污泥停留時間對薄膜生物反應槽中胞外聚合物形成與積垢速率之影響

Abstract

近年因環保意識高漲，永續發展與經營成為各產業追求之目標，又由於高科技產業製程須使用大量水資源，故其廢水之處理與排放備受重視。本研究利用薄膜生物反應技術，處理高科技廠低碳高氮廢水，以了解不同污泥停留時間 (SRT, 12、20、30天) 對其處理效率之影響。本研究採沉浸式MBR系統，使用中空纖維型式之PVDF疏水膜進行。分析其進出流水質、胞外聚合物濃度、計算其積垢速率，最後以SPSS統計軟體進行相關性分析，以得其間之相關性。由結果顯示，SRT控制在20天時，對BOD5、COD、NH4+等水質項目處理效果最佳 (分別為98、91、98%)；此外，當SRT增加，反應槽中胞外聚合物之總量增加，且因F/M下降，導致微生物代謝時所產生之碳水化合物降低，又因細胞死亡而釋出之蛋白質上升，而使胞外聚合物中蛋白質與碳水化合物之比值 (Protein/Carbohydrate, P/C) 上升；且根據計算之結果，P/C與積垢速率皆隨SRT延長而上升。據SPSS軟體之統計結果顯示：SRT控制在12天時，薄膜之積垢速率與附著性之EPS有較顯著之相關性，即碳水化合物之皮爾森指數 (Pearson, P) 為0.752，而在SRT延長至20及30天時，積垢速率則改為與溶解性之胞外聚合物有顯著之相關性 (碳水化合物及蛋白質之P於SRT 20天及30天時，分別為0.812、0.748，0.638、0.603)；又若將不同SRT下之P/C與積垢速率做比較，則可發現隨SRT增長，P/C與積垢速率皆上升，推測反應槽中EPS總量及其P/C比對薄膜積垢速率之上升皆有影響。