以BioWin模擬MBR實廠處理光電廢水及評估膠體性COD對硝化效能影響

Translated title of the thesis: Simulation of full-scale membrane bioreactor plants treating TFT-LCD wastewater in BioWin software and studying the effect of colloidal COD on Nitrification performance
  • 甯 凱璘

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

薄膜液晶顯示器(Thin film transistor-Liquid crystal display TFT-LCD)廢水廠以生物處理系統A/OO-MBR (anoxic Tank/aerobic Tank/ aerobic Tank-membrane bioreactor)處理主要進流為MEA (Monoethanolamine)及DMSO (Dimethyl sulphoxide)之含高濃度有機氮、有機硫廢水,經由長期實廠監測與BioWin模擬廢水廠,以進行除COD及除氮效能之評估。 系統進流水TKN平均為200 mg-N/L、COD為1200 mg/L。經長期觀察,處理情形分為五時期,其COD去除率皆可達95%。前二期(O/OO-MBR,A/OO-MBR)硝化效果不良,TKN及TN去除率為50%及50%,F/M ratio為0 22 ± 0 1 kg-COD/kg-VSS-day。中間二期(O/OO-MBR,A/OO-MBR)硝化效能提升,除氮作用穩定,TKN及TN去除率為86%及76%。後時期(A/OO-MBR)進流水至缺氧槽及好氧槽比率為4,硝化效果良好,TKN及TN去除率為99%及85%。觀察含高F/M ratio (food to microorganism ratio)和高膠體性COD濃度對於硝化作用有影響,而硝化效能較為良好之條件為當F/M ratio低於0 2 kg-COD/kg-VSS-day和膠體性COD之COD及有機氮濃度分別低於200 mg/L及20 mgN/L。 以螢光激發/發散矩陣(Fluorescence excitation emission matrix FEEM)及高效能粒徑排除層析儀(High performance size exclusion chromatography HPSEC)分析好氧槽之膠體性COD獲知,分子量大於106 Da物質為膠體性COD來源,類含碳碳雙鍵疏水性有機物為主要膠體性COD成份,分子量大於107 Da之類芳香烴蛋白物質影響硝化效能。 以定量即時聚合?鏈鎖反應(Quantitative real time polymerase chain reaction qPCR)及末端限制?片段長度多型性(Terminal restriction fragment length polymorphism T-RFLP)獲知,好氧槽之Nitrosomonas europaea (219/270)及Nitrosomonas europaea (491/491)之優勢氨氧化菌(ammonium oxidizing bacteria AOB)量達2×107 copy/mL以上時,硝化效能良好,此時槽內氨氮維持低濃度。 以BioWin模擬廢水廠獲知,各時期COD與TKN去除率平均分別達95%及98%,A/OO-MBR時TN去除率為65%。以好氧槽之汙泥進行利用膠體性COD及汙泥為碳源之缺氧脫硝試驗獲知,膠體性COD及汙泥不被脫硝菌作為碳源利用。以厭氧氨氧化(ANAMMOX)反應試驗獲知,無發生ANAMMOX反應,而發生還原反應使亞硝酸鹽濃度下降快速並產生N2O。當實廠氨氧化菌行硝化反應產生亞硝酸鹽氮時,可立即發生還原反應,因而硝酸鹽氮累積少,總氮去除率較BioWin模擬結果高。以DMSO及MEA為碳源之脫硝方程式獲知,當進流COD濃度為1200 mg/L且完全作為碳源來源時,缺氧槽C/N比之計算理論值為3 4 mg-COD/mg-NO3--N以上才可脫硝作用完全。
Date of Award2015 Aug 3
Original languageChinese
SupervisorLiang-Ming Whang (Supervisor)

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