小型污水處理設施介紹
現行台灣地區污水處理設施處理規模與水量如下:
規模 | 水量 | 服務人口 | 案例 |
特大型 | >100,001CMD | 44萬人以上 | 迪化污水處理廠 |
大型 | 30,001~100,000CMD | 13萬~44萬人 | 桃園北區水資源回收中心 |
中型 |
5,001~30,000CMD | 2萬~13萬人 | 水湳水資源回收中心 |
≤5,000CMD | 2萬人以下 | 民雄水資源回收中心 | |
小型 |
350CMD | 約1,500人 | 羅浮水資源回收中心 |
300CMD | 約750人 | 衛生福利部南投啟智教養院污水處理廠 |
上述中型以上的污水處理設施全為現場構築式RC構造物,因規模夠大,預算充足,設計上可考慮更為周延,惟實務上常見有水量規模更小的聚落、事業單位或下水道系統等,其可能遭遇現場構築困難、預算有限、無法設計完整流程等問題,市場之產品型式亦相當侷限,選擇不多,目前主要使用經環境部審定合格的預鑄式建築物污水處理設施,依據其材質,主要有以下型式:
1. FRP
2. RC
FRP | RC |
- 分離接觸曝氣法
- 厭氣濾床接觸曝氣法
厭氣濾床接觸曝氣法,流程如下 因一般建築物污水處理設施的審查只有審查BOD、SS的去除功能,至於去氮、除磷功能則屬於特殊功能,國內至今沒有審查通過產品,前述環境部審定之建築物污水處理設施,因便宜與安裝便利,且因不需環工技師簽證,成為目前市場主流,然上開設備對於去氮、除磷功能,似難以符合要求,因放流水標準逐年加嚴,且漸次增加氮、磷項目,原有審定的建築物污水處理設施恐無法符合未來需求,亟待尋求更為合適的方案與設備。
有鑑於此,目前市場上已有膜曝氣膜生物反應器處理技術,膜曝氣膜生物反應器的英文全稱是MABR ( Membrane Aerated Biofilm ReactorReactor),是擁有核心專利的污水處理技術,其技術的特點之一是曝氣方式的改變,空氣通入膜腔,氧氣通過膜擴散入水中,改變了傳統活性污泥法中曝氣必須克服水壓的需求,從而降低能耗。
MABR採用選擇性透氣膜作為微生物生長的載體,利用膜兩側的濃度梯度作為氧傳遞動力,實現低能耗下氧的高效率傳遞,將氧氣傳遞至透氣膜表面附著的生物膜。設計的原理基於氣體分子擴散原理,利用透氣膜與附著生長型生物膜之間的協同作用,氧氣以非常高的效率擴散至生物膜,在此過程中,在膜表面依次形成好氧區、兼氧區和厭氧區(如示意圖)。可同步實現有機物降解和營養物去除。
設計原理在於利用選擇性透氣膜與附著生長型生物膜之間的協同作用,採用透氣膜將氧氣傳遞至透氣膜表面附著的生物膜,同時氨和有機物等基質從污水擴散到生物膜中,而安裝在缺氧池中的MABR好氧生物膜(以硝化菌為優勢菌)和在缺氧區懸浮增長的反硝化菌實現同步硝化反硝化來強化對污水中氨氮和總氮的去除。
與傳統的生物膜法不同,MABR膜表面溶解氧最高,在懸浮混合液中溶解氧降到很低水準。在這種情況下,硝化菌由於處於高溶解氧水準環境中,因而獲得較高的硝化速率。同時,外部的生物膜和懸浮混合液處於缺氧狀態,使厭氧菌用原水中的BOD為電子供體來還原硝態氮。因此,MABR可以在單一生物膜內實現BOD去除、硝化和反硝化。
MABR依靠獨特的曝氣技術,實現了對於同步硝化反硝化的主動控制,從而使反應更加高效,原水中的碳源利用率更高,脫氮效率更強。同時也依靠著擴散曝氣技術,更加節約電能消耗。 (資料來源:富朗世台灣有限公司)
各種小型污水處理設施比較
MABR優勢
- 先進的同步硝化反硝化脫氮除碳技術,對高總氮污水的處理效果優勢明顯,保證出水穩定達標(符合水源水質水量保護區放流水標準)。
- 可低風壓傳氧,無一般AO、A2O 程序所需之内循環回流泵,運行電耗低。
- 無氣泡充氧技術,無需克服生化池水位造成的水壓,曝氣效率高,電耗低,營運成本大大減少,較傳統設計最高時可降低50%以上。
- 生化系統占地小,可大幅節省有限土地資源成本。
- MABR 膜正常使用的情況下,無需日常維護,壽命遠較MBR 膜長,易於操作,無需熟練工人(與MBR 相較)。
- 可智能化運行及手機APP/電腦遠端監控,節省委外操作費用。
- 主要污水處理設施均選擇免維護設備,故障率低,技術控制與操作簡單,日常維護工作量低,系統運行穩定。
- 生化池為密閉,不會產生臭味,且因曝氣量低,產生之噪音亦較低,對環境相對友善。
- 模組化設計,便於功能升級及擴容升級,於初期污水量較低時,可選擇僅運轉一座,或兩座交替運轉,以節省操作維護費用。
- 一體化污水處理設施,將污水處理設施(初步規劃採用膜曝氣生物膜反應器(MABR))之主要單元整合於貨櫃,此種貨櫃式系統,適用於分散式污水處理需求區域。
MABR 參考圖
(資料來源:富朗世台灣有限公司)
(資料來源:富朗世台灣有限公司)
對於小聚落、偏遠、分散、低廢水量之污水處理需求,特別像是有氮磷放流水標準的地區(例如自來水水源水質水量保護區),上述小型社區分散式MABR系統或許不失為一個不錯的選擇,特別是有MABR的設備商提供有各種水量、水質的解決方案,可以依據需求,評估各種組合,提出最適宜方案。