1

化學混凝及好氧生物處理技術化學混凝及好氧生物處理技術化學混凝及好氧生物處理技術化學混凝及好氧生物處理技術

崑崑崑崑 山山山山 科科科科 技技技技 大大大大 學學學學

環環環環 境境境境 工工工工 程程程程 系系系系

黃黃黃黃 汝汝汝汝 賢賢賢賢

2

工業廢水工業廢水工業廢水工業廢水特性特性特性特性

化工業化工業化工業化工業：：：：脂肪族脂肪族脂肪族脂肪族////芳香族有機物芳香族有機物芳香族有機物芳香族有機物

金屬工業金屬工業金屬工業金屬工業：：：：酸鹼酸鹼酸鹼酸鹼、、、、重重重重金屬金屬金屬金屬、、、、六價鉻六價鉻六價鉻六價鉻、、、、氫化氫化氫化氫化物物物物、、、、銨鹽銨鹽銨鹽銨鹽、、、、脂肪族脂肪族脂肪族脂肪族////芳香族有機物芳香族有機物芳香族有機物芳香族有機物

食品業食品業食品業食品業：：：：脂肪族有機物脂肪族有機物脂肪族有機物脂肪族有機物

石化業石化業石化業石化業：：：：芳香族有機物芳香族有機物芳香族有機物芳香族有機物

半導體半導體半導體半導體、、、、光電業光電業光電業光電業：：：：脂肪族脂肪族脂肪族脂肪族////芳香族有機物芳香族有機物芳香族有機物芳香族有機物、、、、酸鹼酸鹼酸鹼酸鹼、、、、氫氟酸氫氟酸氫氟酸氫氟酸、、、、砷砷砷砷、、、、SiO2、、、、金屬金屬金屬金屬、、、、H2O2及銨鹽及銨鹽及銨鹽及銨鹽(NH4

+)

3

有機廢水常見處理流程有機廢水常見處理流程有機廢水常見處理流程有機廢水常見處理流程

廢水廢水廢水廢水→預先處理單元預先處理單元預先處理單元預先處理單元(粗欄污柵粗欄污柵粗欄污柵粗欄污柵、、、、細篩細篩細篩細篩

機機機機、、、、曝氣沉砂池曝氣沉砂池曝氣沉砂池曝氣沉砂池、、、、除油裝置除油裝置除油裝置除油裝置)→廢水廢水廢水廢水

調整池調整池調整池調整池→化學混凝系統化學混凝系統化學混凝系統化學混凝系統(混凝池混凝池混凝池混凝池、、、、膠膠膠膠凝凝凝凝

池池池池、、、、化學沉澱池或加壓浮除池化學沉澱池或加壓浮除池化學沉澱池或加壓浮除池化學沉澱池或加壓浮除池)→活性活性活性活性

污泥系統污泥系統污泥系統污泥系統(曝氣池曝氣池曝氣池曝氣池、、、、生物沉澱池生物沉澱池生物沉澱池生物沉澱池)→砂砂砂砂

濾器濾器濾器濾器→活性碳吸附器活性碳吸附器活性碳吸附器活性碳吸附器→放流放流放流放流

4

化學混凝程序化學混凝程序化學混凝程序化學混凝程序

廢水中顆粒較小的固體廢水中顆粒較小的固體廢水中顆粒較小的固體廢水中顆粒較小的固體(稱為膠體稱為膠體稱為膠體稱為膠體colloids)本身帶本身帶本身帶本身帶有負電荷有負電荷有負電荷有負電荷，，，，使得粒子在水中因互相排斥而不易沈使得粒子在水中因互相排斥而不易沈使得粒子在水中因互相排斥而不易沈使得粒子在水中因互相排斥而不易沈澱澱澱澱，，，，故須加入混凝劑故須加入混凝劑故須加入混凝劑故須加入混凝劑(如多元氯化鋁如多元氯化鋁如多元氯化鋁如多元氯化鋁、、、、硫酸鋁硫酸鋁硫酸鋁硫酸鋁、、、、氯化鐵氯化鐵氯化鐵氯化鐵）））），，，，促使膠體粒子相互結合而形成較大的促使膠體粒子相互結合而形成較大的促使膠體粒子相互結合而形成較大的促使膠體粒子相互結合而形成較大的顆粒顆粒顆粒顆粒，，，，通常須再加入陰離子性高分子聚合物通常須再加入陰離子性高分子聚合物通常須再加入陰離子性高分子聚合物通常須再加入陰離子性高分子聚合物(polymer)助凝劑助凝劑助凝劑助凝劑，，，，以形成粗大的以形成粗大的以形成粗大的以形成粗大的化學膠羽化學膠羽化學膠羽化學膠羽再沈再沈再沈再沈澱去除澱去除澱去除澱去除

5

混凝作用機制混凝作用機制混凝作用機制混凝作用機制

電雙層壓縮電雙層壓縮電雙層壓縮電雙層壓縮( double-layer compression )

電性中和電性中和電性中和電性中和( charge neutralization )

沉澱絆除沉澱絆除沉澱絆除沉澱絆除( enmeshment in precipitate )

吸附及架橋吸附及架橋吸附及架橋吸附及架橋( adsorption and inter-particle

bridging )

6

電雙層理論電雙層理論電雙層理論電雙層理論

7

電雙層壓縮電雙層壓縮電雙層壓縮電雙層壓縮

8

電性中和電性中和電性中和電性中和

9

沉澱絆除沉澱絆除沉澱絆除沉澱絆除

10

吸附及架橋吸附及架橋吸附及架橋吸附及架橋

11

Stokes’ law

條件條件條件條件：：：：(1)層流狀態層流狀態層流狀態層流狀態(Re＜＜＜＜1)，，，，(2)球狀顆粒球狀顆粒球狀顆粒球狀顆粒

vs = (g/18µ) ×××× (s – 1) dp2

式中式中式中式中

vs =顆粒終端沉澱速度顆粒終端沉澱速度顆粒終端沉澱速度顆粒終端沉澱速度

g =重力加重力加重力加重力加速度速度速度速度

µ=液體靜黏度係數液體靜黏度係數液體靜黏度係數液體靜黏度係數

s =顆粒比重顆粒比重顆粒比重顆粒比重

dp =顆粒粒徑顆粒粒徑顆粒粒徑顆粒粒徑

12

混凝劑之種類混凝劑之種類混凝劑之種類混凝劑之種類

名稱名稱名稱名稱 化學式化學式化學式化學式 商品成分商品成分商品成分商品成分形形形形狀狀狀狀

適合的適合的適合的適合的pHpHpHpH值值值值

硫酸鋁(明礬)

Al2(SO4)3 • 18H2O 15~22% Al2O

3

塊狀粒狀粉末

4.5 ~ 8.0

硫酸鐵 Fe2(SO

4)3

90~94% Fe2(SO

4)3

25~26% Fe

粒狀粉末

4 ~ 12

氯化鐵 FeCl3 • 6H2O59~61% FeCl

3

20~21% Fe塊狀 4 ~ 12

聚氯化鋁Al

13O

4(OH)

247+

(主成分)10~15% Al

2O

3液狀 6 ~ 9

13

助凝劑之種類助凝劑之種類助凝劑之種類助凝劑之種類

陰離子性高分子聚合物陰離子性高分子聚合物陰離子性高分子聚合物陰離子性高分子聚合物(使用在廢水之化學使用在廢水之化學使用在廢水之化學使用在廢水之化學

混混混混凝程序凝程序凝程序凝程序)：：：：加在慢速膠凝池內加在慢速膠凝池內加在慢速膠凝池內加在慢速膠凝池內(劑量劑量劑量劑量= 1~2

mg/L )，，，，藉架橋藉架橋藉架橋藉架橋、、、、凝集凝集凝集凝集作用形成更大之化學作用形成更大之化學作用形成更大之化學作用形成更大之化學

膠羽膠羽膠羽膠羽，，，，以增加沉降速度以增加沉降速度以增加沉降速度以增加沉降速度

陽離子性高分子聚合物陽離子性高分子聚合物陽離子性高分子聚合物陽離子性高分子聚合物(使用在帶濾式使用在帶濾式使用在帶濾式使用在帶濾式及離及離及離及離

心式心式心式心式污泥脫水機污泥脫水機污泥脫水機污泥脫水機)：：：：加在污泥調理池內加在污泥調理池內加在污泥調理池內加在污泥調理池內(劑量劑量劑量劑量

= 2~4 kg/1000 kg污泥乾重污泥乾重污泥乾重污泥乾重 )，，，，藉電價中和藉電價中和藉電價中和藉電價中和，，，，以以以以

增加污泥脫水性增加污泥脫水性增加污泥脫水性增加污泥脫水性

14

化學混凝最適操作條件化學混凝最適操作條件化學混凝最適操作條件化學混凝最適操作條件

化學混凝程序通常經由化學混凝程序通常經由化學混凝程序通常經由化學混凝程序通常經由瓶杯試驗瓶杯試驗瓶杯試驗瓶杯試驗（（（（jar

test））））以決定最適的操作以決定最適的操作以決定最適的操作以決定最適的操作pH、、、、混凝劑混凝劑混凝劑混凝劑種類和劑量種類和劑量種類和劑量種類和劑量、、、、助凝劑種類和劑量助凝劑種類和劑量助凝劑種類和劑量助凝劑種類和劑量

15

化學混凝之操作化學混凝之操作化學混凝之操作化學混凝之操作

快混快混快混快混(混凝混凝混凝混凝)：：：：利用速度坡降使顆粒相互碰撞利用速度坡降使顆粒相互碰撞利用速度坡降使顆粒相互碰撞利用速度坡降使顆粒相互碰撞，，，，

破壞膠體粒子之穩定性破壞膠體粒子之穩定性破壞膠體粒子之穩定性破壞膠體粒子之穩定性；；；；水力停留時間水力停留時間水力停留時間水力停留時間= 5~10

min ；；；；轉速轉速轉速轉速= 80 rpm；；；；劑量劑量劑量劑量= 200~2000

mg/L

慢混慢混慢混慢混(膠凝膠凝膠凝膠凝)：：：：藉架橋藉架橋藉架橋藉架橋、、、、凝集凝集凝集凝集作用形成作用形成作用形成作用形成較大且緻較大且緻較大且緻較大且緻

密之膠羽密之膠羽密之膠羽密之膠羽，，，，以增加沉降速度以增加沉降速度以增加沉降速度以增加沉降速度；；；；水力停留時間水力停留時間水力停留時間水力停留時間=

20~30 min ；；；；轉速轉速轉速轉速= 30 rpm；；；；劑量劑量劑量劑量= 1~2

mg/L

16

pH = 5.0~7.0

pH = 4.0~9.0

鋁鹽鋁鹽鋁鹽鋁鹽

鐵鹽鐵鹽鐵鹽鐵鹽

17

沉澱之型態沉澱之型態沉澱之型態沉澱之型態

顆粒各自沉澱，互不干擾(多發生於沉砂池)

單顆粒沉降

顆粒於沉降中相互黏附，共同沉降(多發生於混凝後之沉澱池)

膠凝沉降

懸浮固體為中等程度之濃度，顆粒間之相對位置傾向於維持固定不變，因而大量顆粒之沉澱就如同一個單體發生沉澱(多發生於生物處理之二級沉澱設施 )

層沉降

高濃度之固體顆粒，使得整體形成單一結構，此時沉澱僅發生於結構的壓縮(多發生於污泥濃縮池)

壓密沉降

18

矩形沉澱池矩形沉澱池矩形沉澱池矩形沉澱池

長寬比 3：1 ~ 5：1

寬度 3 ~ 6 m

有效水深 3 ~ 4 m

底部坡度 1/100 ~ 2/100

堰負荷 124 ~ 500 m3/m-d

表面溢流率 20 ~ 40 m3/m2-d

www.ftis.org.tw/eta/train/PDF/2005062201.pdf

19

圓形沉澱池圓形沉澱池圓形沉澱池圓形沉澱池

直徑 9 ~ 46 m

進流井直徑 槽體直徑之

15 ~ 20%

有效水深 3 ~ 4 m

漏斗壁之傾斜角 60o以上

堰負荷 124 ~ 500 m3/m-d

表面溢流率 20 ~ 40 m3/m2-dhttp://www.westech-inc.com/product.cfm?ItemID=23&Cat=6

http://www.environmentalleverage.com/Clarifier%20Optimization.ht

20

加壓浮除法加壓浮除法加壓浮除法加壓浮除法(dissolved-air flotation)

進流廢水先以抽水機抽送至進流廢水先以抽水機抽送至進流廢水先以抽水機抽送至進流廢水先以抽水機抽送至2 ~ 4 atm之壓之壓之壓之壓力槽力槽力槽力槽，，，，並送入空氣並送入空氣並送入空氣並送入空氣，，，，使空氣溶入水中使空氣溶入水中使空氣溶入水中使空氣溶入水中，，，，而而而而後降低壓力至大氣壓力後降低壓力至大氣壓力後降低壓力至大氣壓力後降低壓力至大氣壓力(1atm)下下下下，，，，則溶解則溶解則溶解則溶解氣體形成小氣泡游離並附著於顆粒表面氣體形成小氣泡游離並附著於顆粒表面氣體形成小氣泡游離並附著於顆粒表面氣體形成小氣泡游離並附著於顆粒表面，，，，使油滴及懸浮使油滴及懸浮使油滴及懸浮使油滴及懸浮固體物上浮固體物上浮固體物上浮固體物上浮

21

直接加壓法

迴流加壓法

22

化學污泥體積量計算化學污泥體積量計算化學污泥體積量計算化學污泥體積量計算計算依據計算依據計算依據計算依據Q = 100 m3/d, SSinf = 500 mg/L, SSeff = 30 mg/L, PAC混凝劑混凝劑混凝劑混凝劑(10%

Al2O3)加入量加入量加入量加入量= 50 kg/d, 一般一般一般一般化學化學化學化學污泥含水率約污泥含水率約污泥含水率約污泥含水率約98% (2% dry solids)

去除去除去除去除SS產生之污泥量乾重產生之污泥量乾重產生之污泥量乾重產生之污泥量乾重：：：：

100 m3/d ×××× (500 – 30 mg COD/L ) ×××× 10-3 = 47 kg dry solids/d

PAC混凝劑混凝劑混凝劑混凝劑(10% Al2O3)轉化為轉化為轉化為轉化為Al(OH)3固體物之污泥量乾重固體物之污泥量乾重固體物之污泥量乾重固體物之污泥量乾重：：：：

50 kg/d ×××× 0.1 ×××× (2 ×××× 78/102) = 8 kg dry solids/d

化學污泥體積量化學污泥體積量化學污泥體積量化學污泥體積量：：：：

(47 + 8) kg dry solids/d ÷÷÷÷ 0.02 ÷÷÷÷ (1.03 ×××× 103 kg/m3) = 3 m3/d

23

化學污泥餅產生量計算化學污泥餅產生量計算化學污泥餅產生量計算化學污泥餅產生量計算

化學污泥經重力濃縮化學污泥經重力濃縮化學污泥經重力濃縮化學污泥經重力濃縮、、、、機械脫水後機械脫水後機械脫水後機械脫水後污泥餅污泥餅污泥餅污泥餅含水率為含水率為含水率為含水率為75% (25% dry solids)

55 kg dry solids/d ÷÷÷÷ 0.25 = 220 kg sludge cake/d

24

活性污泥程序活性污泥程序活性污泥程序活性污泥程序

曝氣池在供氧條件下曝氣池在供氧條件下曝氣池在供氧條件下曝氣池在供氧條件下，，，，好氧菌好氧菌好氧菌好氧菌、、、、兼氣菌將進流兼氣菌將進流兼氣菌將進流兼氣菌將進流

廢水中膠體狀及溶解性有機物代謝成穩定物質廢水中膠體狀及溶解性有機物代謝成穩定物質廢水中膠體狀及溶解性有機物代謝成穩定物質廢水中膠體狀及溶解性有機物代謝成穩定物質

(CO2、、、、H2O及及及及NH3等等等等)及增殖微生物及增殖微生物及增殖微生物及增殖微生物，，，，微生物流微生物流微生物流微生物流

入生物沈澱池固液分離後入生物沈澱池固液分離後入生物沈澱池固液分離後入生物沈澱池固液分離後，，，，大部分沈澱污泥迴大部分沈澱污泥迴大部分沈澱污泥迴大部分沈澱污泥迴

流至曝氣池流至曝氣池流至曝氣池流至曝氣池(維持適當污泥濃度維持適當污泥濃度維持適當污泥濃度維持適當污泥濃度)，，，，僅少部分過剩僅少部分過剩僅少部分過剩僅少部分過剩

污泥須廢棄污泥須廢棄污泥須廢棄污泥須廢棄(維持適當污泥齡維持適當污泥齡維持適當污泥齡維持適當污泥齡)，，，，另行污泥處理另行污泥處理另行污泥處理另行污泥處理

25

活性污泥程序活性污泥程序活性污泥程序活性污泥程序

好氧性分解好氧性分解好氧性分解好氧性分解（（（（aerobic decomposition））））

好氧菌好氧菌好氧菌好氧菌、、、、兼氣菌從有機物獲得能源兼氣菌從有機物獲得能源兼氣菌從有機物獲得能源兼氣菌從有機物獲得能源，，，，亦以亦以亦以亦以有機物做為細胞合成的碳源有機物做為細胞合成的碳源有機物做為細胞合成的碳源有機物做為細胞合成的碳源(異營菌異營菌異營菌異營菌) ；；；；在在在在分解有機物過程中分解有機物過程中分解有機物過程中分解有機物過程中，，，，以水中自由氧以水中自由氧以水中自由氧以水中自由氧(O2)做做做做為電子的接受者為電子的接受者為電子的接受者為電子的接受者，，，，最終產物有最終產物有最終產物有最終產物有CO2、、、、H2O及及及及NH3等等等等;以胞外酵素水解蔗糖及產氣桿菌分以胞外酵素水解蔗糖及產氣桿菌分以胞外酵素水解蔗糖及產氣桿菌分以胞外酵素水解蔗糖及產氣桿菌分解葡萄糖解葡萄糖解葡萄糖解葡萄糖(C6H12O6））））說明如下說明如下說明如下說明如下：：：：

26

(1)水解反應水解反應水解反應水解反應 ( hydrolysis )

sucrose + H2O → glucose + fructose

27

(2)氧化分解氧化分解氧化分解氧化分解

28

(3)細胞合成細胞合成細胞合成細胞合成

29

(4)細胞氧化細胞氧化細胞氧化細胞氧化（（（（內呼吸作用內呼吸作用內呼吸作用內呼吸作用））））

30

活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控

1.食微比食微比食微比食微比（（（（F/M )：：：：F/M通常控制在通常控制在通常控制在通常控制在0.2～～～～0.5

kg COD/kg MLVSS-d，，，，可依下式計算可依下式計算可依下式計算可依下式計算：：：：

F/M = (Q ×××× COD)/V X

式中式中式中式中

Q = 廢水進流量廢水進流量廢水進流量廢水進流量 (m3/d)

V = 曝氣池容量曝氣池容量曝氣池容量曝氣池容量(m3)

X = 曝氣池平均污泥濃度曝氣池平均污泥濃度曝氣池平均污泥濃度曝氣池平均污泥濃度(mg MLVSS/L)

31

活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控

2.維持曝氣池中維持曝氣池中維持曝氣池中維持曝氣池中溶氧濃度溶氧濃度溶氧濃度溶氧濃度(DO)1～～～～3 mg/L

3.維持曝氣池中維持曝氣池中維持曝氣池中維持曝氣池中污泥濃度污泥濃度污泥濃度污泥濃度 (MLVSS)1500～～～～2500 mg/L

4.監控曝氣槽中污泥沈降性監控曝氣槽中污泥沈降性監控曝氣槽中污泥沈降性監控曝氣槽中污泥沈降性，，，，一般採用一般採用一般採用一般採用污泥污泥污泥污泥

容積指標容積指標容積指標容積指標(SVI) 80～～～～150 mL/g

SVI = SV30 (%) ×××× 104/MLSS (mg/L)

32

活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控活性污泥系統之操控

5.維持適當維持適當維持適當維持適當污泥齡污泥齡污泥齡污泥齡(sludge age)；；；；污泥齡操控值會污泥齡操控值會污泥齡操控值會污泥齡操控值會

因有機廢水之生物分解性及水溫而不同因有機廢水之生物分解性及水溫而不同因有機廢水之生物分解性及水溫而不同因有機廢水之生物分解性及水溫而不同，，，，一般範一般範一般範一般範

圍為圍為圍為圍為5～～～～30天天天天

污泥齡污泥齡污泥齡污泥齡= VX/(QwXr + QeXe)

V = 曝氣池容量曝氣池容量曝氣池容量曝氣池容量 (m3)

Qw =污泥廢棄流量污泥廢棄流量污泥廢棄流量污泥廢棄流量 (m3/d)

Xr =廢棄污泥濃度廢棄污泥濃度廢棄污泥濃度廢棄污泥濃度(mg MLVSS/L)

Qe =出流水流量出流水流量出流水流量出流水流量 (m3/d)

Xe =出流水出流水出流水出流水VSS濃度濃度濃度濃度(mg VSS/L)

33

活性污泥之生長曲線活性污泥之生長曲線活性污泥之生長曲線活性污泥之生長曲線

34

活性污泥活性污泥活性污泥活性污泥////微生物特性微生物特性微生物特性微生物特性

1.活性污泥由細菌活性污泥由細菌活性污泥由細菌活性污泥由細菌、、、、真菌真菌真菌真菌、、、、原生動物及輪蟲組成原生動物及輪蟲組成原生動物及輪蟲組成原生動物及輪蟲組成

2.異營性異營性異營性異營性細菌細菌細菌細菌負責有機物之降解負責有機物之降解負責有機物之降解負責有機物之降解；；；；生物膠羽大都藉生物膠羽大都藉生物膠羽大都藉生物膠羽大都藉

由由由由膠團桿菌膠團桿菌膠團桿菌膠團桿菌(細菌及真菌細菌及真菌細菌及真菌細菌及真菌)的生長而形成的生長而形成的生長而形成的生長而形成，，，，若膠團桿若膠團桿若膠團桿若膠團桿

菌太多菌太多菌太多菌太多，，，，會造成污泥鬆化而使污泥無法沈降會造成污泥鬆化而使污泥無法沈降會造成污泥鬆化而使污泥無法沈降會造成污泥鬆化而使污泥無法沈降

3.污泥鬆化因素污泥鬆化因素污泥鬆化因素污泥鬆化因素(真菌真菌真菌真菌異常生長異常生長異常生長異常生長)：：：：F/M太低太低太低太低、、、、DO太太太太

低低低低、、、、pH太低太低太低太低、、、、氮太少氮太少氮太少氮太少、、、、含硫化物含硫化物含硫化物含硫化物

4.原生動物原生動物原生動物原生動物為判定活性污泥系統出流水質良好的生為判定活性污泥系統出流水質良好的生為判定活性污泥系統出流水質良好的生為判定活性污泥系統出流水質良好的生

物指標物指標物指標物指標，，，，通常會出現較多數量的自由游動性纖毛蟲通常會出現較多數量的自由游動性纖毛蟲通常會出現較多數量的自由游動性纖毛蟲通常會出現較多數量的自由游動性纖毛蟲

及有柄纖毛蟲及有柄纖毛蟲及有柄纖毛蟲及有柄纖毛蟲，，，，輪蟲數量則較少輪蟲數量則較少輪蟲數量則較少輪蟲數量則較少

35

活性污泥中生物相之變化活性污泥中生物相之變化活性污泥中生物相之變化活性污泥中生物相之變化

36

活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象

1.污泥鬆化污泥鬆化污泥鬆化污泥鬆化(sludge bulking)

若活性污泥發生鬆化若活性污泥發生鬆化若活性污泥發生鬆化若活性污泥發生鬆化(膨化膨化膨化膨化)現象現象現象現象，，，，則進入終沈則進入終沈則進入終沈則進入終沈

池之污泥會形成雲霧狀翻滾池之污泥會形成雲霧狀翻滾池之污泥會形成雲霧狀翻滾池之污泥會形成雲霧狀翻滾，，，，污泥沈降效果非污泥沈降效果非污泥沈降效果非污泥沈降效果非

常差常差常差常差，，，，此時此時此時此時SVI值常在值常在值常在值常在200 mL/g以上以上以上以上；；；；污泥鬆污泥鬆污泥鬆污泥鬆

化常見原因有五化常見原因有五化常見原因有五化常見原因有五：：：：(1)F/M太低太低太低太低，，，，(2)曝氣池曝氣池曝氣池曝氣池DO

太低太低太低太低，，，，(3)進流廢水氮太少進流廢水氮太少進流廢水氮太少進流廢水氮太少(COD：：：：N：：：：P = 200：：：：

5：：：：1)，，，，(4)曝氣池之曝氣池之曝氣池之曝氣池之pH低於低於低於低於6.5，，，，及及及及(5)進流廢水進流廢水進流廢水進流廢水

含硫化物含硫化物含硫化物含硫化物

37

活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象

2.污泥上浮污泥上浮污泥上浮污泥上浮(sludge rising)

生物沈澱池表面散佈著污泥塊或有氣泡產生生物沈澱池表面散佈著污泥塊或有氣泡產生生物沈澱池表面散佈著污泥塊或有氣泡產生生物沈澱池表面散佈著污泥塊或有氣泡產生，，，，

即表示污泥上浮現象即表示污泥上浮現象即表示污泥上浮現象即表示污泥上浮現象；；；；可能是因污泥在生物沈可能是因污泥在生物沈可能是因污泥在生物沈可能是因污泥在生物沈

澱池之停留時間太久澱池之停留時間太久澱池之停留時間太久澱池之停留時間太久(厭氣狀態厭氣狀態厭氣狀態厭氣狀態)而產生脫硝作而產生脫硝作而產生脫硝作而產生脫硝作

用用用用[NO3-→NO2

-→N2(g)]或硫酸鹽還原作用或硫酸鹽還原作用或硫酸鹽還原作用或硫酸鹽還原作用[SO42-

→H2S(g)]，，，，所形成之氣體會將池底污泥帶至池所形成之氣體會將池底污泥帶至池所形成之氣體會將池底污泥帶至池所形成之氣體會將池底污泥帶至池

表面表面表面表面

38

活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象

3.污泥解體污泥解體污泥解體污泥解體

終沈池表面散佈著像針尖大小的膠羽終沈池表面散佈著像針尖大小的膠羽終沈池表面散佈著像針尖大小的膠羽終沈池表面散佈著像針尖大小的膠羽，，，，而從而從而從而從

溢流堰流出溢流堰流出溢流堰流出溢流堰流出，，，，即表示污泥解體即表示污泥解體即表示污泥解體即表示污泥解體；；；；可能是因污泥可能是因污泥可能是因污泥可能是因污泥

齡太長齡太長齡太長齡太長，，，，污泥老化而解體污泥老化而解體污泥老化而解體污泥老化而解體

39

活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象活性污泥程序常見異常現象

4.出流水混濁現象出流水混濁現象出流水混濁現象出流水混濁現象

終沈池出流水呈現雲霧狀且含懸浮固體物終沈池出流水呈現雲霧狀且含懸浮固體物終沈池出流水呈現雲霧狀且含懸浮固體物終沈池出流水呈現雲霧狀且含懸浮固體物；；；；

可能原因包括可能原因包括可能原因包括可能原因包括：：：：污泥鬆化污泥鬆化污泥鬆化污泥鬆化、、、、污泥上浮污泥上浮污泥上浮污泥上浮、、、、污泥解污泥解污泥解污泥解

體體體體、、、、過度曝氣及毒性物質流入過度曝氣及毒性物質流入過度曝氣及毒性物質流入過度曝氣及毒性物質流入

40

活性污泥法曝氣量之計算活性污泥法曝氣量之計算活性污泥法曝氣量之計算活性污泥法曝氣量之計算

kg O2/d = [aQ (CODinf – CODeff) + bXV] ×××× 10-3

式中式中式中式中

Q =廢水進流量廢水進流量廢水進流量廢水進流量(m3/d)

CODinf 、、、、 CODeff =進進進進、、、、出流水出流水出流水出流水COD濃度濃度濃度濃度(mg/L)

a = 供氧係數供氧係數供氧係數供氧係數(0.65 kg O2/kg COD)

b = 內呼吸係數內呼吸係數內呼吸係數內呼吸係數(0.15 kg O2/kg VSS-d)

X = 曝氣池污泥濃度曝氣池污泥濃度曝氣池污泥濃度曝氣池污泥濃度(mg MLVSS/L)

V = 曝氣池容量曝氣池容量曝氣池容量曝氣池容量 (m3)

41

活性污泥系統曝氣量之計算活性污泥系統曝氣量之計算活性污泥系統曝氣量之計算活性污泥系統曝氣量之計算

若曝氣池內發生硝化作用若曝氣池內發生硝化作用若曝氣池內發生硝化作用若曝氣池內發生硝化作用，，，，則則則則

kg O2/d = [aQ (CODinf – CODeff) + bXV] ×××× 10-3 + [4.6

Q (TKNinf – TKNeff)] ×××× 10-3

TKN (total Kjeldahl nitrogen) = organic N + ammonia N

42

活性污泥系統曝氣動力計算活性污泥系統曝氣動力計算活性污泥系統曝氣動力計算活性污泥系統曝氣動力計算

計算依據計算依據計算依據計算依據

Q = 1000 m3/d, CODinf = 1500 mg/L, CODeff = 50 mg/L,

X = 3000 mg MLVSS/L (2400 mg MLVSS/L), V =

1700 m3 , fine-bubble diffusers (細氣泡散氣器細氣泡散氣器細氣泡散氣器細氣泡散氣器)

43

活性污泥系統曝氣動力計算活性污泥系統曝氣動力計算活性污泥系統曝氣動力計算活性污泥系統曝氣動力計算

kg O2/d = [aQ (CODinf – CODeff) + bXV] ×××× 10-3

= [0.65 kg O2/kg COD ×××× 1000 m3/d ×××× (1500 – 50 mg

COD/L) + 0.15 kg O2/kg MLVSS-d ×××× 2400 mg

MLVSS/L ×××× 1700 m3 ] ×××× 10-3 = 1555 kg O2/d

曝氣動力曝氣動力曝氣動力曝氣動力(hp) = 1555 kg O2/d ÷÷÷÷ (1.1 kg O2/kwh ×××× 24 h/d) ÷÷÷÷0.746 kw/hp = 79 hp

曝氣量曝氣量曝氣量曝氣量(m3 air/min) = 1555 kg O2/d ÷÷÷÷ (0.21 ×××× 1.29 kg/m3 air

×××× 0.1 ×××× 1440 min/d) = 40 m3 air/min

44

活性污泥系統之操作活性污泥系統之操作活性污泥系統之操作活性污泥系統之操作

Q = 1000 m3/d，，，，CODinf = 1500 mg/L，，，，V = 1700 m3，，，，

X = 3000 mg MLSS/L (2400 mg MLVSS/L )

2台台台台80 hp鼓風機鼓風機鼓風機鼓風機(細氣泡散氣器細氣泡散氣器細氣泡散氣器細氣泡散氣器)交替操作交替操作交替操作交替操作，，，，每次每次每次每次1台台台台

F/M = (Q ×××× CODinf)/(V X) = (1000 m3/d ×××× 1500 mg

COD/L)/(3000 mg MLSS/L ×××× 1700 m3 ) =

0.3 kg COD/kg MLSS-d (0.37 kg COD/kg MLVSS-d )

生物沉澱池表面溢流率一般設計值生物沉澱池表面溢流率一般設計值生物沉澱池表面溢流率一般設計值生物沉澱池表面溢流率一般設計值：：：：20~25 m3/m2-d

45

活性污泥系統過剩生物污泥體積活性污泥系統過剩生物污泥體積活性污泥系統過剩生物污泥體積活性污泥系統過剩生物污泥體積量計算量計算量計算量計算

計算依據計算依據計算依據計算依據Q = 1000 m3/d, CODinf = 1500 mg/L, CODeff = 50 mg/L, SSeff = 15

mg/L, V = 1700 m3, X = 3000 mg MLSS/L (2400 mg MLVSS/L)

一般過剩生物污泥含水率約一般過剩生物污泥含水率約一般過剩生物污泥含水率約一般過剩生物污泥含水率約99% (1% dry solids)

[1000 m3/d ×××× (1500 – 50 mg COD/L ) ×××× 0.25 kg VSS/kg COD ×××× 10-3

÷÷÷÷ 0.8 kg VSS/kg dry solids] = 453 kg dry solids/d

453 kg dry solids/d ÷÷÷÷ 0.01 ÷÷÷÷ (1.03 ×××× 103 kg/m3) = 44 m3/d

46

生物污泥餅產生量計算生物污泥餅產生量計算生物污泥餅產生量計算生物污泥餅產生量計算

生物污泥經重力濃縮生物污泥經重力濃縮生物污泥經重力濃縮生物污泥經重力濃縮、、、、機械脫水後機械脫水後機械脫水後機械脫水後污泥餅污泥餅污泥餅污泥餅含水率為含水率為含水率為含水率為80% (20% dry solids)

453 kg dry solids/d ÷÷÷÷ 0.2 = 2265 kg sludge cake/d

47

活性污泥系統最適活性污泥系統最適活性污泥系統最適活性污泥系統最適F/M比比比比

F/M 維持約維持約維持約維持約 0.3～～～～0.4 kg COD/kg MLSS-d ((((較高之污泥活性較高之污泥活性較高之污泥活性較高之污泥活性))))

F/M = (Q ×××× CODinf )/V X

X = (Q ×××× CODinf )/V (F/M)

= (1000 m3/d ×××× 1500 mg COD/L)/(1700 m3 ×××× 0.3～～～～0.4 kg

COD/kg MLSS-d)

= 2200～～～～2940 mg MLSS/L (1760～～～～2350 mg MLSS/L)

污泥濃度維持約污泥濃度維持約污泥濃度維持約污泥濃度維持約2200～～～～2940 mg MLSS/L (1760～～～～2350 mg MLSS/L)

48

活性污泥系統最適污泥齡活性污泥系統最適污泥齡活性污泥系統最適污泥齡活性污泥系統最適污泥齡

污泥齡維持約污泥齡維持約污泥齡維持約污泥齡維持約 10～～～～15 d (較高之污泥活性較高之污泥活性較高之污泥活性較高之污泥活性)

污泥齡污泥齡污泥齡污泥齡= VX/(QwXr + QeXe)

10 d = [1700 m3 ×××× (3000 mg MLSS/L)/[Qw (10000 mg MLSS/L) +

1000 m3/d ×××× 15 mg/L)

Qw = 50 m3/d

15 d = [1700 m3 ×××× (3000 mg MLSS/L)/[Qw (10000 mg MLSS/L) +

1000 m3/d ×××× 15 mg/L)

Qw = 33 m3/d

過剩污泥廢棄量維持約過剩污泥廢棄量維持約過剩污泥廢棄量維持約過剩污泥廢棄量維持約33～～～～50 m3/d

49

氮磷營養鹽之生物去除法氮磷營養鹽之生物去除法氮磷營養鹽之生物去除法氮磷營養鹽之生物去除法

氮之去除氮之去除氮之去除氮之去除

欲將廢水中的氮去除，可用式(9-42)之硝化/脫硝法或式(9-43)之氨氣提法：

50

活性污泥系統實廠最適污泥齡活性污泥系統實廠最適污泥齡活性污泥系統實廠最適污泥齡活性污泥系統實廠最適污泥齡

51

(AO)

52

生物除磷生物除磷生物除磷生物除磷

生物除磷之原理為先利用磷積蓄菌生物除磷之原理為先利用磷積蓄菌生物除磷之原理為先利用磷積蓄菌生物除磷之原理為先利用磷積蓄菌(poly p-organisms)

於厭氧狀態下大量攝取有機物於厭氧狀態下大量攝取有機物於厭氧狀態下大量攝取有機物於厭氧狀態下大量攝取有機物(主要是酸化菌分解產主要是酸化菌分解產主要是酸化菌分解產主要是酸化菌分解產

生之有機酸生之有機酸生之有機酸生之有機酸)進一步合成進一步合成進一步合成進一步合成poly-β-hydroxybutyrate

(PHB)且同時釋放出大量的磷後且同時釋放出大量的磷後且同時釋放出大量的磷後且同時釋放出大量的磷後，，，，再於好氧狀態下再於好氧狀態下再於好氧狀態下再於好氧狀態下，，，，

磷積蓄菌才分解磷積蓄菌才分解磷積蓄菌才分解磷積蓄菌才分解積存體內之積存體內之積存體內之積存體內之PHB且同時超量攝取磷且同時超量攝取磷且同時超量攝取磷且同時超量攝取磷

至體內至體內至體內至體內，，，，最後經廢棄污泥而將磷自水中去除最後經廢棄污泥而將磷自水中去除最後經廢棄污泥而將磷自水中去除最後經廢棄污泥而將磷自水中去除

53

(A2O)

54

Thank YouThank YouThank YouThank You!!!!