廢污水處理綠色轉型 新興廢水處理技術應用平台

適用行業及污染物(濃度)

• 高密度循環養殖用水：氨氮0.5~5 mg/L(限用一段式)。養殖業無法添加有機物進行脫氮，故當產生之氨氮透過硝化菌轉化為硝酸鹽後，當硝酸鹽累積至一定濃度過去方法僅有換水一途。
• Main-stream都市污水：氨氮10~50 mg/L(限用一段式)。我國都市污水普遍COD_S/N不足4，若為符合放流水標準(包括水源水質保護區)，過去需額外添加有機碳源進行脫硝。
• Side-stream都市污水：氨氮500~1,500 mg/L。我國尚無較成功之都市污水厭氧消化系統，而國外案例顯示廢棄活性污泥經完整厭氧消化後，其COD_S/N不足4，若排回Main-stream處理則會造成脫硝系統受影響，一般需額外添加有機碳源處理。
• 工業廢水及科技業廢水：氨氮50~500 mg/L。我國工業廢水如石化業、化工業；或是科技業廢水如半導體或是光電業，許多廢水之COD_S/N遠小於4甚至2，若需完整脫氮往往需額外添加有機碳源，但因工業廢水與科技業廢水成分較複雜，可能含有抑制性物質，一般需前處理將低原水有機物濃度或是抑制性物質之濃度。

共通特性：鹽度未經適應<0.8~1.5%，經適應鹽度後<3%。

技術原理

本技術核心生化反應為好氧氨氧化反應在適當供氧條件下將氨氮氧化成約1：1.32之氨氮與亞硝酸氮，隨後由厭氧銨氧化反應將前述特定比例之氨氮與亞硝酸氮共同反應為氮氣(89%)與少量硝酸氮(11%)。

技術概述

本技術可於兩段式系統或是一段式反應器系統中進行，兩段式系統為第一段反應器透過好氧氨氧化菌、亞硝酸氧化菌(可行氨氧化之菌株)或好氧氨氧化古細菌以氧為電子接受者將氨氮氧化至亞硝酸氮，並於第二段反應器由厭氧銨氧化菌透過亞硝酸鹽為電子接受者進行將氨氮氧化至氮氣。

上述反應亦可於單一反應槽內進行，為利用反應器填充一定量之生物載體，而生物載體上附著形成一定厚度之生物膜，並且透過精準的供氧控制(包括氧傳係數測試，及即時氨氮濃度與進流量之量測回饋)，於上述生物膜達到外層為好氧層進行好氧亞硝化反應，及內層為厭氧層進行厭氧銨氧化反應。精準供氧控制方法優點可避免好氧氨氧化反應產生過多硝酸氮，且可於大型污水廠之機械設備條件下達到，缺點為初設成本較高，需裝設氨氮連續監測設備與進流流量計等。

其他一段式反應器系統類似之技術名稱包含CANON、OLAND、DEMON、SNAP、One-stage Anammox等等，皆基於半亞硝化及厭氧銨氧化兩種生化反應達到總氮之去除；另其他複合式技術包如半亞硝化、厭氧銨氧化及脫硝如SAND；或是部分脫硝(NO₃^-🡪NO₂^-)及厭氧銨氧化如DEAMOX或Denammox；或是全硝化、部分脫硝(NO₃^-🡪NO₂^-)及厭氧銨氧化如PANDA等。

符合 4L+C 資源循環、節能減碳

低成本、循環經濟、低碳排放/低耗能、低污染

相較傳統硝化脫硝技術

• 可減少100%有機碳源加藥量(經100噸系統驗證)。
• 可減少57%鼓風機曝氣動力(因100噸系統硬體規格及實驗條件限制尚未完成最佳化，故仍以理論化學劑量計算為主)。
• 可減少84%廢棄污泥清運量(經100噸系統驗證)。
• 可減少30~50%碳排量(承2，因100噸系統硬體規格及實驗條件限制尚未完成最佳化，故能耗部分碳排仍以理論化學劑量計算為主)。

依據化學劑量而言，上述減量效益適用於所有高氮低碳之廢水。

技術限制與負面影響

技術限制

• 廢水成份COD/N大於2者，需厭氧前處理或物化前處理降低COD濃度至合適範圍。
• 處理空間限制，Main-stream都市污水(限用單槽式)需水力停留時間0.2～0.5天以上；Side-stream都市污水需0.5~2天以上；工業廢水及科技業廢水0.5~3天以上。
• 廢水成份具抑制性物質，如甲醇、界面活性劑者、CN或重金屬等，若無法以前處理去除該物質則不適用。

負面影響

無

技術流程

本技術包含兩段式系統與一段式系統：

兩段式系統其技術核心為第一段反應器以適當分子氨及供氧量控制半亞硝化反應，並於第二段反應器進行厭氧銨氧化反應，達到去除氨氮的效果。

一段式系統其技術核心為反應器內填充一定量之生物載體使其形成雙層生物膜結構，並且透過精準的供氧控制，於上述生物膜達到外層為好氧層進行好氧亞硝化反應，當溶氧到達內層時，因溶氧耗盡而形成厭氧層，以利進行厭氧銨氧化反應。