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綠色產業新知

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符合原則(標籤):1.案例會員國:中華民國、2.技術、3.APO會員需求:無、4.產業別:工業、5.三重盈餘:環境、經濟

 前言:

        亞洲生產力組織(Asian Productivity Organization, APO)為一國際組織,致力於提升產業之綠色生產力(Green Productivity, GP),APO提倡GP之目的乃在於促進組織各會員國能夠改善環境問題,強化生產力提升組職經濟價值,並共同邁向亞洲的永續發展。生物薄膜反應器(Membrane biocreactor)對於台灣工業廢水處理與回收具有相當程度之成效,自2000年第一台沉浸式生物薄膜反應器(submerged MBR)開始運轉至今,MBR於中華民國的發展也已達到十數年,故本文將介紹此一廢水處理技術,以期能夠使APO各會員國了解此一技術之優勢與劣勢,並達成不僅僅只有處理廢水之功效,亦能夠回收可利用之水資源以因應未來可能的水資源匱乏的困境。

生物薄膜反應器(MBR)應用於煉油於化工廢水

        傳統煉油與化工之廢水具有高濃度之氯離子,因此導致傳統之生物處理法無法有效沉降,使得懸浮固體(SS)過高無法符合法規要求;即使透過添加大量的藥劑與增設砂過濾處理,其成效不僅相當有限,同時砂層堵塞導致系統無法順利運轉亦是傳統方法難以解決化工高濃度有機廢水排放之問題。因此藉由MBR系統可有效解決此一問題。透過MBR系統處理後之化工廢水,COD可望從1000~2000 mg/L降至80 mg/L以下,SS可控制在20 mg/L以下。除了穩定排放廢水之標準外,產業同時避免大量使用藥劑與砂過濾操作,節省成本與廢水設施之空間,促進人員操作之便利性與節省操作人力。

MBR之問題與解決方法

        目前MBR已是相當穩定之技術,但要建立一套能長期穩定操作的管理方法才能使MBR之壽命得以延長,因此最主要的措施就是須了解可能直接與間接導致薄膜積垢與堵塞之物質。以下乃MBR系統常見之異常狀況與改善方法:

薄膜壓力上升

薄膜系統壓力上升主要乃是積垢與堵塞導致。如廢水中之鐵離子經過長期運轉會在薄膜表面生成鐵氧化物包覆於表面,可透過特殊複合配方浸泡,12小時藥洗程序,可有效改善此一問題。此外廢水中常常具有有毒物質,微生物將產生高黏性的生物胞外聚合物,傳統的藥洗程序難以解決薄膜生物堵塞的困境。通常可藉由過濾(Filtration)與逆洗(Backpulse)的透水率(Permeability)差異,以污泥過濾性測試()輔助,快速恢復微生物正常操作才能有效降低薄膜壓力上升之問題。因此MBR的維護運轉實乃奠基於正確分析薄膜堵塞的成因上,過於頻繁的藥洗將使薄膜壽命減少,增加成本的支出,因此MBR的運轉需要搭配許多線上偵測措施,諸如流量、壓力與水質的分析,才能確保穩定的操作。

適當的薄膜通量設計

24小時連續運轉,因此MBR往往處於長期壓力負荷下,減少鬆弛(relax)的機會,若薄膜通量設計過高,將導致過高的透模壓力(TMP),增加藥洗瓶率以至於減少薄膜壽命,因此建議工業應用之MBR通量應設計不大於薄膜臨界通量(Critical flux)的60%。

MBR薄膜或管線洩露對系統之影響

RO前段之過濾器快速堵塞,使得更新濾器與藥洗的頻率上升,不僅影響系統的操作穩定與薄膜的壽命,同時也將大幅增加操作運轉的成本。建議可在進入MBR系統前增加過濾器過濾異物進入的機率,同時增設濁度計偵��監控MBR系統的洩露。

參考文獻:

  1. 倪辰華、林俊德,2013,「生物薄膜反應器在工業廢水處理與回收的應用-台灣近十二年來的發展經驗」,工業污染防治技術,第125期,pp81~95。
  2. 游惠宋,「薄膜生物處理技術於廢水處理之應用」,中工高雄會勘,第17卷,第2期,pp62~68。