L，然以1000mg/L至3000mg/L為較佳)與高濃度COD(例如大於500mg/L，然以3000mg/L至10000mg/L為較佳)馴養超過1週之豬糞尿醱酵污泥。在一例示中，厭氧薄膜生物反應槽160可設置抽氣設備(例如氣體循環泵)191促進槽內循環。第二槽體151與第三槽體161之生物污泥濃度維持於例如5000mg/L至10000mg/L。

經過上述調勻槽110、一道厭氧處理槽150以及厭氧薄膜生物反應槽160處理後之廢水，可沿著箭頭187之方向由出流口185放流，其中放流水之水中懸浮固體(suspended solid；SS)一般為低於1mg/L，因此放流水無需再利用其他過濾設備進行過濾。厭氧薄膜生物反應槽160可另設有排泥口188，可沿著箭頭189之方向由排泥口188排出多餘的污泥。

此外，值得一提的是，習知的薄膜生物反應元件應用於厭氧環境時，因無法使用空氣曝氣，容易有生物阻塞，而導致去除水中硝酸鹽效率不彰的問題。為此，本創作之特徵之一在於，厭氧薄膜生物反應槽160之部份處理水利用液體迴流管路171迴流至厭氧處理槽150，並且厭氧處理槽150產生之氮氣利用氣體抽取管路181循環曝氣於厭氧薄膜生物反應槽160，藉此避免薄膜生物反應元件163阻塞。

申言之，厭氧薄膜生物反應槽160的第三槽體161之第三底部166可經由液體迴流管路171與第二槽體151之第二底部156連通，並利用抽水設備(例如液體循環泵，未繪示)使第三槽體161之部分處理水以箭頭173之方向迴流至第二槽體151內，藉此避免薄膜生物反應元件163阻塞。在一些實施例中，液體迴流管路171可選擇性設置流量監控裝置(未繪示)，以監控迴流流量。

另外，第三槽體161之第三頂部165可經由氣體迴流管路181與第二槽體151之第二頂部155連通，並利用191抽氣設備抽取第二槽體151之第二頂部155的空間及第三槽體161之第三頂部165的空間產生之氮氣，以箭頭183之方向導入第三槽體161之第三底部166內，避免薄膜生物反應元件163阻塞。一般而言，導入第三槽體161之第三底部166內之曝氣量不拘，惟以不使薄膜生物槽161之氧化還原電位大於零為最大流量。在一些實施例中，第三槽體161更可選擇性設置氧化還原電位監控裝置(未繪示)以及氣體壓力監控裝置(未繪示)。

請參閱圖2，其係繪示根據本創作另一實施例之含硝酸鹽廢水之處理系統的部份示意圖。在一實施例中，上述含硝酸鹽廢水之處理系統200可包含依序連接之調勻槽210、至少一厭氧處理槽250以及厭氧薄膜生物反應槽260。

在上述實施例中，調勻槽210可包含第一槽體211以及第一攪拌元件213，且第一槽體211之第一頂部215可設置進流口217，使含硝酸鹽廢水沿著箭頭219的方向由進流口217導入第一槽體211內。在其他例示中，前述第一槽體211之第一頂部215可選擇性設置調配用水入口(圖未繪示)，以與含硝酸鹽廢水調勻，使第一槽體211內之廢水的硝酸鹽濃度可例如低於3000mg/L，且COD與硝酸鹽氮之質量濃度(mg/L)比可例如為3~5：1，然以4：1為較佳。

第一槽體211內之廢水可進一步利用鹼液或酸液調整其酸鹼值，使其pH值維持在約pH 7.0。在上述實施例中，鹼液槽220可藉由第一液體管路221與第一槽體211之第一頂部215連通，使鹼液沿著箭頭223的方向導入第一槽體211內。鹼液槽220可使用與鹼液槽120相同之鹼液，故不另贅述。

在上述實施例中，前述至少一酸液槽227可至少包含例如第一酸液槽230，以調整第一槽體211內之廢水之酸鹼值。第一酸液槽230可藉由第二液體管路231與第一槽體211之第一頂部215連通，使第一酸液沿著箭頭233的方向導入第一槽體211內。第一酸液槽230亦可使用與第一酸液槽130相同之酸液，故不另贅述。

在上述實施例中，厭氧處理槽250a可包含第二槽體251a與第二攪拌元件253a。第二槽體251a可例如為連續式生物反應器。第二槽體251a之第二底部256a可利用抽水設備(例如液體循環泵，未繪示)經由第三液體管路257a與第一槽體211之第一底部216連通，使調勻槽210內調勻之廢水可沿著箭頭259a的方向導入第二槽體251a內進行厭氧脫硝反應。

在上述實施例中，厭氧處理槽250b更可包含第四槽體251b與第四攪拌元件253b。第四槽體251b可例如為與第二槽體251a相同之連續式生物反應器。第四槽體251b之第四底部256b可利用重力或抽水設備(例如液體循環泵，未繪示)經由第七液體管路257b與第二槽體251a之第二頂部255a連通。

在一例示中，第一槽體211、第二槽體251a以及第四槽體251b之廢水酸鹼值可利用酸鹼監測設備(未繪示)監控。申言之，第二槽體251a之第二頂部255a可藉由第四液體管路241a與第二酸液槽240連通，使第二酸液沿著箭頭243a的方向導入第二槽體251a內，進而調整第二槽體251a內之廢水酸鹼值維持在約pH 7.0~8.5或約pH 7.8~8.5，以利於進行厭氧處理，分解水中硝酸鹽氮並產生氮氣等。

第四槽體251b之第四頂部255b可藉由第九液體管路241b與第二酸液槽240連通，使第二酸液沿著箭頭243b的方向導入第四槽體251b內，進而調整第四槽體251b 內之廢水酸鹼值維持在約pH 7.0~8.5，以利於進行厭氧處理，分解水中硝酸鹽氮並產生氮氣等。

在一例示中，第二酸液槽240可使用與第二酸液槽140相同之酸液，故不另贅述。

在一些實施例中，第二槽體251a之第二頂部255a亦可選擇性藉由第六液體管路235a與第一酸液槽230連通，使第一酸液沿著箭頭237a的方向導入第二槽體251a內，調整第二槽體251內之廢水酸鹼值維持在約pH7.0~8.5。在其他實施例中，第四槽體251b之第四頂部255b亦可選擇性藉由第八液體管路235b與第一酸液槽230連通，使第一酸液沿著箭頭237b的方向導入第二槽體251b內，調整第四槽體251b內之廢水酸鹼值維持在約pH7.0~8.5。

上述含硝酸鹽廢水經過二道厭氧處理槽250處理後，接著可利用厭氧薄膜生物反應槽260進行處理。在上述實施例中，厭氧薄膜生物反應槽260可包含第三槽體261以及設於第三槽體261內之薄膜生物反應元件263。在一例示中，第三槽體261之第三底部266可經由第五液體管路267與第四槽體251b之第四頂部255b連通，利用重力或抽水設備(例如液體循環泵，未繪示)使第四槽體251b內經過二道厭氧處理後之廢水可沿著箭頭269的方向導入第三槽體261內進行厭氧脫硝反應，並利用薄膜生物反應元件263進行固液分離。

在上述實施例中，薄膜生物反應元件263可例如為沉浸式薄膜生物反應器。薄膜生物反應元件263可包含與薄膜生物反應元件163相同的生物污泥，此處不再贅述。在一例示中，厭氧薄膜生物反應槽260可設置抽氣設備(例如氣體循環泵)291促進槽內循環。第二槽體251a、第四槽體251b與第三槽體261之生物污泥濃度維持於例如5000mg/L至10000mg/L。

經過上述調勻槽210、二道厭氧處理槽250a與厭氧處理槽250b、以及厭氧薄膜生物反應槽260處理後之廢水，可沿著箭頭287之方向由出流口285放流，其中放流水之水中懸浮固體(SS)低於1mg/L，因此無需利用其他過濾設備過濾，亦無需考慮伴隨放流水流出的污泥量。在上述實施例中，厭氧薄膜生物反應槽260可另設有排泥口288，可沿著箭頭289之方向由排泥口288排出多餘的污泥，即可簡易控制生物污泥的停流時間。

在此補充的是，為解決習知的薄膜生物反應元件應用於厭氧環境容易有生物阻塞等問題，本創作之厭氧薄膜生物反應槽260之部份處理水利用液體迴流管路271迴流至厭氧處理槽250a與厭氧處理槽250b，並且厭氧處理槽250a與厭氧處理槽250b產生之氮氣利用氣體抽取管路281沿著箭頭283a、283b、283c的方向循環曝氣於厭氧薄膜生物反應槽260，藉此避免薄膜生物反應元件263阻塞。

申言之，厭氧薄膜生物反應槽260的第三槽體261之第三底部266可經由液體迴流管路271同時與第二槽 體251a之第二底部256a及第四槽體251b之第四底部256b連通，並利用利用抽水設備(例如液體循環泵，未繪示)使第三槽體261之部分處理水以箭頭273a之方向迴流至第二槽體251a並以箭頭273b之方向迴流至第四槽體251b，藉此避免薄膜生物反應元件263阻塞。在一些實施例中，液體迴流管路271可選擇性設置流量監控裝置(未繪示)，以監控迴流流量。

另外，第三槽體261之第三頂部265可經由氣體迴流管路281同時與第二槽體251a之第二頂部255a及第四槽體251b之第四頂部255b連通，並利用291氣體循環泵抽取第二槽體251a之第二頂部255a、第四槽體251b之第四頂部255b產生之氮氣及第三槽體261之第四頂部265產生之氮氣，導入第三槽體261之第三底部266，藉由循環曝氣而避免薄膜生物反應元件263阻塞。一般而言，導入第三槽體261之第三底部266之曝氣量不拘，惟以不使薄膜生物反應槽260之氧化還原電位大於零為最大流量。在一些實施例中，第三槽體261更可選擇性設置氧化還原電位監控裝置(未繪示)以及氣體壓力監控裝置(未繪示)。

另需說明的是，由於本創作之含硝酸鹽廢水之處理系統不需使用物化方法(例如電化學法、零價鐵還原法、逆滲透濃縮法)去除水中高硝酸鹽，經厭氧薄膜生物反應槽處理後的水也不需使用過濾裝置，處理後的放流水之硝酸鹽濃度與懸浮固體即可符合現行放流水標準。其次，本創作之含硝酸鹽廢水之處理系統利用厭氧處理槽產生的氮氣 提供厭氧薄膜生物反應槽所需之厭氧環境，並將厭氧薄膜生物反應槽之部份處理水迴流至厭氧處理槽，可有效避免薄膜生物反應元件之阻塞。有關上述生物污泥之馴養、薄膜生物反應器之設置以及反應條件監測(例如pH值、氧化還原電位、壓力、流量等)，應為本創作所屬技術領域中任何具有通常知識者所熟知，在此不另贅述。

以下利用數個實施例以說明本創作之應用，然其並非用以限定本創作，本創作技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。

實施例

此實施例利用圖2之含硝酸鹽廢水之處理系統，處理含銀產品製程中產生含有高硝酸鹽氮的廢水。前述廢水之原始硝酸鹽濃度為6000mgN/L至15000mgN/L，且原始COD為1000mg/L至6000mg/L。

首先，將含有高硝酸鹽氮的廢水，以及以95%酒精作為粒徑分析之分散劑產生之廢水，導入圖2之調勻槽210，與調配用水調勻，使水中硝酸鹽濃度為2000mgN/L至3000mgN/L，COD為8000mg/L至10000mg/L，使調勻後的廢水之COD與硝酸鹽氮之質量濃度(mg/L)比為4：1。接著，利用鹼液槽220之氫氧化鈉溶液或第一酸液槽230之硫酸溶液，將第一槽體211內之廢水酸鹼值調整至pH 7.0。

然後，將第一槽體211內之廢水利用抽水設備經由第三液體管路257a導入第二槽體251a內，於pH 7.8~8.5之環境下進行第一道厭氧脫硝反應。之後，第二槽體251a內之廢水利用重力或抽水設備經由第七液體管路257b導入至第四槽體251b內，於pH 7.8~8.5之環境下進行第二道厭氧脫硝反應。

上述廢水經過二道厭氧處理槽處理後，接著利用重力或抽水設備使第四槽體251b內之廢水導入第三槽體261內厭氧薄膜生物處理，再利用薄膜生物反應元件263進行固液分離。

第二槽體251a、第四槽體251b與第三槽體261之容積皆為350L。薄膜生物反應元件263為沉浸式微過濾薄膜生物反應器(microfiltration-membrane bioreactor，MF-MBR；日本住友)，其薄膜材質為聚偏二氟乙烯[poly(vinylidene fluoride)；PVDF]，有效面積為6m²。薄膜生物反應元件263使用之生物污泥為經高濃度硝酸鹽(1000mg/L至3000mg/L)與高濃度COD(3000mg/L至10000mg/L)馴養超過1週之豬糞尿醱酵污泥。第二槽體251a、第四槽體251b與第三槽體261之生物污泥濃度維持於5000mg/L至10000mg/L，共操作60天。

薄膜生物反應元件263不僅可長期操作又容易保養。一般而言，薄膜生物反應元件263操作在產水通量6LMH(liter/m²/hour；LMH)下，反洗時可由出流口285通入產水(即放流水)進行反洗，其反洗條件為每15分鐘以1.5 倍產水量之流量，進行反洗30秒。當膜壓高於-0.4kg/cm²時，可將第三槽體261抽空，並將薄膜生物反應元件263浸泡於1000mg/L之次氯酸鈉(NaOCl)水溶液中，以進行藥洗1小時。

評價方式 1. 硝酸鹽氮濃度

此項評估係測量實施例之進流水(即原始廢水，圖號301)與出流水(圖號303)之硝酸鹽氮濃度，並計算硝酸鹽氮去除率(圖號305)，其結果如圖3所示。

2. COD

此項評估係測量實施例之進流水(即原始廢水，圖號401)與出流水(圖號403)之COD，並計算COD去除率(圖號405)。前述COD分析係採用台灣環檢所NIEA W515.54A標準方法。簡言之，在水樣中加入過量的重鉻酸鉀溶液，於50%之硫酸溶液中迴流。剩餘之重鉻酸鉀，以硫酸亞鐵銨溶液滴定，由消耗之重鉻酸鉀量，即可求得水樣中化學需氧量，其結果如圖4所示。

3. 懸浮固體濃度(SS濃度)

此項評估係測量實施例之出流水(圖號503)以及厭氧薄膜生物反應槽260之第三槽體261內(圖號507)的懸浮固體濃度(SS濃度)。前述SS分析係採用台灣環檢所NIEA W210.58A標準方法。簡言之，將攪拌均勻之水樣以一已知重量之玻璃纖維濾片過濾後，將此濾片移入103℃至 105℃烘箱中乾燥至恆重，其所增加之重量即為懸浮固體重，其結果如圖5所示。

上述實施例之數據皆由每一樣品之三重複實驗數據獲得。

請參閱圖3，其係繪示根據本創作實施例之進流水(圖號301)與出流水(圖號303)之硝酸鹽氮濃度以及硝酸鹽氮去除率(圖號305)。由圖3結果可知，利用圖2之含硝酸鹽廢水之處理系統處理實施例之廢水，在操作60天的期間內，其硝酸鹽氮去除率(圖號305)皆大於98%。

請參閱圖4，其係繪示根據本創作實施例之進流水(圖號401)與出流水(圖號403)之COD濃度以及COD去除率(圖號405)。由圖4結果可知，利用圖2之含硝酸鹽廢水之處理系統，處理實施例之廢水，在操作60天的期間內，除初期尚未穩定外，其COD去除率(圖號405)皆大於70%，其中在部份操作期間內，COD去除率更大於90%。

請參閱圖5，其係繪示根據本創作實施例之出流水(圖號503)與第三槽體261內(圖號507)之懸浮固體濃度(SS；mg/L)。由圖5結果可知，利用圖2之含硝酸鹽廢水之處理系統處理實施例之廢水，在操作60天的期間內，出流水(圖號503)之懸浮固體濃度皆趨近於0，代表其懸浮固體去除率接近100%。

綜言之，由上述數個實施例證實，使用本創作之含硝酸鹽廢水之處理系統處理含高硝酸鹽或含高COD濃度之廢水，經至少一厭氧處理槽以及厭氧薄膜生物反應槽處 理後，不需使用物化方法也不需再接續使用過濾裝置，確實有效降低放流水的硝酸鹽氮濃度、COD與懸浮固體，符合現行放流水標準。其次，利用液體迴流管路與氣體迴流管路，確實可避免薄膜生物反應元件之阻塞，從而可長時間操作厭氧薄膜生物反應槽。

需補充的是，本創作雖以特定結構、特定元件、特定配置、特定的分析方法或特定儀器作為例示，說明本創作之含硝酸鹽廢水之處理系統，惟本創作所屬技術領域中任何具有通常知識者可知，本創作並不限於此，在不脫離本創作之精神和範圍內，本創作之含硝酸鹽廢水之處理系統亦可使用其他結構、其他元件、其他配置、其他分析方法或其他儀器進行。

由上述實施例可知，本創作的含硝酸鹽廢水之處理系統，其優點在於利用依序連接之調勻槽、至少一厭氧處理槽以及厭氧薄膜生物反應槽處理含硝酸鹽廢水，可有效降低放流水的硝酸鹽氮濃度、化學需氧量以及懸浮固體濃度。厭氧處理槽與厭氧薄膜生物反應槽之間設置液體迴流管路與氣體迴流管路，克服習知厭氧薄膜生物反應槽經長期操作後容易阻塞的問題。

雖然本創作已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，在本創作所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧含硝酸鹽廢水之處理系統

110‧‧‧調勻槽

111‧‧‧第一槽體

113‧‧‧第一攪拌元件

115‧‧‧第一頂部

116‧‧‧第一底部

117‧‧‧進流口

120‧‧‧鹼液槽

121‧‧‧第一液體管路

119/123/133/137/143/159/169/173/183/187/189‧‧‧箭頭

127‧‧‧酸液槽

130‧‧‧第一酸液槽

131‧‧‧第二液體管路

135‧‧‧第六液體管路

140‧‧‧第二酸液槽

141‧‧‧第四液體管路

150‧‧‧厭氧處理槽

151‧‧‧第二槽體

153‧‧‧第二攪拌元件

155‧‧‧第二頂部

156‧‧‧第二底部

157‧‧‧第三液體管路

160‧‧‧厭氧薄膜生物反應槽

161‧‧‧第三槽體

163‧‧‧薄膜生物反應元件

166‧‧‧第三底部

167‧‧‧第五液體管路

171‧‧‧液體迴流管路

181‧‧‧氣體迴流管路

185‧‧‧出流口

188‧‧‧排泥口

191‧‧‧抽氣設備

165‧‧‧第三頂部

Claims (10)

1. 一種含硝酸鹽廢水之處理系統，包含：一調勻槽，其中該調勻槽包含一第一槽體以及一第一攪拌元件，該第一槽體之一第一頂部設置一含硝酸鹽廢水入口；一鹼液槽，其中該鹼液槽藉由一第一液體管路與該第一槽體之該第一頂部連通；一第一酸液槽，其中該第一酸液槽藉由一第二液體管路與該第一槽體之該第一頂部連通；至少一厭氧處理槽，其中該至少一厭氧處理槽包含一第二槽體以及一第二攪拌元件，且該第二槽體之一第二底部經由一第三液體管路與該第一槽體之一第一底部連通；一第二酸液槽，其中該第二酸液槽藉由一第四液體管路與該第二槽體之一第二頂部連通；以及一厭氧薄膜生物反應槽，其中該厭氧薄膜生物反應槽包含一第三槽體以及一薄膜生物反應元件，該第三槽體之一第三底部經由一第五液體管路與該第二槽體之該第二頂部連通，該第三槽體之一第三頂部經由一氣體迴流管路與該第二槽體之該第二頂部連通，且該第三槽體之該第三底部經由一液體迴流管路與該第二槽體之該第二底部連通，且其中該調勻槽、該至少一厭氧處理槽以及該厭氧薄膜生物反應槽為依序連接。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該第一酸液槽藉由一第六液體管路與該第二槽體之該第二頂部連通。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該至少一厭氧處理槽更包含一第四槽體以及一第四攪拌元件，該第四槽體之一第四底部經由一第七液體管路與該第二槽體之該第二頂部連通。
4. 根據申請專利範圍第3項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該第一酸液槽藉由一第八液體管路與該第四槽體之一第四頂部連通，且該第二酸液槽藉由一第九液體管路與該第四槽體之該第四頂部連通。
5. 根據申請專利範圍第3項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該第三槽體之該第三底部經由該液體迴流管路與該第二槽體之該第二底部以及該第四槽體之該第四底部連通。
6. 根據申請專利範圍第3項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該第三槽體之該第三頂部經由該氣體迴流管路與該第二槽體之該第二頂部以及該第四槽體之該第四頂部連通。
7. 根據申請專利範圍第3項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該第一槽體、該第二槽體、該第三槽體以及該第四槽體更分別設置一酸鹼值監控裝置。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該第一槽體之該第一頂部更設置一調配用水入口。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該第三槽體之該第三頂部更包含一出流口。
10. 根據申請專利範圍第1項所述之含硝酸鹽廢水之處理系統，其中該第三槽體之該第三底部更包含一排泥口。