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以零價鐵還原處理科學園區廢水中硝酸鹽氮之可行性研究

  • 中欣工程行工程師 : 張宸瑋
  • 中欣工程行副總經理 : 林舜宏
  • 中欣工程行副理 : 陳睿斌
  • 中欣工程行總工程師 : 黃俊欽
  • 中欣工程行副總工程師 : 呂理安

- 摘 要 -

近年來,硝酸鹽化合物對於環境污染之問題已逐漸受到重視,其中又以科學園區廢水發生異常時,因其濃度高且排放量大,對環境之影響最為劇烈,故環保署於101年10月12日公布之「科學工業園區污水下水道系統放流水標準」中,訂定硝酸鹽氮(Nitrate Nitrogen)之放流水標準為50 mg/L,其目的為督促源頭之園區廠商及末端之聯合污水廠,積極運用物理、化學及生物方法,將廢水中硝酸鹽氮處理至符合放流水標準。此外,當污水廠一旦發生處理效率不佳之突發狀況時,則須研擬一套硝酸鹽氮削減之備用應變計畫(Contingency plans),迅速且又有效地削減硝酸鹽氮濃度,以避免放流水中硝酸鹽氮濃度超標而產生危害人體健康之風險。
眾多研究顯示,零價鐵(Zero-Valent Iron)已被廣泛運用於還原去除水中硝酸鹽氮,其具有材料成本較低廉、設施(備)佔地面積小、操作簡便及維護容易等優點,故本研究採用微米級零價鐵,以實驗室製備之50mg/L硝酸鹽氮溶液進行試驗,於pH 2、加藥量100g/L及攪拌反應時間6小時之最佳操作條件下,硝酸鹽氮之去除率可達98%以上。此外,與不同硝酸鹽氮濃度之園區聯合污水廠進、放流水,於最佳操作條件下進行試驗及比對,其結果顯示即使廢水初始硝酸鹽氮濃度達150mg/L,其去除率仍可達70%以上,惟削減之硝酸鹽氮約有20%~40%轉換為氨氮(Ammonia Nitrogen),且於低pH值條件下有較佳效果,故於實廠應用上除須特別留意經處理後廢水之氨氮濃度變化外,仍須注意調整放流水pH值大於6,以避免違反放流水標準。

以磷酸銨鎂法搭配中央合成及反應曲面法實驗設計探討科學園區聯合污水廠廢水中氨氮去除之研究

  • 中欣工程行工程師 : 林后志
  • 中欣工程行協理 : 林舜宏
  • 中欣工程行副理 : 陳睿斌
  • 中欣工程行副總工程師 : 黃俊欽
  • 中欣工程行副總工程師 : 呂理安

- 摘 要 -
為降低工業廢水中之氨氮對環境衝擊,環保署於101年10月12日公布「科學工業園區污水下水道系統之放流水標準」並將氨氮分兩階段進行管制,各科學園區已藉由訂定納管限值與規劃興建除氮生物系統因應。為確保放流水質可完全符合氨氮管制限值,進一步研究以磷酸銨鎂法(Magnesium Ammonium Phosphate, MAP)處理聯合污水廠放流水中氨氮,供未來水質異常時緊急應變方案參考依據。
本研究針對pH值、反應時間、PO43-與Mg2+莫爾比等操作參數進行研究探討,研究顯示以MAP法去除氨氮最佳反應pH為10.0,最佳反應時間為30分鐘;此外,本研究採用中央合成設計(Central composite design, CCD)搭配反應曲面法(Response surface methodology, RSM),以改變操作條件(PO43-及Mg2+莫爾比)之方式,探討不同操作條件對於反應變數氨氮去除率及磷酸鹽去除率之影響,以評估最佳操作條件。實驗結果顯示磷酸鹽濃度對氨氮去除率具顯著影響,隨磷酸鹽添加濃度增加氨氮去除率亦有顯著提升,在初始氨氮濃度87mg/L條件下,最佳n(NH4+):n(PO43-):n(Mg2+)莫爾比例為1.00:1.75:1.67,氨氮去除率可達81.9%。由廻歸數分析所得氨氮去除率二階多項式,其計算結果與實際實驗值相近,可作為未來實廠應用之參考。進一步探討去離子水配製氨氮與聯合污水廠放流水對MAP法之影響,發現聯合污水廠放流水中其他離子會與PO43-沉澱去除,干擾MAP結晶形成,導致PO43-在低莫爾比時氨氮去除率下降。

高科技產業廢水中氫氧化四甲基銨成份檢測及分解技術之研究

  • 中欣工程行經理 環工博士 : 杜世彬 中欣工程行副理 環工碩士 : 郭志豪
  • 南部科學工業園區管理局 環保科技士 : 郭崇文
  • 南部科學工業園區管理局 環保科科長 : 陳郁良
  • 南部科學工業園區管理局 環安組組長 : 林永壽
  • 南部科學工業園區管理局 局長 : 陳俊偉

- 摘 要 -
光電產業、半導體業是近年來政府大力扶植培養的重點產業,也是政府於2002年所提出的「兩兆雙星」計畫的主角。
這些產業不但年產值超過5,000億新臺 幣,位居全球前五名,更因為臺灣具有良好的研發與製造能力,
吸引大量外資投資成為全球投資最密集的地區,而南科更為上述產業彙集之科技園區。這些高科技產 業因為制程上的需要,
常使用揮發性的有機溶劑,例如,二甲基亞碸(Dimethyl sulphoxide、DMSO、(CH3)2SO)、乙醇胺(Monoethanolamime,MEA、(C2H5ONH2))、氫氧化四甲基銨(Tetra-methyl ammonium hydroxide、 TMAH、(CH3)4NOH) 等有機氮、硫類物質作為顯影液、剝離液、清洗液等;在制程中會有特定有機溶劑隨著廢水被排放,而由相關研究資料顯示TMAH在高濃度下會對微生物產生抑制 毒性,且目前環境保護署環境檢驗所並無公告水中陽離子檢測方法。有鑑於此,本研究乃針對水中TMAH檢測方式及好氧生物分解技術進行研究,結果顯示水中 TMAH濃度可利用離子層析法進行穩定檢測,另由薄膜生物反應技術(Membrane bioreactor,MBR)模廠實驗結果得知,廢水中TMAH成分在一定控制條件下,可經由好氧生物處理系統完全分解。本研究藉由模廠測試及相關檢 測,找出南科園區污水廠在相關負荷下之各項水質指標處理效率及指令引數,技術面上除可提供相關產業之工業區及南科園區廠商操作管控參考外,並同時作為南科 管理局在行政面上擬定相關管制方案、徵收污水下水道使用費之參考,及污水廠相關操作應變策略之訂定。

廢棄有機污泥以連續批次厭氧消化產氫及甲烷之研究

  • 長榮大學職業安全與衛生學系副教授 : 林信一
  • 中欣工程行安衛工程師 : 王創正
  • 長榮大學職業安全與衛生研究所碩士班研究生 : 王鐘錡
  • 長榮大學職業安全與衛生研究所碩士班研究生 : 卓聖育

- 摘 要 -

 本研究利用回分批式(Sequential Batch Reactor, SBR)反應程式,進料不同產業廢水廠廢棄污泥,以兩相式於35℃下探討廢棄污泥中的有機物厭氧消化之產氣和甲烷效率,第一階段為產酸及氫氣反應,行污泥 厭氧產氫,第二階段為產甲烷反應,基質來源為第一階段排出之有機物污泥;菌種先以熱篩處理再植入。由實驗結果得知,四個廢水廠的污泥,生活污水廠、食品 廠、麵粉廠、啤酒廠污泥,初始控制進流污泥濃度TS=2%,其產氫速率範圍約在0.5~8mlH2/hr,產氫濃度的變動範圍在0.2~1%,污水廠、食 品廠、麵粉廠、啤酒廠污泥產氫速率分別為0.0875 mmol/L/day、0.0626 mmol/L/day、0.2049 mmol/L/day、0.0701 mmol/L/day,產氫速率不規則,顯示氫氣幾乎是在短時間被作用轉化,以麵粉廠污泥的單位基質產氫量為0.082mmolH2/gCOD比其他三廠 的高,但污水廠回分批次產生氫氣的次數較多,產氫速率也維持在一定範圍,其最大產氫率和最大氫氣產量有相同的趨勢,歸納結果為麵粉廠污泥>污水廠污 泥>啤酒廠污泥>食品廠污泥。四個廢水廠污泥產甲烷濃度最高為污水廠污泥77.1%,甲烷產率最高為麵粉廠污泥154.3mL-CH4/L- reactor/day,COD去除率介於15~30%之間,甲烷回收率可達到50~70%,在本研究污泥厭氧消化中相對以麵粉廠污泥產氫及產甲烷是較具 有潛力。

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