申请日2014.04.23
公开(公告)日2015.10.28
IPC分类号C02F103/32; C02F9/14
摘要
本发明提供一种对食品厂产生的数股废水汇集而成的复杂性综合废水的处理方法，该废水含有悬浮固体、有机物、氨氮、及总氮等杂质，也可能含有总磷但基本不含或只含少量不妨害微生物处理的油脂。首先对该废水进行去除悬浮固体处理;接着以厌氧微生物分解方式处理，使其中所含的有机物杂质被部份分解;再以结合无氧及好氧微生物的分解方式处理，使残留的有机碳、氨氮、总氮及可能存在的总磷被进一步去除，再以膜做固液分离而得到可安全排放或回收的处理水。本发明方法还包含对含油脂废水进行个别处理的步骤，及将此个别处理所得到废水整合于该综合废水处理方法。本发明也提供对含油脂量大的综合废水进行处理的方法，其进一步包含气浮除油手段。
权利要求书
1.一种综合废水的处理方法，包含下列步骤：
a)将含有悬浮固体、有机物、氨氮及总氮的杂质的综合废水进行去除悬浮固 体的处理，其中该综合废水选择性进一步含有总磷或少量不妨害以下步骤b)及 c)微生物处理的油脂;
b)以厌氧微生物分解方式处理来自步骤a)的悬浮固体含量被降低的废水， 使得其中所含的有机物杂质被部份分解;及
c)以无氧微生物分解及好氧微生物分解接续串联的方式处理来自步骤b)的 有机物杂质含量被降低的废水，使得残留于其中的杂质被进一步降解;及
d)以膜过滤装置针对来自步骤c)的出流水做固液分离，使微生物污泥被截 留于膜过滤装置中，并从该膜过滤装置排出回收或排放水，其中被截留于该膜过 滤装置中的含有微生物污泥的水被以0.5-15倍于步骤b)的出流水的比例回流到 该无氧微生物分解的槽，以作为步骤c)的无氧微生物分解及好氧微生物分解的 主要微生物污泥来源。
2.如权利要求1所述的方法，其中该比例为3-7倍。
3.如权利要求1所述的方法，其进一步包含：
e)反渗透处理由上述步骤d)排出的回收或排放水。
4.如权利要求1所述的方法，其中步骤b)的厌氧微生物分解系于一上流式 厌氧微生物反应槽中进行，该上流式厌氧微生物反应槽中装设有气液固三相分离 器以截留微生物，使槽下方形成具有颗粒化污泥特性的污泥床作为厌氧微生物反 应区。
5.如权利要求1所述的方法，其中步骤a)的综合废水由数股食品业工艺废 水汇集。
6.如权利要求1所述的方法，其进一步包含对另一股含油脂废水进行个别的 气浮除油处理的步骤，包含将该含油脂废水添加适量絮凝剂后，使用一气浮装置， 以溶气气浮将该含油脂废水中油脂含量降低，再该油脂含量降低的废水与上述步 骤a)流出的悬浮固体含量被降低的废水合併一同进行步骤b)、c)及d)。
7.如权利要求1所述的方法，其中步骤a)的去除悬浮固体的处理包含：如 果该综合废水只含密度比重>1的固体，则使用重力沉降槽;如果该综合废水只含 比重<1的固体，则使用加压气浮装置;如果该综合废水同时含比重由小于1到大 于1都有的固体，则先使用加压气浮装置再使用重力沉降槽。
8.一种含油脂综合废水的处理方法，包含下列步骤：
a1)如果该含油脂综合废水所含的悬浮固体的比重<1，则该含油脂综合废水 被同时进行除油除悬浮固体处理，包含对该含油脂综合废水添加絮凝剂并使用一 气浮装置，以溶气气浮将废水中油脂及悬浮固体含量降低，此油脂及悬浮固体含 量降低的出流水被导入步骤b)进行厌氧微生物分解方式处理;a2)如果该含油 脂综合废水所含的悬浮固体的比重大于1，则对该含油脂综合废水添加絮凝剂并 使用一气浮装置，以溶气气浮将废水中油脂含量降低，此油脂含量降低的出流水 被导入一重力沉降装置，于该重力沉降装置滞留一段时间使废水中比重大于1的 固体沉降，其上层出流水被导入步骤b)进行厌氧微生物分解方式处理;或者a3) 如果该含油脂综合废水所含的悬浮固体的比重由小于1到大于1都有，则该含油 脂综合废水被同时进行除油除悬浮固体处理，包含对该含油脂综合废水添加絮凝 剂并使用一气浮装置，以溶气气浮将废水中油脂及悬浮固体含量降低，此油脂及 悬浮固体含量降低的出流水被导入一重力沉降装置，于该重力沉降装置滞留一段 时间使废水中比重大于1的固体沉降，其上层出流水被导入步骤b)进行厌氧微 生物分解方式处理;
b)以厌氧微生物分解方式处理来自步骤a)的悬浮固体含量被降低的废水， 使得其中所含的有机物杂质被部份分解;及
c)以无氧微生物分解及好氧微生物分解接续串联的方式处理来自步骤b)的 有机物杂质含量被降低的废水，使得残留于其中的杂质被进一步降解;及
d)以膜过滤装置针对来自步骤c)的出流水做固液分离，使微生物污泥被截 留于膜过滤装置中，并从该膜过滤装置排出回收或排放水，其中被截留于该膜过 滤装置中的含有微生物污泥的水被以0.5-15倍于步骤b)的出流水的比例回流到 该无氧微生物分解的槽，以作为步骤c)的无氧微生物分解及好氧微生物分解的 主要微生物污泥来源。
9.如权利要求8所述的方法，其中该比例为3-7倍。
10.如权利要求8所述的方法，其进一步包含：
e)反渗透处理由上述步骤d)排出的回收或排放水。
11.如权利要求8所述的方法，其中步骤b)的厌氧微生物分解系于一上流 式厌氧微生物反应槽中进行，该上流式厌氧微生物反应槽中装设有气液固三相分 离器以截留微生物，使槽下方形成具有颗粒化污泥特性的污泥床作为厌氧微生物 反应区。
说明书
食品业综合废水之处理方法
技术领域
本发明系关于一种食品业复杂性综合废水的处理方法，可去除废水中的油 脂、悬浮固体、有机物、氨氮、总氮、及总磷等杂质，使处理后水资源可安全排 放或回收再利用之目的。
背景技术
由于水资源不足及自然水体遭受严重污染，当前国际各国的环保法规都是增 订或加严污染物的排放标准，同时提高对水资源回收再利用率的要求。中国是属 于水资源严重缺乏和严重污染的区域，绿色发展是国家施政重点，针对重点产业 及重点区域逐步提高环保标准，除了国家级的综合排放标准及水回收率要求，地 方区域更优先于国家订定更严格的标准以适应当地产业的产业特性。目前优先推 动对食品、化工、造纸、钢铁、电镀、印染六大行业进行提标升级，重点控制四 大污染物：化学需氧量、氨氮、总氮及总磷。
食品业废水属于复杂性高有机污染特性，一般含高浓度有机物(BOD、COD 污染浓度高达数千ppm)、高悬浮固体污染(SS通常超过一千ppm)，同时还会 含有数百ppm浓度的油脂、氨氮、总氮，甚至含总磷等污染。由于食品工业范围 很大，因制品、工艺、季节及地区等不同因素，其排出的废水亦不尽相同，致废 水污染特性及污染量差异颇大。表1举例说明食品业综合废水之水质范围。
表1举例说明食品业综合废水之水质范围
水质 综合废水 pH 3-10 SS(mg/L) 500-2000 CODcr(mg/L) 800-5000 BOD5(mg/L) 500-3000 TN(mg/L) 80-300 非乳化油(mg/L) 100-500 NH4+-N(mg/L) 65-255 NO3--N(mg/L) 0.5-50
PO43-(mg/L) 4-95 Cl- 50-110 Ca2+(mg/L) 3-20 Mg2+(mg/L) 0.5-8 SiO2(mg/L) 0.8-4
台湾发明专利313187揭示一种含有机污染物之废水处理系统，包含一厌氧 反应槽、一有氧反应槽及一膜分离槽;其中上述有氧反应槽系设置于厌氧反应槽 之后，上述膜分离槽系设置于上述有氧反应槽之后，该系统系利用生物处理法去 除废水中的有机污染物，并以膜分离固液两相。此前专利发明之重点在于解决膜 表面结垢与积垢问题，其中特别提及该有氧反应槽可提高其中被处理水的pH值， 使其中的金属离子形成碳酸结晶颗粒，并藉生物胶凝作用将此碳酸金属结晶颗粒 嵌入有氧微生物的胶羽中，以减少金属结晶物在膜分离槽之膜上形成结垢之倾 向。此前专利的实施例仅以含葡萄糖及醋酸钠为人工基质进行实验，并未提及可 同时对含油脂、悬浮固体、有机物、氨氮、总氮及总磷等复杂性废水的处理能力。
台湾发明专利316923揭示一种去除废水中碳、氮、磷污染物之废水处理系 统，其流程包含一多功能生物反应槽、一无氧反应槽、一有氧反应槽及一膜分离 槽;该专利是利用控制生物槽中的特定菌相组合，用以去除生活污水中的中低浓 度范围之碳、氮、磷污染物之应用。其中第一槽多功能生物槽所定义的组成菌相 包含脱硝菌、蓄磷菌及甲烷菌，其厌氧反应槽内不需装设气固液三相分离器，其 微生物污泥来源是由第四槽膜槽的混合液回流而得，由于第四槽膜槽的混合液是 来自需充分曝气的第三槽好氧硝化槽，故其多功能生物槽的操作条件与功能和 UASB厌氧反应槽不同。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种食品业综合废水的处理方法，以达安全排放 或回收再使用的目的。该综合废水含有悬浮固体、有机物、氨氮、及总氮等杂质， 也可能进一步含有总磷但基本上不含或只含少量不妨害微生物处理的油脂。
本发明所提供的废水处理方法，包含下列步骤：
a)将含有悬浮固体、有机物、氨氮及总氮的杂质的综合废水进行去除悬浮固 体的处理，其中该综合废水选择性进一步含有总磷或少量不妨害以下步骤b)及 c)微生物处理的油脂;
b)以厌氧微生物分解方式处理来自步骤a)的悬浮固体含量被降低的废水， 使得其中所含的有机物杂质被部份分解;及
c)以无氧微生物分解及好氧微生物分解接续串联的方式处理来自步骤b)的 有机物杂质含量被降低的废水，使得残留于其中的杂质被进一步降解;及
d)以膜过滤装置针对来自步骤c)的出流水做固液分离，使微生物污泥被截 留于膜过滤装置中，并从该膜过滤装置排出回收或排放水，其中被截留于该膜过 滤装置中的含有微生物污泥的水被以0.5-15倍(较佳的3-7倍)于步骤b)的出 流水的比例回流到该无氧微生物分解的槽，以作为步骤c)的无氧微生物分解及 好氧微生物分解的主要微生物污泥来源。
视水资源回收再利用之使用目的，由上述步骤d)排出的回收或排放水，其 水质可再经过反渗透(RO)装置进行回收水质精制处理。
较佳的，步骤b)的厌氧微生物分解系于一上流式厌氧微生物反应槽(UASB) 中进行，该UASB厌氧微生物反应槽中装设有气液固三相分离器以截留微生物， 使槽下方形成具有颗粒化污泥特性的污泥床作为厌氧微生物反应区，并不需要由 后方的膜过滤装置回流污泥来提供。来自步骤a)的悬浮固体含量被降低的废水 在该厌氧微生物反应槽滞留一段时间，于是废水中的有机物杂质在该滞留时间中 为该厌氧污泥反应区中的微生物所分解。其反应槽内的生物污泥是气液固三相分 离器截留后内再回流使其颗粒化较佳的，步骤c)的以无氧微生物分解及好氧微 生物分解接续串联的方式处理系于一串联的一个无氧微生物反应槽及一个好氧 微生物反应槽内分别进行，来自步骤b)的有机物杂质含量被降低的废水在该无 氧微生物反应槽及该好氧微生物反应槽内滞留一段时间，于是废水中残留的有机 碳、油脂、氨氮、总氮、及总磷(如果存在)等杂质在该滞留时间中为该生物槽 中的无氧微生物及好氧微生物所生化代谢而分解。
步骤a)的综合废水可以由数股食品业工艺废水汇集，但该综合废水不含或 只能含有少量不妨害微生物处理的油脂。如果该食品业工艺同时会产生另一股含 有高油脂量的废水，较佳地，本发明方法进一步包含对同时产生的另一股含油脂 废水进行个别处理的步骤。
该含油脂废水被进行一气浮除油处理，包含将该含油脂废水添加适量絮凝剂 后，使用一气浮(DAF)装置，以溶气气浮将该含油脂废水中油脂含量降低，再 该油脂含量降低的废水与上述步骤a)流出的悬浮固体含量被降低的废水合併一 同进行步骤b)、c)及d)。
如果该食品业工艺产生一股含有悬浮固体、有机物、氨氮、总氮、及高油脂 量等杂质，也可能进一步含有总磷的含油脂综合废水，本发明也提供一种对此含 油脂量大的综合废水进行处理的方法，其于步骤a)之前或同时进行一气浮除油 手段。
