有机性废水处理练习题.pdf

1 有機性廢水處 習題有機性廢水處 習題 1 有機性廢水包含那些 有何特性 解答 1 以農漁牧產品為原 添加人工化學藥品 廢水特 性含有機性懸浮固體 油脂 溶解性天然有機物等 幾乎 含人工化學藥品 2 以農漁牧產品為原 添加人工化學藥品 廢水特性 含纖維 油脂 溶解性天然有機物 染 界面活性 劑 人工漿 等 3 油及化工業 石油 製及基本原 製造 蒸餾 解 重組 加氫脫 廢水含礦物油 溶解性芳香烴 苯 甲苯 二甲苯 乙苯 酚 醇 化氫 氨 重質柏油 asphaltine 等 石化中下游事業 各種單 體 塑膠 樹脂 合成橡膠 溶劑 化學合成 製藥 人工皮革等廢水含礦油 芳香烴 醇 醛 酸 酯 腈 nitriles 胺 amines 乳 膠 水 溶 性 寡 聚 物 oligomers 氨 氰酸 氯苯 三氯甲烷 二氯甲烷 醯胺 amides 等 4 電子 半導體 光電業 廢水特性為澄清 含上述溶 解性合成有機物 2 5 屬加工業 屬加工 壓延 脫脂 酸洗 電鍍 削等 業僅排放低濃 有機廢水 乳化油脂 有機 電鍍光澤劑等為主要有機污染物 多以物化法處 1 1 P 1 2 2 有機性廢水之處 方法有哪些 解答 前處 生物處 化學處 高級處 1 2 P 3 3 試繪出有機性廢水前處 之 程 並 明各單元之功能 解答 1 2 P 3 4 試繪出有機性廢水生物處 之 程 並 明各單元之功能 解答 3 1 2 P 3 5 試繪有機性廢水化學處 程 並 明各單元之功能 解答 1 2 P 3 6 好氧性生物處 之反應過程 解答 在廢水之好氧性處 中 廢水中之有機物 包括碳水化 合物 蛋白質 脂肪等 被好氧性微生物分解成穩定質 反應過程為 4 2 1 1 P 4 7 厭氧性生物處 之反應過程 解答 用微生物在缺氧情況 密閉反應槽 下分解廢水中有 機物 產生甲烷 二氧化碳 氨及 化氫等 最後並殘 被分解的有機物如腐植質 或為比較穩定的物質 有機物之穩定化 係由酸形成菌及甲烷形成菌分 階段 完成 反應過程 2 1 1 P 4 5 8 生物處 之微生物有哪些生長方式 解答 1 懸浮生長式 2 附著生長式 2 1 2 P 5 9 試 明高級處 程序之主要處 對象 解答 5 1 2 P 3 10 好氧與厭氧程序有何 同 解答 表 2 2 好氧與厭氧處 程序比較 項目 好氧 厭氧 能源耗用 高 需曝氣 每去除1 kg COD 約需 1 kg O2 耗用 1 電 低 僅需幫浦或攪拌動 用 電 生成物 每去除 1 kg COD 約產生 0 2 0 5 kg 污 每去除 1 kg COD約產生 0 05 0 10 kg污 0 35m3甲 烷 主要最終產物 CO2 H2O SO42 NO3 CH4 CO2 H2O H2S NH3 營養需求 每去除150 kg COD約需5 kg 氮及 1 kg 磷 每去除 150 kg COD 約需 0 5 kg 氮及 0 1 kg 磷 反應器體積需 求 每去除 1 kg COD day約需體 積 0 5 2 0 m3 每去除 1 kg COD day約需體 積 0 1 0 5 m3 進 水 COD 100 1 000 mg L 200 mg L 組合 可單獨或 使用 使處 水達放 標準 通常做為好氧處 的前處 意即先經厭氧單元去除 掉大部分的有機物後 再 好氧單元進 後處 以 達放 標準 2 1 2 P 7 11 懸浮生長與附著生長有何 同 6 解答 表 2 3 懸浮生長與附著生長生物處 系統比較 懸浮生長 附著生長 1 微生物懸浮在反應槽內 1 微生物附著在介質表面形成生物 膜 2 對進 水中毒性物質相當敏 感 2 對進 水中毒性物質較能忍受 3 微生物基質 用 較 受質 傳輸的限制 3 基質 用 受質 傳輸的影響 生物 膜厚 會影響基質攝取 及速 4 需設置二級沉澱池 迴 污 影響反應槽內污 濃 4 反應槽操作 受二級沉澱池操作 效果的影響 通常 需污 迴 有時可 須設置二級沉澱池 5 以去除有機物及硝化為主要目 的 適當組合可發揮除磷及脫硝 功能 5 以去除有機物及硝化為主要目 的 亦有部分脫硝功能 6 污 產生 較多 6 污 產生 較少 2 1 2 P 7 12 試比較細菌和 菌之 同 解答 細菌為桿 球 及 旋 之細胞生物 分 生殖 很多具運動性 一般無光合作用功能 具有細胞壁 細 胞膜 細胞質 鞭毛等結構 部份細菌於 環境下 會形成內胞子 endospore 大小約 0 5 5 m 平均約 1 m 需用油鏡並經菌體染色後才可進 觀察 菌為一 光合作用的生物 其特有的顏色是因含有 色的植物色蛋白 phycobilins 大小一般比細菌大 細 胞常成鏈 或片斷 可以運動 但是沒有鞭毛 生殖 7 的方式是二分法 但少 含片斷 的 菌 其斷片具 繁殖能 2 2 1 P 8 13 試繪出細菌之生長曲線 解答 圖 2 1 細菌之生長曲線 以細菌 表示 圖 2 2 細菌之生長曲線 以細菌質 表示 2 3 P 10 8 14 藻 的生 特性是 麼 解答 光合作用 2 2 1 P 9 15 微生物之化學組成之元素有哪些 解答 好氧菌 C5H7O2N 藻 C5H8O2N 厭氧菌 C5H9O3N 黴菌 C10H17O6N 原生動物 C7H14O3N 活性污 C118H170O51N17P 由以上可知微生物細胞中除其構成元素 C H O 外 尚有 N P S 及其他微 元素 Na K Ca Mg Fe 等 2 4 P 10 16 微生物需求營養物質之目的 解答 1 能 源 所有微生物均需要能 源 有一些像藻 能 用太陽能 稱為光合性生物 phototrophs 能 用放射能的微生物 如真菌及原生動物 則需 依賴化合物的氧化作用做為能 源 這些被稱為化 學營性生物 chemotrophs 此 種營養型式 即光合 性及化學性 在細菌中 存在 2 碳源 所有生物均需要某些形式的碳並需要微 的二 氧化碳 但大部份活的生物均需要有機碳 如 及其 9 他醣 carbohydrates 藻 用二氧化碳 依光合作 用將它轉變成醣 同樣的 許多細菌僅需要二氧化 碳做為碳源 稱為自營性菌 autotrophs 這些自營性 菌 中 如 能 從 光 獲 得 能 源 則 稱 為 光 自 營 性 菌 photoautotrophs 如自氧化無機化合物獲得能 則 稱之為化學自營性菌 chemoautotrophs 其他微生物包 括真菌 原生動物及大部分的細菌 能 用二氧化 碳做為碳源 而需依賴有機化合物供其做為食物 這 些需要有機化合物做為碳源之生物稱為 營性菌 heterotrophs 3 氮源 所有生物均需某些型式的氮 植物 用如硝酸 鉀 KNO3 等無機氮 而動物則 用蛋白質及胺基酸等 有機氮 至於微生物 有些能 用大氣中的氮 有的 則 用無機氮化物 其他則 用蛋白質或自然界的有 機氮化物 4 磷源 所有生物均需要 磷等營養鹽 典型的 動物可自有機 化物中獲得 植物則可自無機 化 物中獲得 至於微生物 則可自有機或無機 化物中 獲得 磷通常則以磷酸鹽或磷酸供給 10 5 微 屬 所有生物均需要如鈉 鉀 鈣 鎂 鋅 銅 磷及鈷等微 屬 以供其正常生長 微生物亦 如此 6 維生素 所有生物均需要維生素 vitamins 或含維生素 的化合物 動物所需維生素大部份取自食物 有些微 生物可自 製造維生素或其他生長因子 有些則需外 加 7 水 所有生物均需要水供做生長 細菌所需的基質及 營養鹽 在進入生物體之前 需溶於水中 2 4 P 11 17 微生物的營養型式與廢水處 之關係 解答 表 2 5 微生物的營養型式 光合性菌 Phototroph 化學性菌 Chemotroph 光合自營性 Photolithotroph 光合 營性 Photoorganotroph 化學自營性 Chemolithotroph 化學 營性 Chemoorganotroph 能 源 光 光 無機化合物 如Fe2 H2S NH3 有機化合物 生長碳源 CO2有機化合物 CO2有機化合物 2 4 P 12 18 生物處 有哪些重要的環境因子 解答 溫 pH 毒性物質 溶氧 養分 11 2 5 P 12 13 19 生物處 為何要控制溫 與 pH 解答 一般而言 各 微生物均有一最佳生長溫 範圍 以細 菌為 依溫 高低可分為三 1 低溫細菌 生長範 圍 2 30 最佳溫 為 12 18 2 中溫細菌 生長 範圍 10 45 最佳溫 為 25 37 3 高溫細菌 生長範圍 45 75 最佳溫 為 55 65 在此範圍 之外 各 細菌的生長速 將受到抑制而減低或趨於死 亡 一般應用於廢水處 的微生物大多屬於中溫細菌 廢水生物處 系統一般最佳 pH 範圍介於 6 5 與 7 5 間 但有時因系統 同而相差甚大 操作經驗顯示 以細菌 為主的系統於中性時生長較佳 以藻 與真菌為主的系 統則於 酸性時生長較佳 pH 的變化主要影響酵素的 活性 因而使微生物的生長過程受到影響 2 5 1 2 5 2 P 12 20 最終氫接受者有哪些 解答 自由氧 酸鹽 硝酸鹽 亞硝酸鹽或二氧化碳等結合 氧化物 2 6 1 P 14 12 21 代謝作用之種 與其功能如何 解答 新陳代謝即合成與分解 種作用 由合成作用則得新細 胞 由有機物之分解可獲得能 及最終產物 2 6 2 P 14 22 ADP 與 ATP 之關係 解答 圖 2 4 細胞內能 轉換 程 2 6 1 P 14 23 何謂 世代時間 其英文是 麼 解答 一個細胞分 所需之時間 generation time 2 7 1 P 17 24 何謂微生物生長之 Monod 模式 解答 dX dt maxSX Ks S maxS Ks S X X 式中 X 微生物濃 mg L S 有機污染物濃 mg L 13 max 微生物最大比生長速 常 s 1 微生物比生長速 常 s 1 Ks 飽合常 mg L有機污染物濃 2 7 2 P 17 25 污 產 計算 解答 b tX aS X X a r a Sr 單位體積之有機物去除 kg BOD m3 Xa MLVSS之平均溫 kg MLVSS m3 a 去除 1kg BOD 或 COD 使需之氧 b MLVSS 本身呼吸所需之氧 t 時間 細胞生長 X 2 7 4 P 19 26 活性污 系統之 程與各單元之功能 解答 如圖 3 1 所示 活性污 法之基本原 為在曝氣槽中 藉曝氣設備供給氧氣 將有機廢水 微生物 主要為細 菌 充分混合 溶解性有機物即被微生物分解成穩定物 質及增殖之微生物 以達有機物去除目的 活性污 混 合液 mixed liquor 再送至沉澱池作固液分 其中沉 14 下 之高濃 活性污 大部份再迴 又稱迴 污 return sludge 至曝氣槽中 以使槽中達足夠污 濃 另一部份排出 又稱廢棄污 waste sludge 另 處 沉澱池上澄液則逕 放 或進入下一處 繼續處 圖 3 1 活性污 系統 程 3 1 1 P 20 27 活性污 之組成 解答 正常懸浮式活性污 係以膠 存在 污 內生物主要 為細菌 污 外可 到原生動物的游動 活性污 法在 正常操作 態時 可藉原生動物 如 蟲 的出現作為 判定出 水水質是否清澈 即處 功能 好 之一項重 要生物指標 膠 的生物可分為活性污 生物與非活性污 生物 非 活性污 生物以攝取水中呈自由 之懸浮有機物及死 亡被分解的殘體為生 活性污 生物則以去除活性污 15 膠 所吸著的污 物質為主 3 1 2 P 21 22 28 活性污 中微生物如何變化 解答 圖 3 2 活性污 中微生物變化 3 1 2 P 21 29 我們如何 用活性污 中微生物之變化 解答 活性污 係由 1 細菌 2 少 真菌 3 原生動物等 種個體群微生物所構成之混合培養體 在處 上 最初 擔任重要角色的為分解 同化有機物之 營性細菌 此 為最初之營養階段 其次部份細菌被原生動物捕食 而 16 達到淨化水質之目的 3 1 2 P 21 30 試繪圖 明活性污 之增殖過程 解答 對 增殖期係在食微比 food to microorganism ratio F M 較大時發生 在本期內微生物去除有機物 較多 但污 欠缺凝聚性及沉 性 隨著微生物增殖的結果 有機 物 減少 使微生物進入減 增殖期至體內呼吸期 活 性污 處 系統之設計或操作上 為顧及最終沉澱池之 固液分 效果 一般藉減 增殖期及體內呼吸期之微生 物 處 有機廢水 當可 用之有機物缺乏時 即進入體內呼吸期 微生物 以自體的細胞質為能源 進 氧化及分解 另由於微生 物餓死導致其 減少 可 用之有機物 與曝氣槽中 微生物 之比值即為活性污 法之有機負荷 即食微 比 為決定生物處 效 之重要因子 3 1 2 P 22 31 活性污 法之 BOD N P 之關係如何 如何添加調整 解答 活性污 微生物代謝所需之營養分 依微生物之組成 種 而 除有機物外 尚需少 的氮 磷及其他微 17 的鐵 鈣 鉀等 一般以BOD5 N P Fe 100 5 1 0 5 為最適當 工業廢水中營養分 平衡時 氮可添加 NH4OH或 NH2 2CO 素 磷可添加Na3PO4或H3PO4 鐵可添加FeCl3以補充之 3 1 3 P 23 32 活性污 之污 濃 與 BOD 之時間性變化如何 解答 圖 3 4 活性污 微生物 之增殖過程 3 1 2 P 23 33 活性污 之五個基本單元是 麼 其功能如何 解答 1 前處 包括攔污 沉砂 除油 初沉 調整等設施 18 其功能有二 一為 低曝氣槽之有機負荷 二為避免 因惰性固體物在曝氣槽中 積 而使其有效容積減 小 2 曝氣槽 此係活性污 系統之主要單元 在槽中好氧 性微生物 用廢水中之有機物 如 BOD 為食物 進 生物氧化作用而達到淨化廢水之目的 在曝氣槽 內 混合液中之懸浮固體物 MLSS 濃 約為 2 000 3 000 mg L 溶氧保持在 1 3 mg L 因系統內微生物 為好氧性 通常可 測攝氧 判定微生物活性 3 污 沉澱池 具有澄清及濃縮雙重功用 一方面將混 合液沉澱以產生清澈之放 水 另一方面將沉澱之污 濃縮 減少抽取迴 污 之動 費用 4 迴 污 為使曝氣槽內能保持一定 之混合液懸 浮固體物 亦即微生物 須將大部份沉澱在沉澱池 之污 抽取返送回曝氣槽中 此即為迴 污 迴 污 為處 廠操作人員控制活性污 系統最主要操 作要素 操作人員可由控制迴 污 之多寡 控制食 微比 F M 另決定排 5 排 曝氣槽內之微生物進 生物氧化過程中 約將 19 一半之食物 有機污染物 轉變為賴以為生之能 餘用於繁殖新污 在曝氣槽內會產生污 增殖現 象 為維持曝氣槽內之微生物濃 變 通常將此污 之增殖 予以排除 污 排除之重要性僅次於污 迴 此一程序亦常用以調整食微比 但其應變功能 則 如迴 污 佳 污 可直接自曝氣槽內混合液或 自迴 污 管線排除 以後者較常被採用 3 1 4 P 24 25 34 活性污 系統之主要單元是 麼 其功能如何 解答 曝氣槽 在槽中好氧性微生物 用廢水中之有機物 如 BOD 為食物 進 生物氧化作用而達到淨化廢水之 目的 3 1 4 P 24 35 活性污 法如何計算有機負荷 或稱食微比 解答 F M Q BOD V MLVSS 式中 Q 入曝氣槽中的污水 m3 day BOD 入曝氣槽中污水BOD濃 kg m3 1 kg m3 1 000 mg L V 曝氣槽有效容積 m3 20 MLVSS 曝氣槽中揮發性污 濃 kg m3 1 kg m3 1 000 mg L 3 1 4 P 25 36 何謂 SVI 有何功用 其值多少 解答 SVI 為 測污 沉 性之重要 SVI 太大 表示 污 之沉 性及濃縮性 佳 會增加終沉池 出水之懸 浮固體 減低處 效果 且增加迴 污 SVI 太小 則表示污 太過緊密 compact 可能為污 結塊 或其中含太高比 之無機污 造成排 困難及阻 污 管線 標準活性污 法之污 容積指標介於 50 150 mL g 係表示污 沉 性 好 150 200 表示污 輕微膨化 200 以上表嚴重膨化 當 F M 過高及有特殊 有毒工業廢水 入時 常使 SVI 昇高 3 1 4 P 26 37 改 式活性污 法有哪些 解答 接觸穩定法 階梯曝氣法 延長曝氣法 3 1 5 P 28 38 傳統式活性污 之曝氣槽水 方式 解答 柱 式與完全混合型反應系統 21 3 1 5 P 28 39 活性污 法曝氣槽中的供氧與需氧關係如何 解答 圖 3 5 各形活性污 法 程及供需氧關係 3 1 5 P 29 22 40 何謂延長曝氣法 解答 提供足夠之水 停 時間及污 齡 以 低 F M 比 使 曝 氣 槽 中 之 微 生 物 進 入 體 內 呼 吸 期 endogenous respiration 將部份污 質體完全氧化 所形成的膠 較 凝聚 3 1 5 P 30 41 階梯曝氣法如何進 繪圖表示 解答 3 1 5 P 29 42 MBR 法與活性污 法有何 同 解答 MBR 主要為 用超過 ultrafiltration UF 或微過 microfiltration MF 薄膜由活性污 系統中分 生物污 以取代傳統之活性污 沉澱池及砂 池 並獲得 優質之出 水 3 2 1 P 31 23 43 MBR 之技術重點何在 解答 MBR 技術重點為薄膜微過 一般可分為端點過 dead end filtration 與橫 過 crossflow filtration 3 2 1 P 32 44 試比較支 式及浸入式 MBR 之操作特性 解答 表 3 1 支 式及浸入式 MBR 之特性比較 特性 浸入式 MBR 支 式 MBR 通 較低 中等 積垢控制 較 容 較容 能源消耗 中等 較高 改裝方 性 較 容 較容 操作彈性 較受限 好 3 2 2 P 34 45 MBR 之端點過 與橫 過 同之處何在 解答 端點過 之懸浮液 動方向與薄膜表面垂直 固體物被 截 在薄膜表面形成 餅層 餅厚 隨過 增加而 增加 滲透液 則隨 餅厚 增加而減少 餅須依 賴週期性反沖洗以移除 橫 過 之懸浮液 動方向與 薄膜表面平 懸浮液在薄膜表面之橫 產生剪 作用 而避免形成過厚 餅 當 餅之 積與清除效應達到平 24 衡 餅厚 即固定 3 2 1 P 33 46 比較 AS 與 MBR 系統 解答 表 3 2 傳統活性污 AS 與活性污 膜 法 MBR 系統比較 AS MBR 1 污 濃 低 2 000 5 000 mg L 無法忍受太大之負荷 變化 污 濃 高 5 000 30 000 mg L或 高濃 可處 高濃 變化廢水 2 反應速 慢 污 濃 高 處 系統單位活性增 加 HRT可以縮短至1 4小時 而節 反應槽體積 3 分解多種污染物 污 停 時間 SRT 可相當長 30 days 生長速 緩慢的微生物得以滯 與增殖 有 於特殊或難分解污染 物的去除 截 難分解之高分子物質 增加處 效 25 AS MBR 4 產生大 污 維持低F M比 污 產 可以 至0 2 SS kg COD去除 在一些情況下 污 產 低 而有效減少廢水處 廠 污 產 5 處 水水質 穩定 生物污 可完全截 沒有傳統程序 污 分 的問題 可去除細菌和病毒 以達消毒作用 6 空間需求大 處 系統 需 澱及過 單元 可大 幅節 空間 污 濃 高 處 系統單位活性增 加 進而減少處 槽體積 7 能源使用較低 在能源消耗上較傳統活性污 為高 通常介於 0 3 2 kwh m3 此為MBR長 期操作成本上一大缺點 如何 低能 源消耗是 展MBR應用必須面 問 題 3 2 2 P 35 47 何謂氧化渠 Oxidation ditch 其 如何 解答 氧化渠係由 Dr Pasveer 所設計之低成本污水處 方法 1950 首創於荷 為一具經濟 高效 與操作簡 之 廢水處 方法 氧化渠法與延長曝氣法之 相似 是由池深約 1 m 的 溝渠 結成環 或帶 通常 須設置初沉池 原廢水 經過 柵後直接進入氧化渠 原廢水與懸浮性活性生物 混合 以旋轉滾 曝氣機曝氣將所需的氧氣自表面帶入 混合液中 為維持氧化渠內物質的混合懸浮移動 需控 制渠道水 速約在 45 cm sec 氧化渠內的混合液 入終 26 沉池後 藉重 沉澱作用使固液分 上澄液經溢 堰 排放至承受水體 終沉池之沉澱污 藉著空氣提升機或污 泵抽出並迴 至氧化渠中 過剩污 則由與迴 污 管線相接的管 線排放至污 乾燥床上乾燥 或進一步使用其它污 減 化之處置方法 3 3 P 39 48 接觸曝氣法之曝氣攪拌方式 解答 圖 3 16 接觸曝氣法曝氣攪拌方式 3 4 4 P 46 49 何謂接觸曝氣法 其內容如何 解答 接觸曝氣法 contact aeration 乃是將曝氣槽內之接觸材 浸於水中 並在槽內給予充分曝氣 使 入的廢水充分 27 攪拌循環 動而與接觸材 相接觸 經一段時間後 接 觸材 表面開始生長附著生物性污 而形成生物膜 接 觸曝氣法為 用該生物膜在好氧性 態下吸附 氧化廢 水中有機物的處 方法 3 4 1 P 43 50 接觸曝氣法為何要做反沖洗 解答 一般容積負荷設定為 0 4 0 5 kg BOD5 m3 day 充填 50 60 之下 其剩餘污 甚少 至於造成生物 膜過份蓄積產生阻 之問題 但為維持生物膜之生物代 謝機能 必須能使接觸材內之廢水能均勻的循環接觸 能適時適當的反沖洗 去除部份過於肥厚的生物膜及 附著的固體物 可提升其處 效果 3 4 5 P 46 51 何謂 SBR 解答 批式活性污 法 SBR 為在同一槽內依序完成進 反 應 沉 出 和靜置之程序 同操作程序之 SBR 可兼具碳氧化 硝化 脫硝 脫磷之功能 初設費低且 操作彈性大 3 5 1 P 47 28 52 影響 SBR 操作之因素有哪些 解答 影響之環境因子包括溶氧值 pH 值 溫 營養鹽等 操作因子包括槽中 MLSS 濃 進 次 進 反應 時間 進 時曝氣與否 3 5 2 P 48 53 SBR 如何操作 解答 SBR 每槽循環分為 5 個 同階段 1 進 fill 2 反應 react 3 沉 settle 4 排水 draw 5 靜置 idle 如 圖 3 17 所示 圖 3 17 SBR 之典型循環操作圖 3 5 1 P 47 54 試 舉具有迴 水設施之生物處 系統 解答 UFAF DFAF AFBR 肆 肆 P 51 55 何謂 SRT HRT 其比值代表何意義 29 解答 厭氧生物處 技術的第一代反應器為家庭化糞池 屬於 無污 迴 續攪拌型式 其 SRT HRT 污 停 時 間 水 停 時間 比值為 1 後 另增加污 迴 以提 高 SRT HRT 比值 修改後之型式稱為厭氧接觸法 anaerobic contact process 另外 將填充 置入於反應 器內 以供生物膜成長之用 同時可使水 均勻 對於 未能附著在填充 上之生物膜也可保 在反應器內使 致於 失 此種型式稱為厭氧 床法 anaerobic filter 肆 肆 P 51 56 厭氧過程分成哪 個階段 解答 酸性消化和甲烷化階段 4 1 1 P 52 57 試 出葡萄 氧化成甲烷之化學方程式 解答 1 葡萄 酸化 由酸化菌促成 C6H12O6 3CH3COOH 2 醋酸之分 由醋酸分 甲烷菌促成 3CH3COOH 3CH4 3CO2 4 1 1 P 52 58 厭氧生物處 系統中增加 SRT 之目的何在 30 解答 增加 SRT 以維持甲烷菌之生長 4 1 1 P 53 59 影響厭氧生物處 之操作因子有哪些 解答 1 生物一物 因子 2 化學因子 3 營養物質 4 毒 性物質 4 1 1 P 53 54 60 影響厭氧系統之化學因子是 麼 其功能是 麼 解答 揮發酸 鹼 和 pH 揮發酸主要的成份為醋酸 丙酸和丁酸等有機酸 為厭 氧反應過程之酸生成相的產物 也是甲烷化的先驅物 質 酸生成相之反應比甲烷生成相迅速許多 但當揮發 酸因 操作而快速增加 積時 消化槽內 無足夠的 鹼 以中和過 的揮發酸 將導致槽中 pH 低 造成 反應液逐漸酸化 最後使系統完全失敗 McCarty 之研究指出 只要 pH 維持在適當值 則揮發 酸可提高至 600 mg L 而甲烷氣產 並沒有減少 但也 有認為揮發酸在 2 000 mg L 以上時才具有毒性 鹼 足時 可藉由添加化學藥品 NaHCO3 Na2CO3 NaOH 以提高鹼 並控制pH 高揮發酸濃 產 31 生常為系統 操作之結果 故應該找出 常的原因加 以控制 才是最佳的處 程式 4 1 1 P 54 61 舉厭氧生物處 法之優點 解答 1 較低的生成作用 產生的污 較少 一般為好氧法所 產生污 的 1 3 至 1 5 2 由於所產生的污 較少 相對地無機營養物質 如 氮和磷 需要 就較少 厭氣法產生的污 通常含 11 氮及 2 磷 3 需曝氣 節 動 和電費 4 產生具經濟價值之甲烷產物 通常去除 1 公斤的COD 在標準 態下可產生 0 35 m3的甲烷 5 長時間 8 至 12 個月 供應有機物 厭氣菌呈休止 態 會破壞其品質 在短時間內 通常 1 至 3 天 可使其恢 正常機能 6 反應槽中的微生物濃 可到 1 至 3 10 30 kg m3 7 可忍受衝擊性的高有機物負荷 4 2 P 55 62 何謂厭氧 床法 32 解答 厭氧槽中放置固定填 讓厭氧微生物大 生長 藉以 分解廢水有機物 4 3 P 55 63 何謂 UASB 解答 上 式厭氧污 床反應槽 upflow anaerobic sludge bed reactor 為 1980 開發而性能優越的一種廢水處 法 主要原 係 用培養之 生物污 靠其本身重 沉 作用及反應槽上方的沉 裝置 使生物在反應槽下形 成高濃 的污 床 達到處 含固形物少而溶解性有機 質高的工業廢水之目的 改 型的污 床反應槽係 用 似斜管的塑膠填 安裝在污 床上方某特定高 以促進固體分 污 沉 及污 床的生物反應速 並且減少污 層 sludge blanket 高 亦即減少反應槽 高 一般型反應槽上方的沉 裝置可增設傾斜板 以 截 細小固體物 增加 SRT 4 4 P 57 64 UASB 分成哪四個主要部分 解答 1 污 床 sludge bed 部分 為主要反應區域 有極高濃 的微生物與廢水基質接觸 產生大 氣體以攪動污 33 部分上浮進入污 層中 2 污 層 sludge blanket 部分 為污 濃 漸變段 亦 為排出污 的緩衝段 具有污 膠 化 但作用 大 3 氣固液三相分 器 three phase separator 部份 固體顆 碰撞斜板造成迴 並以 斗收集氣體 4 沉 區 settler 部份 沉 並迴 活性生物污 避免 污 失 4 4 P 57 65 試比較厭氧反應系統與活性污 系統之有機負荷與污 產生 解答 表 4 4 厭氧生物 體化反應槽 上 式厭氧污 床反應槽 活性污 法比較 厭氧 體化床UASB 活性污 法 有機負荷kg COD m3 day 20 40 10 30 0 5 1 0 土地需求比 1 2 13 50 1 000 供氧動 需求 kWh kg BOD 0 0 1 迴 動 需求 kWh kg BOD 0 6 0 2 0 05 污 產生 kg VSS kg BOD 0 1 0 1 0 5 甲烷產生 Nm3 kg COD 0 35 0 35 BOD 去除 80 95 80 95 70 85 污 濃 kg m3 0 5 40 0 4 30 1 5 3 0 4 6 P 59 66 試 舉槽內具有介質之生物處 系統 解答 AFBR 接觸曝氣法 34 4 5 P 58 67 繪圖 明活性碳吸附之四個階段 解答 1 由水中移動到活