2.2.2.3氧化渠(Oxidation ditch) 氧化渠係由Dr. Pasveer所設計之低成本污水處理方法，1950年首創於荷蘭，為一具經濟、高效率與操作簡便之廢水處理方法。 氧化渠法與延長曝氣法之理論相似，是由池深約1 m的溝渠連結成環狀或帶狀，通常不須設置初沉池，原廢水經過欄柵後直接進入氧化渠，原廢水與懸浮性活性生物混合，以旋轉滾輪曝氣機曝氣將所需的氧氣自表面帶入混合液中。為維持氧化渠內物質的混合懸浮移動，需控制渠道水流速約在45.

Presentation on theme: "2.2.2.3氧化渠(Oxidation ditch) 氧化渠係由Dr. Pasveer所設計之低成本污水處理方法，1950年首創於荷蘭，為一具經濟、高效率與操作簡便之廢水處理方法。 氧化渠法與延長曝氣法之理論相似，是由池深約1 m的溝渠連結成環狀或帶狀，通常不須設置初沉池，原廢水經過欄柵後直接進入氧化渠，原廢水與懸浮性活性生物混合，以旋轉滾輪曝氣機曝氣將所需的氧氣自表面帶入混合液中。為維持氧化渠內物質的混合懸浮移動，需控制渠道水流速約在45."— Presentation transcript:

1 氧化渠(Oxidation ditch) 氧化渠係由Dr. Pasveer所設計之低成本污水處理方法，1950年首創於荷蘭，為一具經濟、高效率與操作簡便之廢水處理方法。 氧化渠法與延長曝氣法之理論相似，是由池深約1 m的溝渠連結成環狀或帶狀，通常不須設置初沉池，原廢水經過欄柵後直接進入氧化渠，原廢水與懸浮性活性生物混合，以旋轉滾輪曝氣機曝氣將所需的氧氣自表面帶入混合液中。為維持氧化渠內物質的混合懸浮移動，需控制渠道水流速約在45 cm/sec。氧化渠內的混合液流入終沉池後，藉重力沉澱作用使固液分離，上澄液經溢流堰排放至承受水體。 終沉池之沉澱污泥藉著空氣提升機或污泥泵抽出並迴流至氧化渠中，過剩污泥則由與迴流污泥管線相接的管線排放至污泥乾燥床上乾燥，或進一步使用其它污泥減量化之處置方法。 大漢技術學院 環境資源管理系

2 氧化渠(Oxidation ditch) 大漢技術學院 環境資源管理系

3 氧化渠(Oxidation ditch) 大漢技術學院 環境資源管理系

4 氧化渠(Oxidation ditch) 大漢技術學院 環境資源管理系

5 氧化渠(Oxidation ditch) (1).溝渠 氧化渠系統的溝渠部分相當於活性污泥法之曝氣槽，其形狀通常為拉長式橢圓形，但只要可形成完整的環道，亦可作成一端彎曲、兩端彎曲、圓形或其他任何形狀。對於使用小型轉輪的氧化渠，渠深為 m，此種淺構造物開挖既容易且經濟。對於較大型轉輪的氧化渠深度為 m。溝渠一般用灌注混凝土或噴射混凝土襯砌，亦可使用其它的材料，如瀝青，預鑄材料等。 (2).轉輪 轉輪橫置於溝渠中，其作用有二：(1).供給使溝渠內物質能完全混合所需之推力，(2).輸入維持生物分解作用所需的氧。轉輪係繞水平軸旋轉，該軸平行於液面與水流方向垂直。轉輪係於圓形端板周緣裝置葉輪所構成，輪葉的兩側均有刻齒，而且輪葉的刻齒部份對應著後面輪葉的空隙部份。小型轉輪的直徑約70 cm，大型轉輪直徑約為105 cm。溝渠內液體的流速為轉輪設計之重要因素，通常以產生45 cm/sec之流速為原則。 大漢技術學院 環境資源管理系

6 2.2.3.2氧化渠特性 (1).具有較大的緩衝容量，受水質水量負荷之影響較小。 (2).不需初沉池，可減少建造費。
氧化渠(Oxidation ditch) 氧化渠特性 (1).具有較大的緩衝容量，受水質水量負荷之影響較小。 (2).不需初沉池，可減少建造費。 (3).處理操作簡單，曝氣(或轉輪)設施之清理維護簡易，所需人力少。 (4).操作時臭味產生較少，廢棄污泥量較少並可免設污泥消化設備，直接曬乾。 (5).所需處理用地較大。 (6).水深為 m，寬為水深之 倍。 (7).轉輪之迴轉數為60-120轉/分。 大漢技術學院 環境資源管理系

7 氧化深渠 近年來，由於較高效率的橫軸巨型滾水機(horizontal mammoth rotor)及豎軸的慢速曝氣器(vertical slow-speed aerator)相繼發展改良，氧化渠已自傳統的渠深1-1.5 m，提高到渠深 m，大幅地減少氧化渠的佔地面積。 由於曝氣器供氧效率的提高，使氧化深渠可應用於大型的都市污水及工業廢水處理廠，曾經廣受各先進國家使用。 據統計目前氧化深渠在歐洲有2,000個，在美國約有600個，加拿大約100個。處理水量約100-55,000 CMD (m3/day)。 目前國內廢水處理廠採用此種處理方法者頗多，例如南崗工業區、三義汽車工業區、台中幼獅工業區、台中工業區、東勢污水處理廠、內湖污水處理廠、義美食品龍潭及南崁廠、永康工業區等，足見氧化深渠在國內曾經廣受採用。 大漢技術學院 環境資源管理系

8 氧化深渠 氧化深渠因曝氣器構造的差異，逐漸發展成兩個不同的系統。一個係由荷蘭 Delft工科大學及DHV顧問公司共同研究，取名“Carrousel”系統，曝氣器採用豎軸的Simcar-aerator。 大漢技術學院 環境資源管理系

9 另一個係由德國Passavant公司發展，將傳統籠形滾水機改良為橫軸巨形滾水機(mammoth rotor)氧化深渠。
氧化深渠 另一個係由德國Passavant公司發展，將傳統籠形滾水機改良為橫軸巨形滾水機(mammoth rotor)氧化深渠。 大漢技術學院 環境資源管理系

10 氧化深渠 (2).設計條件 氧化深渠不論採用何種曝氣及攪拌方式，基本上是屬於活性污泥法中低有機負荷或低食微比(F/M)之應用，亦是延長曝氣氧化處理方式之一。其基本的控制條件有三： (A).低有機負荷： F/M應維持在 kg BOD5/(kg MLVSS.day)，MLSS在2,000-6,000 mg/L。由此二個條件，可以推算出其容積負荷，如F/M = kg BOD5/(kg MLVSS.day)，MLSS＝4,000mg/L，則容積負荷＝0.3 kg BOD5/(m3.day)。由F/M或容積負荷均可計算出所需曝氣槽體積。 (B).曝氣器供氧量之計算： 依經驗，去除1 kg BOD5約需2.0 kg O2，由每天所欲去除的總BOD5量乘以去除每公斤BOD5之需氧量即知每天所需的供氧量。足夠的氧量可同時提供硝化(nitrification)和污泥消化之用。 大漢技術學院 環境資源管理系

11 不論採用豎軸或橫軸曝氣器，其輸氧量和葉片浸水深成正比，也和耗電量成正比。
氧化深渠 (C).曝氣器輸氧量大小之控制： 不論採用豎軸或橫軸曝氣器，其輸氧量和葉片浸水深成正比，也和耗電量成正比。 浸水深一般均由氧化渠的溢流堰來調整。豎軸曝氣器也可由油壓幫浦來調整曝氣器軸的升降。不論調整溢流堰或調整曝氣器軸，均可由氧化渠內之溶氧控制。 但由於氧化渠內溶氧的分佈並不均勻，採用豎軸的Carrousel氧化渠，更有溶氧豐富區和溶氧缺乏區之分。如何選定溶氧測點和溶氧量控制範圍，是設計者和操作者均需謹慎面對的問題。 通常氧化渠曝氣器最小浸水深和最大浸水深，輸氧量差異約3-4倍。氧化深渠之應用，除了適合初期有機負荷不大之處理外，亦適合稍微超有機負荷之處理，此亦為氧化深渠在國內曾經廣受採用的原因之一。 大漢技術學院 環境資源管理系

12 氧化深渠 橫軸和豎軸曝氣器氧化渠之比較 大漢技術學院 環境資源管理系

13 2.2.4接觸曝氣法 接觸曝氣法(contact aeration)乃是將曝氣槽內之接觸材料浸於水中，並在槽內給予充分曝氣，使流入的廢水充分攪拌循環流動而與接觸材料相接觸。經一段時間後，接觸材料表面開始生長附著生物性污泥而形成生物膜。接觸曝氣法為利用該生物膜在好氧性狀態下吸附、氧化廢水中有機物的處理方法。 本法為生物膜法(附著生長式)的一種，惟本法係於水中強制曝氣，並有部分生物污泥懸浮於槽內，其構造及生物培養方式為介於活性污泥法與滴濾池法之中間型的處理方式。 大漢技術學院 環境資源管理系

14 2.2.4接觸曝氣法 接觸曝氣槽構造 接觸曝氣法處理流程如圖所示。廢水經前處理後，引入曝氣槽與槽內生物膜充分接觸後，併同剝落的生物膜污泥流入最終沉澱池。 大漢技術學院 環境資源管理系

15 (B).材料具機械強度，不變質、彎曲、不易破壞、磨損、 可耐久使用。 (C).比表面積大。 (D).粒徑或間隔均勻，槽內水流可順暢流動。
2.2.4接觸曝氣法 接觸曝氣槽構造如下： (1)槽數： 槽數原則上在兩槽以上，使廢水可與接觸材料充分接觸，並防止短流發生，當各槽不正常時可獲得適當的調整，以達安定之良好水質。一般槽數為2-3槽，但若槽數過多，除各槽容量減小易發生短流外，剝落污泥不易輸送亦是一大問題。 (2)接觸材料： 接觸材料應具有下列特性： (A).生物膜容易附著。 (B).材料具機械強度，不變質、彎曲、不易破壞、磨損、 可耐久使用。 (C).比表面積大。 (D).粒徑或間隔均勻，槽內水流可順暢流動。 (E).與水之比重相近，不致於對槽底增加荷重。 (F).孔隙率大，即使充填率高仍不影響廢水之停留時間。 大漢技術學院 環境資源管理系

16 接觸材料以具強度高、比重小、孔隙率及比表面積大等特性之聚乙烯、聚氯乙烯較佳。 目前所使用之種類及形狀如下：
2.2.4接觸曝氣法 (3).接觸材料之形狀及種類 接觸材料以具強度高、比重小、孔隙率及比表面積大等特性之聚乙烯、聚氯乙烯較佳。 目前所使用之種類及形狀如下： (A).不均勻之粒狀體：礫石、碎石、焦媒、蟹殼、 石灰殼、塑膠片、粒狀活性碳等。 (B).均勻之成型粒狀體：管片、變形管片、桿環。 (C).棒狀、繩狀體：木棒、枝篠、多環體等。 (D).平板或波浪板體：木板、塑膠、波浪板等。 (E).有孔管體：蜂巢管、多孔性圓筒等。 接觸材料之形狀以粒狀體捕捉懸浮物之能力較佳，惟其對水流之阻力較大，容易發生阻塞。平板、波板、有孔管及網狀物等，若其間配置適當，則阻塞情形較少，但對於懸浮物之捕捉能力則較粒狀體為差。 大漢技術學院 環境資源管理系

17 2.2.4接觸曝氣法 接觸曝氣法優缺點 優點： (1).由於係利用附著於接觸材料表面之生物膜，因此接觸槽單位容量表面積（比表面積）較大，可保持更多量之生物膜。 (2).由於附著之微生物污泥齡長，生物相多而呈安定化狀態，同時亦可促進微生物自行氧化，故污泥產生量少。 (3).對於流量負荷或有機物負荷的變化，具有較高的緩衝能力。 缺點： (1).附著之生物膜量不易調節。 (2).在高BOD負荷或高SS負荷下操作，由於生物的增殖，會造成接觸材料阻塞。 (3).剝落之生物膜在終沉池中不易沉澱，亦即容易自溢流堰流失而增加出流水SS濃度。 基於上述特性，本法在操作管理上，如空氣量控制、污泥量及污泥鬆化等問題，較活性污泥法容易，且對於流量或水質變化較具緩衝能力。 大漢技術學院 環境資源管理系

18 2.2.4.4曝氣槽形狀 2.2.4接觸曝氣法 為使廢水及接觸材料能均勻接觸，槽之形狀應與曝氣攪拌方式配合。
矩形槽：單側曝氣、中心曝氣、全面曝氣。 圓形槽：中心曝氣、全面曝氣。 矩形接觸曝氣槽之水深與槽寬的比值，對水流是否均勻之影響甚大，為達均勻循環，水深與寬度之比值以下述所列為宜：(1)單側曝氣：1:1.3以下。(2)中心曝氣：1:2.5以下。 大漢技術學院 環境資源管理系

19 2.2.4接觸曝氣法 反沖洗 (1).反沖洗必要性 一般容積負荷設定為 kg BOD5/(m3.day)，充填率50-60%之下，其剩餘污泥量甚少，不至於造成生物膜過份蓄積產生阻塞之問題。但為維持生物膜之生物代謝機能，必須能使接觸材內之廢水能均勻的循環接觸，若能適時適當的反沖洗，去除部份過於肥厚的生物膜及附著的固體物，可提升其處理效果。 (2).反沖洗時機 在必要時機進行定期適度的反沖洗，可提升處理效率。在一般日常管理中，發現有下列現象時，應即進行反沖洗： (A).曝氣槽內接觸材料水位上升。 (B).曝氣槽內SS濃度增加。 (C).曝氣槽內有黑色異味之SS出現。 (D).曝氣槽內產生氣泡且處理水之透視度下降。 大漢技術學院 環境資源管理系

20 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
SBR每槽循環分為5個不同階段：1.進流(fill)；2.反應(react)；3.沉降(settle)；4.排水(draw)；5.靜置(idle)， 大漢技術學院 環境資源管理系

21 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
(1).進流階段 此時槽中尚存有上次操作後之污泥混合液，進流時可緩衝負荷，進流可採以下操作策略：(1)增加或縮短進流所需時間；(2)一次進流或多次進流；(3)曝氣或無氧混合(anoxic mixing)，以去除水中之氮、磷營養鹽，或改善污泥沉降性。 大漢技術學院 環境資源管理系

22 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
(2).反應階段 進流結束後，開始曝氣，此階段由於槽中處於好氧情況下，可同時進行有機物去除與硝化作用，依廢水種類而有各種控制曝氣量與溶氧值之原則。 含氨氮之廢水在完全硝化後，可使反應槽控制於低溶氧情況下，脫硝菌可利用初沉污泥或外加碳源，達到脫氮效果，並可利用此階段，進行污泥廢棄，控制槽中之污泥齡。 大漢技術學院 環境資源管理系

23 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
(3).沉降階段 (A).沉澱池體積比傳統活性污泥法大。 (B).污泥沉降時，處於完全靜止之理想狀況。 (C).污泥不必迴流。 大漢技術學院 環境資源管理系

24 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
(4).排水階段 在沉降完成後，進行排水，存留於槽中之微生物與處理水在進流時具有稀釋及緩和突增負荷之作用。 大漢技術學院 環境資源管理系

25 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
(5).靜置階段 在排水後至進流前為靜置階段，此階段可用於： (A).進行排泥，其排泥頻率可依系統設計，由每天循環一次至三個月一次。 (B).可依好氧消化或脫硝等目的進行曝氣或予以攪拌。 大漢技術學院 環境資源管理系

26 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
影響之環境因子包括溶氧值、pH值、溫度、營養鹽等。操作因子包括槽中MLSS濃度、進流次數、進流/反應時間、進流時曝氣與否，在此探討以下諸點： (1).溶氧：溶氧不足時，直接影響到生化反應速率，提高溶氧時，可增加有機物之去除。 (2).槽中污泥濃度：一般SBR若具有碳化、硝化和脫硝功能時，可採高污泥濃度操作。高污泥濃度可降低F/M，COD去除率在高污泥停留時間時，去除率較高。另外高污泥濃度操作，亦可提高生物之氧化作用。 (3).進流時間/反應時間：Irvine曾以進流時間/反應時間比在2/4、4/2、5/1操作情況，比較耗氧率與污泥沉降性，發現2/4者沉降速率最佳，此與槽中最大基質濃度有關。 (4).進流狀況與次數：Park指出在無氧狀況下進流，可以增加氮、磷之去除及改善污泥沉降性，多次進流可提高微生物利用廢水本身碳源進行脫硝作用。 (5)操作程序：依去除污染物目的而有不同的操作程序。 大漢技術學院 環境資源管理系

27 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
單槽連續流批式活性污泥法 單槽連續進流批式活性污泥法是SBR之改良程序，最大的特色為進水是連續式，但曝氣與排水是間歇式。操作方式和SBR類似，但因為連續進流，所以不需有進水和停置處理階段。在操作中，有一段時間是進水與排水同時進行，所以可能會有短流的現象發生，因此一般採長方型槽體，且在進水處及槽體內分別裝置隔板，降低短流發生的可能性，且因處理槽係採低負荷的延長曝氣法，所以槽內也有相當大的稀釋能力，減少短流對出流水質的影響。 大漢技術學院 環境資源管理系

28 2.2.5批式活性污泥法 (sequencing batch reactor, SBR)
SBR是活性污泥法的一種改良方式，惟將連續操作改為批式操作。而單槽連續進流SBR則為SBR的改良程序，保留SBR的操作程序，但也有活性污泥法連續操作的優點。 大漢技術學院 環境資源管理系