連續操作之觸媒催化氧化系統模廠試驗
發布日期: 114 - 12 - 12
試驗方法與流程:
觸媒催化氧化系統模廠測試之各處理單元流程如圖1所示，將臭氧暫存槽中的廢水引入本系統中的暫存槽，並透過電解方式將廢水中Cl-轉換成次氯酸，隨後進入觸媒催化氧化系統，進行對有機高分子的催化氧化反應。最後，回到原處理系統中的生物處理單元中，以降低原系統中生物處理操作負荷。模廠試驗期間已於2024年開始啟動，待各操作單元穩定操作後，將進行水質分析並確認系統最佳操作參數，以利該廠達成COD去除率>80%之目標，符合工業區排放標準(COD ppm)。
脫硝觸媒還原的現場測試驗證地點，篩選於不鏽鋼廠進行測試，該廠化混出水硝酸鹽氮濃度最高約350 mg/L，後經脫硝生物球模組於4天停留時間處理後，即能符合硝酸鹽氮法規限值，若停留時間縮短為2天時，硝酸鹽氮濃度則可降至50~150 mg/L，需於後端串接還原劑/活性碳(AC)或還原劑/觸媒(DNC+)處理技術，以達目標去除率為50%或濃度為< 50 mg/L以下。測試流程圖如圖2所示，在脫硝生物球模組出水銜接一暫存桶以調配水質，經簡易過濾後採連續運轉方式於HRT= 0.5 h情形下，測試不同還原劑添加量觀察處理後硝酸鹽氮含量變化是否達< 50 mg/L去除率> 50%目標。
試驗結果:
數據如表所示，進水(脫硝生物球出水)pH值為7~9，於 HRT= 0.5 h連續流反應後出水pH維持7~8，出水NO3-N說明整理如下所述：
1. 當硝酸鹽氮濃度為100~200 mg/L，以NO3-N:還原劑(w/w)=1:10及1:8加藥測試，處理後硝酸鹽氮可降至< 30 mg/L及30~50 mg/L，表示NO3-N:還原劑=1:8 即可控制出水NO3-N < 50 mg/L。
2. 當硝酸鹽氮濃度為 200~300 mg/L，以NO3-N還原劑(w/w)=1:10 及 1:8 加藥測試，處理後硝酸鹽氮亦降至< 40 mg/L及40~70 mg/L，表示NO3-N:還原劑=1:10 才可控制出水NO3-N < 50 mg/L。
綜上所述，當NO3-N濃度為100~200 mg/L 時，NO3-N:還原劑=1:8即可控制出水NO3-N< 50 mg/L，但當NO3-N濃度為200~300 mg/L 時，NO3-N:還原劑=1:10 才可控制出水NO3-N< 50 mg/L，因此製程端減少NO3-N的排放和生物系統的處理功能，才能盡量減少後端的還原劑添加量。
DNC+觸媒脫硝連續流模組處理前後水質表(HRT= 0.5 h)
| 測試 | 進水NO3-N(mg/L) | NO3-N:還原劑*(w/w) | 還原劑*添加量(mg/L) | 出水NO3-N(mg/L) |
|---|---|---|---|---|
| 低濃度 | 180 | 1:10 | 1800 | 23.5 |
| 1:8 | 1440 | 41.7 | ||
| 中低濃度 | 250 | 1:10 | 2500 | 33.8 |
| 1:8 | 2000 | 52.4 |
*還原劑為硫代硫酸鈉
圖 1 化工廠觸媒催化氧化系統模廠試驗處理流程
圖 2 DNC+觸媒脫硝模組流程圖
