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)

• 低碳氮比廢(污)水-硝酸鹽氮：80 ~ 150 mg/L
• 地下水、湖泊、河川-硝酸鹽氮：10 ~ 50 mg/L
• 無機廢水 (不含生物抑制成分)-硝酸鹽氮：100 ~ 500 mg/L

技術原理

此技術透過硫自營脫硝菌，使用還原性硫化物 (S₂O₃²⁻、S²⁻、S⁰、 SO₃²⁻) 作為電子供體，將廢水中含氮污染物 (NO₃⁻、NO₂⁻) 作為電子受體，還原為氮氣，以達去除水中含氮污染物之目的。

技術概述

於生物反應槽中加入還原性硫化物作為電子供體，亦可為擔體，以含氮廢水作為進流水進行硫自營脫硝反應，由於此反應會消耗鹼度，因此需調整 pH 值達中性或弱鹼性，以利硫自營脫硝菌生長。

技術優點

• 相較於傳統異營性脫硝反應，此技術污泥產生量較少且不須額外添加有機物作為碳源，可大幅降低營運成本。
• 在硫自營脫硝系統中，不需要額外添加有機碳，且以 CO₂ 作為氧化菌生長所需之碳源，可減少碳排放量。
• 由於硫自營脫硝可提供高 N₂O 還原速率所需條件，因此產生較低 N₂O，相較於異營脫硝反應可減少溫室氣體(Greenhouse gases, GHGs)的排放。

技術缺點

• 硫自營性脫硝反應最終產物為氮氣及硫酸鹽，出流水中硫酸鹽濃度過高可能影響水中生態系統。
• 若使用石灰石作為鹼劑添加，將導致水中硬度增加並導致碳酸鈣沉澱，限制生物對於磷的利用。

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

低碳排放

• 在脫硝過程中所產生之污泥量較少，可減少運輸及處理排放的二氧化碳。
• 硫氧化菌為自營性微生物，可透過生物固碳作用回收 CO₂ 合成有機碳，以作為生長所需之碳源。

低成本

• 還原性硫化物的成本 (0.13 ~ 0.25 美元/kg)，遠低於異營脫硝常用的有機碳 (如甲醇、醋酸鹽：1.0 ~ 2.2 美元/kg)。
• 硫自營脫硝擁有較低的污泥產量，與異營脫硝相比，污泥產量減少55%，大幅降低了污泥處理的成本。

循環經濟

• 可透過不含生物抑制物質之含硫工業廢水、煙氣脫硫 (FGD) 廢水中的硫化物，如元素硫或亞硫酸鹽，作為硫自營脫硝之再生硫源。
• 可透過回收貝類之廢棄物中的碳酸鈣，作為硫自營脫硝之無機碳源。

技術限制與負面影響

技術限制

• 啟動階段硫自營脫硝菌較不易馴養，所需時間較久，但可透過藥劑添加，加速馴養的階段。
• 硫自營性脫硝菌對 pH 的適應範圍較小，最佳 pH 範圍通常在 6.5 至 8.0 之間，過酸、過鹼或變動較大的環境會抑制微生物活性。

負面影響

• 若處理較高氮污染物廢水時，可能導致出流水中硫酸鹽濃度過高，若流入厭氧環境中，將會被硫酸鹽還原菌還原為 H₂S，使末端管線有腐蝕問題，並對下游生態造成不利影響，因此必須格外注意，必要時可於出水口裝設曝氣設施防止 H₂S 生成。
• 若處理之進流水發生硝酸鹽氮負荷突增時，會導致系統脫硝不完全，必要時可額外添加硫代硫酸鈉，提高脫硝效能。

技術流程