厭氧生物處理法處理有機溶劑廢液新應用

刊登日期:2016/2/5
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不具回收價值之有機廢液(濃度約 10~30%)委外清運處理費用日益升高,目前均價約每噸 2萬元,造成各大產業處理上頭痛的問題。由於厭氧生物處理具有高體積負荷、高效率與低操作成本等優勢,非常適合應用於生物可分解之廢有機溶劑之處理。因此,廠內自行處理相關有機廢液已成為可行方案之一。經過實驗室測試與估算,運用厭氧/好氧串聯程序處理此類生物可分解之廢有機溶劑,相關建廠投資成本可於 1~3年內完成回收,極具投資效益。

厭氧生物處理技術簡介
厭氧生物處理(Anaerobic Biological Treatment)技術發展至今,已有多項技術可供應用,其中 EGSB、IC 與 Hybrid Reactor等技術為歐洲各大公司之專利技術,但反應器設計與操作原理均起源於上流式厭氣污泥床(UASB),因此,本文僅針對UASB之原理進行簡要介紹。

標準 UASB 反應槽,主要包含四大部分,分別為水流分配器(Distributor)、污泥床(Sludge Bed)、污泥毯(Sludge Blanket)以及氣固液三相分離器(Liquid、Gas、Solid Separator)等,請參考圖二。以下針對 UASB 反應槽之主要部件進行相關說明。
1. 水流分配器
由於厭氧反應系統不需供氧,反應槽內之無設置曝氣或攪拌裝置,為避免廢水與污泥混合不佳與短流等問題,需要設置一有效之水流分配器將廢水平均分配於槽體下方。

3. 污泥毯
污泥毯為污泥床上方污泥濃度較低且微生物顆粒較細之區域,主要因較細之厭氧微生物受上昇流速與產氣之作用而懸浮於UASB反應槽內。一般來說,此部分之污泥濃度隨著反應槽之高度升高而逐漸降低。

 

圖二、上流式厭氧污泥床(UASB)之示意

高濃度廢溶劑厭氧分解性試驗
工研院研究團隊曾針對工業常用之溶劑,如氫氧化四甲基銨(TMAH)與異丙醇(IPA)、醇類廢液,如膨鬆劑、含丙二醇與二乙二醇等切削油、正丁醇、醋酸與醯胺類等,進行甲烷產氣試驗(Biochemical Methane Potential; BMP)與反應槽連續試驗。以下將針對部分結果進行簡述。
1. 甲烷產氣試驗
一般來說,透過 BMP 試驗可以初步了解目標有機物質是否可進行厭氧生物反應而去除,並配置不同濃度之有機物質或廢水,而瞭解厭氧生物反應性與最終抑制濃度等。



圖三、TMAH厭氧生物產氣試驗(BMP)結果

2. 反應槽連續試驗
厭氧生物產氣試驗為初步篩選廢水或有機物是否可以厭氧生物處理之方法,但由於此試驗為批次測試,並無法反應出實際廢水或有機物連續操作時所面臨之其他影響,如毒性累積效應、副產物抑制效應等。因此,進行連續試驗,除可以有效掌握相關廢水與有機物之降解特性外,也可以瞭解降解過程中,副產物對於整體去除效能之影響。

經濟效益分析
厭氧生物處理具有高體積負荷、高效率與低操作成本等優勢,非常適合應用於生物可分解之廢棄有機溶劑之處理。經由連續試驗結果,可以初步推算興建實廠之厭氧/好氧系統之建廠費用與操作費用,相關估算基礎以處理量 100 CMD、COD 濃度值 10,000 mg/L,相當於每日處理量為 1,000 kg COD/d。此設計量若 ……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

作者:張冠甫、朱振華、張盛欽 /工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」350期,更多資料請見下方附檔。

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