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)

• 廢(污)水種類
  • 畜牧廢水
  • 食品廢水
  • 醱酵廢水
  • 屠宰廢水
  • 石化廢水
  • 染整廢水
  • 光電廢水
  • 漿紙廢水
• 適用污染物及濃度範圍
  • 化學需氧量(COD)：1,000 ~ 50,000 mg/L
  • 懸浮固體物(SS)：< 1,000 mg/L
  • 酸鹼值(pH)：6.0 ~ 8.0
  • 總氨氮(TAN)：< 4,000 mg/L
  • 硫化物(sulfides)：< 200 mg/L

技術原理

上流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed, UASB)主要為硬體與軟體結合，軟體部份透過厭氧微生物降解水中有機物，經(水解>酸化>乙酸化>甲烷化)聯合反應至最終氣相產物-沼氣，結合硬體之水流分配器(斷面水流平均分配)、生物反應區(微生物與廢水進行反應)、三項分離器組成(氣/液/固分離)，達到綠能收集與淨化水質目的。

技術概述

技術內容/執行方式

廢水經UASB反應器底部水流分配器，向上流過厭氧微生物(絮狀或顆粒狀污泥組成)的污泥床(反應區)，廢水與厭氧微生物在槽內發生還原反應，降解有機物(COD)的同時產生甲烷(CH₄)、二氧化碳(CO₂)，產生的氣泡引起污泥床的擾動，達到氣體攪拌之質傳效果。並藉由頂部三相分離器進行沼氣收集作為綠能利用之來源，廢水部分則是藉由反應區內厭氧微生物對污染物的降解，與三相分離器對污泥的截流，而達到良好處理效果。

技術特點

• 高體積效率，依產業類別會有不同，平均體積負荷>3 kg COD/m³/day，處理槽所需體積較小，節省投資成本。
• 處理槽因效率高且占地面積小，故土地利用效率可達100 kg COD/m²/day，比傳統活性污泥法高約20倍。
• 低污泥產量，污泥產率0.05 kg VSS/kg CODre。
• 免供氧，低能源消耗。
• 廢水有機物濃度適用範圍非常廣。
• 對於水質和負荷變動的忍受力高。

優/缺點

優點

• 針對高濃度有機物(COD：1,000~10,000 mg/L)去除效率高。
• 不需額外提供氧氣進行反應，減少鼓風機用電造成碳排放。
• 相較傳統活性污泥減少約6倍廢棄污泥量(0.3/0.05)，減少清運費用與污泥處理碳排放。
• 產生之沼氣為能量來源，可進行純化，作為後續發電或鍋爐等…設備使用。

缺點

• 對水中毒性物質敏感，亦造成處理效率降低。
• 系統啟動時間較長(3個月)。

符合 4L+C 資源循環、節能減碳

循環經濟、低碳排放/低耗能、低使用空間

低碳排放/低耗能

UASB比較傳統活性污泥處理法，不需曝氣進行反應，節省曝氣電費與用電碳排。

低使用空間

比較傳統活性污泥法1 kgCOD/m³/d體積負荷，UASB平均負荷>3kg COD/m³/d，相較之下槽體可節省約3倍。

循環經濟

厭氧產出之沼氣進行純化後發電，可回用於廠內用電，降低外購電力需求。

技術限制與負面影響

技術限制

• 不適用於超高濃度廢水(> 100,000 mg/L)。
• 不適用處理低濃度廢水(< 100 mg /L)。
• 不適用處理無機廢水。
• 處理液態廢水為主，若廢水固體物濃度高(> 1,000 mg/L)，前端需設前處理單元。
• 廢水pH值 <6 或 >8 需適當調整至中性。

負面影響

UASB處理技術，以往都是針對廢水處理進行考量(符合放流水、減少後端好氧系統曝氣用電)，在產出之沼氣往往忽略其可利用性，大多直接排放或燃燒方式進行消耗，造成碳排放增加情況。

目前發電機與鍋爐系統，皆有支援燃氣使用，可將沼氣導入產生之綠電與熱水回製程使用。

技術流程