申請日2014.04.23

　　公開(公告)日2015.10.28

　　IPC分類號C02F103/32; C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種對食品廠產(chǎn)生的數(shù)股廢水匯集而成的復(fù)雜性綜合廢水的處理方法，該廢水含有懸浮固體、有機(jī)物、氨氮、及總氮等雜質(zhì)，也可能含有總磷但基本不含或只含少量不妨害微生物處理的油脂。首先對該廢水進(jìn)行去除懸浮固體處理;接著以厭氧微生物分解方式處理，使其中所含的有機(jī)物雜質(zhì)被部份分解;再以結(jié)合無氧及好氧微生物的分解方式處理，使殘留的有機(jī)碳、氨氮、總氮及可能存在的總磷被進(jìn)一步去除，再以膜做固液分離而得到可安全排放或回收的處理水。本發(fā)明方法還包含對含油脂廢水進(jìn)行個(gè)別處理的步驟，及將此個(gè)別處理所得到廢水整合于該綜合廢水處理方法。本發(fā)明也提供對含油脂量大的綜合廢水進(jìn)行處理的方法，其進(jìn)一步包含氣浮除油手段。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種綜合廢水的處理方法，包含下列步驟：

　　a)將含有懸浮固體、有機(jī)物、氨氮及總氮的雜質(zhì)的綜合廢水進(jìn)行去除懸浮固 體的處理，其中該綜合廢水選擇性進(jìn)一步含有總磷或少量不妨害以下步驟b)及 c)微生物處理的油脂;

　　b)以厭氧微生物分解方式處理來自步驟a)的懸浮固體含量被降低的廢水， 使得其中所含的有機(jī)物雜質(zhì)被部份分解;及

　　c)以無氧微生物分解及好氧微生物分解接續(xù)串聯(lián)的方式處理來自步驟b)的 有機(jī)物雜質(zhì)含量被降低的廢水，使得殘留于其中的雜質(zhì)被進(jìn)一步降解;及

　　d)以膜過濾裝置針對來自步驟c)的出流水做固液分離，使微生物污泥被截 留于膜過濾裝置中，并從該膜過濾裝置排出回收或排放水，其中被截留于該膜過 濾裝置中的含有微生物污泥的水被以0.5-15倍于步驟b)的出流水的比例回流到 該無氧微生物分解的槽，以作為步驟c)的無氧微生物分解及好氧微生物分解的 主要微生物污泥來源。

　　2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該比例為3-7倍。

　　3.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含：

　　e)反滲透處理由上述步驟d)排出的回收或排放水。

　　4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟b)的厭氧微生物分解系于一上流式 厭氧微生物反應(yīng)槽中進(jìn)行，該上流式厭氧微生物反應(yīng)槽中裝設(shè)有氣液固三相分離 器以截留微生物，使槽下方形成具有顆粒化污泥特性的污泥床作為厭氧微生物反 應(yīng)區(qū)。

　　5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟a)的綜合廢水由數(shù)股食品業(yè)工藝廢 水匯集。

　　6.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含對另一股含油脂廢水進(jìn)行個(gè)別的 氣浮除油處理的步驟，包含將該含油脂廢水添加適量絮凝劑后，使用一氣浮裝置， 以溶氣氣浮將該含油脂廢水中油脂含量降低，再該油脂含量降低的廢水與上述步 驟a)流出的懸浮固體含量被降低的廢水合併一同進(jìn)行步驟b)、c)及d)。

　　7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟a)的去除懸浮固體的處理包含：如 果該綜合廢水只含密度比重>1的固體，則使用重力沉降槽;如果該綜合廢水只含 比重<1的固體，則使用加壓氣浮裝置;如果該綜合廢水同時(shí)含比重由小于1到大 于1都有的固體，則先使用加壓氣浮裝置再使用重力沉降槽。

　　8.一種含油脂綜合廢水的處理方法，包含下列步驟：

　　a1)如果該含油脂綜合廢水所含的懸浮固體的比重<1，則該含油脂綜合廢水 被同時(shí)進(jìn)行除油除懸浮固體處理，包含對該含油脂綜合廢水添加絮凝劑并使用一 氣浮裝置，以溶氣氣浮將廢水中油脂及懸浮固體含量降低，此油脂及懸浮固體含 量降低的出流水被導(dǎo)入步驟b)進(jìn)行厭氧微生物分解方式處理;a2)如果該含油 脂綜合廢水所含的懸浮固體的比重大于1，則對該含油脂綜合廢水添加絮凝劑并 使用一氣浮裝置，以溶氣氣浮將廢水中油脂含量降低，此油脂含量降低的出流水 被導(dǎo)入一重力沉降裝置，于該重力沉降裝置滯留一段時(shí)間使廢水中比重大于1的 固體沉降，其上層出流水被導(dǎo)入步驟b)進(jìn)行厭氧微生物分解方式處理;或者a3) 如果該含油脂綜合廢水所含的懸浮固體的比重由小于1到大于1都有，則該含油 脂綜合廢水被同時(shí)進(jìn)行除油除懸浮固體處理，包含對該含油脂綜合廢水添加絮凝 劑并使用一氣浮裝置，以溶氣氣浮將廢水中油脂及懸浮固體含量降低，此油脂及 懸浮固體含量降低的出流水被導(dǎo)入一重力沉降裝置，于該重力沉降裝置滯留一段 時(shí)間使廢水中比重大于1的固體沉降，其上層出流水被導(dǎo)入步驟b)進(jìn)行厭氧微 生物分解方式處理;

　　b)以厭氧微生物分解方式處理來自步驟a)的懸浮固體含量被降低的廢水， 使得其中所含的有機(jī)物雜質(zhì)被部份分解;及

　　c)以無氧微生物分解及好氧微生物分解接續(xù)串聯(lián)的方式處理來自步驟b)的 有機(jī)物雜質(zhì)含量被降低的廢水，使得殘留于其中的雜質(zhì)被進(jìn)一步降解;及

　　d)以膜過濾裝置針對來自步驟c)的出流水做固液分離，使微生物污泥被截 留于膜過濾裝置中，并從該膜過濾裝置排出回收或排放水，其中被截留于該膜過 濾裝置中的含有微生物污泥的水被以0.5-15倍于步驟b)的出流水的比例回流到 該無氧微生物分解的槽，以作為步驟c)的無氧微生物分解及好氧微生物分解的 主要微生物污泥來源。

　　9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該比例為3-7倍。

　　10.如權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含：

　　e)反滲透處理由上述步驟d)排出的回收或排放水。

　　11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中步驟b)的厭氧微生物分解系于一上流 式厭氧微生物反應(yīng)槽中進(jìn)行，該上流式厭氧微生物反應(yīng)槽中裝設(shè)有氣液固三相分 離器以截留微生物，使槽下方形成具有顆�；�污泥特性的污泥床作為厭氧微生物 反應(yīng)區(qū)。

　　說明書

　　食品業(yè)綜合廢水之處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明系關(guān)于一種食品業(yè)復(fù)雜性綜合廢水的處理方法，可去除廢水中的油 脂、懸浮固體、有機(jī)物、氨氮、總氮、及總磷等雜質(zhì)，使處理后水資源可安全排 放或回收再利用之目的。

　　背景技術(shù)

　　由于水資源不足及自然水體遭受嚴(yán)重污染，當(dāng)前國際各國的環(huán)保法規(guī)都是增 訂或加嚴(yán)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提高對水資源回收再利用率的要求。中國是屬 于水資源嚴(yán)重缺乏和嚴(yán)重污染的區(qū)域，綠色發(fā)展是國家施政重點(diǎn)，針對重點(diǎn)產(chǎn)業(yè) 及重點(diǎn)區(qū)域逐步提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，除了國家級的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)及水回收率要求，地 方區(qū)域更優(yōu)先于國家訂定更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)以適應(yīng)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)特性。目前優(yōu)先推 動(dòng)對食品、化工、造紙、鋼鐵、電鍍、印染六大行業(yè)進(jìn)行提標(biāo)升級，重點(diǎn)控制四 大污染物：化學(xué)需氧量、氨氮、總氮及總磷。

　　食品業(yè)廢水屬于復(fù)雜性高有機(jī)污染特性，一般含高濃度有機(jī)物(BOD、COD 污染濃度高達(dá)數(shù)千ppm)、高懸浮固體污染(SS通常超過一千ppm)，同時(shí)還會 含有數(shù)百ppm濃度的油脂、氨氮、總氮，甚至含總磷等污染。由于食品工業(yè)范圍 很大，因制品、工藝、季節(jié)及地區(qū)等不同因素，其排出的廢水亦不盡相同，致廢 水污染特性及污染量差異頗大。表1舉例說明食品業(yè)綜合廢水之水質(zhì)范圍。

　　表1舉例說明食品業(yè)綜合廢水之水質(zhì)范圍

　　水質(zhì) 綜合廢水 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

　　臺灣發(fā)明專利313187揭示一種含有機(jī)污染物之廢水處理系統(tǒng)，包含一厭氧 反應(yīng)槽、一有氧反應(yīng)槽及一膜分離槽;其中上述有氧反應(yīng)槽系設(shè)置于厭氧反應(yīng)槽 之后，上述膜分離槽系設(shè)置于上述有氧反應(yīng)槽之后，該系統(tǒng)系利用生物處理法去 除廢水中的有機(jī)污染物，并以膜分離固液兩相。此前專利發(fā)明之重點(diǎn)在于解決膜 表面結(jié)垢與積垢問題，其中特別提及該有氧反應(yīng)槽可提高其中被處理水的pH值， 使其中的金屬離子形成碳酸結(jié)晶顆粒，并藉生物膠凝作用將此碳酸金屬結(jié)晶顆粒 嵌入有氧微生物的膠羽中，以減少金屬結(jié)晶物在膜分離槽之膜上形成結(jié)垢之傾 向。此前專利的實(shí)施例僅以含葡萄糖及醋酸鈉為人工基質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并未提及可 同時(shí)對含油脂、懸浮固體、有機(jī)物、氨氮、總氮及總磷等復(fù)雜性廢水的處理能力。

　　臺灣發(fā)明專利316923揭示一種去除廢水中碳、氮、磷污染物之廢水處理系 統(tǒng)，其流程包含一多功能生物反應(yīng)槽、一無氧反應(yīng)槽、一有氧反應(yīng)槽及一膜分離 槽;該專利是利用控制生物槽中的特定菌相組合，用以去除生活污水中的中低濃 度范圍之碳、氮、磷污染物之應(yīng)用。其中第一槽多功能生物槽所定義的組成菌相 包含脫硝菌、蓄磷菌及甲烷菌，其厭氧反應(yīng)槽內(nèi)不需裝設(shè)氣固液三相分離器，其 微生物污泥來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 來自需充分曝氣的第三槽好氧硝化槽，故其多功能生物槽的操作條件與功能和 UASB厭氧反應(yīng)槽不同。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的主要目的在于提供一種食品業(yè)綜合廢水的處理方法，以達(dá)安全排放 或回收再使用的目的。該綜合廢水含有懸浮固體、有機(jī)物、氨氮、及總氮等雜質(zhì)， 也可能進(jìn)一步含有總磷但基本上不含或只含少量不妨害微生物處理的油脂。

　　本發(fā)明所提供的廢水處理方法，包含下列步驟：

　　a)將含有懸浮固體、有機(jī)物、氨氮及總氮的雜質(zhì)的綜合廢水進(jìn)行去除懸浮固 體的處理，其中該綜合廢水選擇性進(jìn)一步含有總磷或少量不妨害以下步驟b)及 c)微生物處理的油脂;

　　b)以厭氧微生物分解方式處理來自步驟a)的懸浮固體含量被降低的廢水， 使得其中所含的有機(jī)物雜質(zhì)被部份分解;及

　　c)以無氧微生物分解及好氧微生物分解接續(xù)串聯(lián)的方式處理來自步驟b)的 有機(jī)物雜質(zhì)含量被降低的廢水，使得殘留于其中的雜質(zhì)被進(jìn)一步降解;及

　　d)以膜過濾裝置針對來自步驟c)的出流水做固液分離，使微生物污泥被截 留于膜過濾裝置中，并從該膜過濾裝置排出回收或排放水，其中被截留于該膜過 濾裝置中的含有微生物污泥的水被以0.5-15倍(較佳的3-7倍)于步驟b)的出 流水的比例回流到該無氧微生物分解的槽，以作為步驟c)的無氧微生物分解及 好氧微生物分解的主要微生物污泥來源。

　　視水資源回收再利用之使用目的，由上述步驟d)排出的回收或排放水，其 水質(zhì)可再經(jīng)過反滲透(RO)裝置進(jìn)行回收水質(zhì)精制處理。

　　較佳的，步驟b)的厭氧微生物分解系于一上流式厭氧微生物反應(yīng)槽(UASB) 中進(jìn)行，該UASB厭氧微生物反應(yīng)槽中裝設(shè)有氣液固三相分離器以截留微生物， 使槽下方形成具有顆粒化污泥特性的污泥床作為厭氧微生物反應(yīng)區(qū)，并不需要由 后方的膜過濾裝置回流污泥來提供。來自步驟a)的懸浮固體含量被降低的廢水 在該厭氧微生物反應(yīng)槽滯留一段時(shí)間，于是廢水中的有機(jī)物雜質(zhì)在該滯留時(shí)間中 為該厭氧污泥反應(yīng)區(qū)中的微生物所分解。其反應(yīng)槽內(nèi)的生物污泥是氣液固三相分 離器截留后內(nèi)再回流使其顆�；�較佳的，步驟c)的以無氧微生物分解及好氧微 生物分解接續(xù)串聯(lián)的方式處理系于一串聯(lián)的一個(gè)無氧微生物反應(yīng)槽及一個(gè)好氧 微生物反應(yīng)槽內(nèi)分別進(jìn)行，來自步驟b)的有機(jī)物雜質(zhì)含量被降低的廢水在該無 氧微生物反應(yīng)槽及該好氧微生物反應(yīng)槽內(nèi)滯留一段時(shí)間，于是廢水中殘留的有機(jī) 碳、油脂、氨氮、總氮、及總磷(如果存在)等雜質(zhì)在該滯留時(shí)間中為該生物槽 中的無氧微生物及好氧微生物所生化代謝而分解。

　　步驟a)的綜合廢水可以由數(shù)股食品業(yè)工藝廢水匯集，但該綜合廢水不含或 只能含有少量不妨害微生物處理的油脂。如果該食品業(yè)工藝同時(shí)會產(chǎn)生另一股含 有高油脂量的廢水，較佳地，本發(fā)明方法進(jìn)一步包含對同時(shí)產(chǎn)生的另一股含油脂 廢水進(jìn)行個(gè)別處理的步驟。

　　該含油脂廢水被進(jìn)行一氣浮除油處理，包含將該含油脂廢水添加適量絮凝劑 后，使用一氣浮(DAF)裝置，以溶氣氣浮將該含油脂廢水中油脂含量降低，再 該油脂含量降低的廢水與上述步驟a)流出的懸浮固體含量被降低的廢水合併一 同進(jìn)行步驟b)、c)及d)。

　　如果該食品業(yè)工藝產(chǎn)生一股含有懸浮固體、有機(jī)物、氨氮、總氮、及高油脂 量等雜質(zhì)，也可能進(jìn)一步含有總磷的含油脂綜合廢水，本發(fā)明也提供一種對此含 油脂量大的綜合廢水進(jìn)行處理的方法，其于步驟a)之前或同時(shí)進(jìn)行一氣浮除油 手段。