鄭竹逸、葉茂淞／中國鋼鐵股份有限公司
中鋼公司內有煉焦、煤化學兩個化工製程，因此須符合化工業氨氮< 20mg/L之放流水標準。由於場地及時間有限，必須在既有煉焦廢水生物處理系統同時進行運轉及改造工程，將原本的4個COD去除單元，改造為脫硝-COD去除-硝化-硝化程序，以加入氨氮去除功能。為提高硝化效率，硝化槽引進了薄片型生物載體，成為IFAS系統，並且以細氣泡純氧曝氣及微量元素提升硝化菌所需的溶氧及酵素輔因子，成功使啟動期從預估之10個月大幅縮短至3個月，氨氮轉化量達 250mg/L自我期望值。因此，改造完成之煉焦廢水氨氮處理系統之出流水氨氮、硝酸氮分別達設計值<10mg/L、<50mg/L，使放流水符合法規標準。
【內文精選】
前 言
中鋼是一貫作業鋼廠，含有煉焦及煤化學兩個化工製程，因此中鋼需同時符合基本金屬工業及化工業放流水標準。日前化工業放流水標準加嚴，其中關鍵是須符合氨氮<20mg/L、硝酸氮<50mg/L之標準，氨氮為新訂的重點項目，硝酸氮則於過去法規就已管制。由於中鋼公司並無硝酸氮，但是當時之放流水氨氮濃度卻為40~120mg/L，因此當務之急便是建立氨氮脫除(Ammonia Removal)技術並完成工程化。
由於場地及時間有限，中鋼必須在既有煉焦廢水(Coking Wastewater)生物處理系統進行改造工程，且維持既有~90%的COD去除率，改造同時又要正常運轉，實屬不易。因此規劃將原本的4個僅有COD去除功能的活性污泥單元，逐一改造為脫硝-COD去除-硝化-硝化功能的新流程，以加入新的氨氮去除功能，並保留3個生物槽。為提高硝化效率，在硝化槽引進了薄片型生物載體，成為複合式固定生物膜暨活性污泥系統（Integrated Fixed Film Activated Sludge System，簡稱IFAS），以便在硝化單元截留更多的生物量。
本文分享煉焦廢水生物處理系統，探討由模場研究建立技術，以及應用於實場改造的經驗，於既有系統增加氨氮脫除的方法，如何觀測載體生物膜是否成功生長，以及改造後快速提升的氨氮處理效率。
研究方法
1. 建置噸級模場，研究最適之脫硝與硝化參數，以及相關風險。
2. 將原本的4個COD去除單元，由後端往前端改造，先改造硝化槽並投入載體，然後改造COD去除槽，最後改造脫硝槽的方式，研擬改造工程執行的同時，維持COD去除率的方法。
3. 引進薄片型生物載體後之生物膜及硝化槽IFAS總生物量變化。
4. 快速啟動硝化脫硝反應。
結果與討論
2. 改造前後之比較
煉焦廢水的生物處理系統包括4個活性污泥曝氣槽、沉澱槽，以及MBR薄膜槽。其中沉澱槽與MBR槽是固液分離的功能，而4個活性污泥槽是污染物處理的核心，改造前是依靠懸浮型菌種進行COD去除，因此改造標的就是這4個活性污泥槽（圖一），將其轉為脫硝-COD去除-硝化-硝化功能的新流程。其中，2個硝化槽便是IFAS系統，載體填充率50%提供固定生物膜生長。為了使投入的薄片型載體能夠提早讓菌種附著生長為生物膜…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖一、改造前/後的煉焦廢水生物處理系統示意圖
★本文節錄自《工業材料雜誌》409期，更多資料請見下方附檔。