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Richard Hsieh

石化業廢水處理系統

實例介紹超深層曝氣/厭氧處理

杜邦遠東石化股份有限公司

報告人：環保/技術發展謝銘勇經理

Richard Hsieh

二廠製程區

一廠製程區

廢水二場行政區

停車場

廢水一場

預組場倉儲區停車場

北

大門

放流水

監測池

雨水截流池製程區化學水溝收集池

排放至承受水體

廢水收集

Richard Hsieh

廢水排放

後處理

製程區廢水

放流水監測井

廢水緩衝池

調勻池溫度控制

厭氧生物反應器

營養劑調整

pH中和

進料批次槽

好氧生物反應器

固液分離沉澱系統

混凝沈澱砂過濾

空氣

污泥脫水

污泥乾燥廠外處理

前處理生物處理一

生物處理二

污泥處理排放

收集

DeepShaft

廢水處理流程

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超深層活性污泥法

• 超深層生物反應器– 所須面積依反應器深度大幅減少– 曝氣位置深-曝氣機壓力高-氧傳輸效率高– 生物好氧-反應溶氧-水深/壓力增加氧傳率– 水深/壓力增加‘氮氣’溶解污泥沈降性受影響– 一般設計為兩組反應器並聯操作

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• 技術開發之經過– 傳統活性污泥法: 4-6m– 超深層活性污泥法: 50-150m– 研究階段:

• 1958年, 荷蘭Bruijn, Tuizaad公司, 16m深 U Type Bio-reactor.

• etc

– 實用階段:• 1974年, 英國ICI公司, 40m深 Deep Shaft.

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• 國內現況:– 1990年, 觀音PTA廠, 135m深 Deep Shaft.– 設計處理水量: 3600m3, 處理PTA廢水.– 1996年, 觀音PTA廠, 55m深 Deep Shaft.– 其他.

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• 處理方式及原理– 處理原理

• 於水深50-150m之槽型深井中, 以加壓曝氣方式進行活性污泥反應

• 反應器分為下降部及上升部, 且底部相通, 廢水於下降管向下流動, 於上升管向上流動

• 反應器之地面上有一水頭槽, 原廢水與進流水於此部份混合, 水中溶解性氣泡於此釋放

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• 處理方式及原理– 水力循環

• 藉由下降管與上升管間空氣造成之密度差, 迫使反應器內液體產生穩定性循環(1-3m/sec)

• 下降管與上升管之注入點與空氣量為控制水流速度、反應迴流率及整個反應器操作之參數

• 起動反應器時需先於上升管加入空氣, 至建立初始循環速度後, 方可於下降管加入空氣

• 主要反應發生於下降管之距離內

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• 處理方式及原理– 氧氣傳輸

• N=KLa(Co - C)– N 氧傳送量– KLa氧傳送係數 f(直徑, 接觸時間, 混合狀況)– Co 飽和溶氧 f(壓力)– C 反應器特定地點之溶氧濃度 f(反應速率, 濃度, 時間)

• 愈接近底部水壓愈高-氣泡小, 壓力高• 反應器深長應視為一種變壓力系統的柱塞式系統, 反應接觸時間長

• 流速高攪拌效率高– 設施組成

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• 處理方式種類及特性– 種類

• 水力循環: 空氣循環式, 機械循環式• 反應器本體: 地下深井式, 高樓建築牆管式• 固液分離: 真空脫氣, 機械脫氣, 浮除, DAF, etc• 其他系統: 同一般廢水處理系統

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• 處理方式種類及特性– 特性

• 節省用地地面積(10-20%)• 高負荷處理• 節省曝氣動力(25%)• 脫氮及防止膨化• 污泥產量少(30%)• 減少臭氣量、不受氣候變化影響

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• 實廠操作管理– 設計處理條件

• COD: 3000-6000ppm, 12Te/Day• SS:<200ppm• p H:6-8• 水力負荷:100-180M3/H

Richard Hsieh

處理效果 COD

40.043.046.049.052.055.058.061.064.067.070.073.0

Jan. 0

2Feb Mar AprMay Jun Jul Aug Sep

t

Oct

Nov Dec

Avg:61.81PPM

Richard Hsieh

處理效果 SS

5.0

7.0

9.0

11.0

13.0

15.0

17.0

Jan. 0

2Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep

t

Oct Nov Dec

Avg:12.03PPM

TM

Slide 1marketing/presentations/PRES-0148

DEEP SHAFT

ADVANCED BIOLOGICAL TREATMENT

TECHNOLOGY

TM


SOME DETAILS OF EXISTING DEEP SHAFT PLANT

• First Commercial Plant 1975

• 81 Commercial Plants in Operation– 39 Domestic/Industrial Sewage– 16 Food Effluents– 15 General Industrial Effluents (Chemical, Steel,

Textiles, PTA, Oil Refinery etc)– 8 Pulp and Paper Effluents– 3 Fermentation

• Flow Rate Range 38 m3 to 72,000 m3/day

• Feed BOD Range 60 to 7,400 ppm

• Shaft Diameter Range 0.7 to 7.0 m

• Shaft Depth Range 30 to 150 m

TM


DEEP SHAFT PLUS SEDIMENTATION CLARIFIER VACUUMDEGASSER

RECYCLED SLUDGE

AIRCOMPRESSOR

DEEPSHAFT

EFFLUENTINFLUENT

SEDIMENTATIONCLARIFIER

WASTESLUDGE

DEEP SHAFT PLUS FLOTATION CLARIFIERRECYCLED SLUDGE

DEEPSHAFT

AIRCOMPRESSOR

INFLUENT FLOTATIONCLARIFIER EFFLUENT

WASTE SLUDGE

TM


ADVANTAGES OF THE DEEP SHAFT PROCESS

• Small footprint

• Higher Oxygen Transfer

• Low Power consumption

• No problems of sludge bulking

• Robust process copes well with shock loads

• Low environmental impact

• Low CAPEX and OPEX

TM


Deep Shaft Plant at Belasis, UK

TM


Tilbury Deep Shaft Plant, London Owned & Operated: Anglian Water PLC

Shaft: 5.7m Diameter x 60 m Deep

Total Plant Cost: £8 million (1987)

DESIGN ACTUAL

Flow (m3/day) 30,000 30,000

BOD In (mg/l) 600 1,000

BOD Out (mg/l) 60 45

BOD Load (kg/day) 18,000 30,000

Population Equivalent 320,000 530,000

F/M (/day) 1.1 2.0

MLSS (mg/l) 6,100 6,700

TM


PTA - T8 Deep Shaft at Wilton

TM


Deep Shaft Plant, Ohtsu, Japan Licensee: HPC

Design criteria

Feed: Cardboard

Effluent

Shaft Size: 100 m x 2.8mø

Flow: 20000 m3/d

BOD Load: 3200 kg/day

BOD In: 160 mg/l

BOD Out: 10 mg/l

Start-up: 1980NB: Plant enclosed in building. Shaft with white air injection pipe can be seen on bottom left hand side.

TM


Deep Shaft Plant, TokyoLicensee: MKK

Design criteria

Feed: Printing Effluent

Shaft Size: 75 m x 1.3 m ø

Flow: 2000 m3/d

BOD Load: 740kg/day

BOD In: 370 mg/l

BOD Out: 30 mg/l

Start-up: 1983

TM


Deep Shaft Plant, Shikoku, Japan

Licensee: MKK

Design criteria

Feed: Pulp and Waste

Paper

Shaft Size: 50m x 3.6m ø x

3 shafts

Flow: 45000 m3/d


BOD In: 190 mg/l

BOD Out: 20 mg/l

Start-up: 1988

TM


Deep Shaft Plant, Taiwan

Licensee: DSTIDesign criteria

Feed: Terephthalic Acid

Effluent

Shaft Size: 130 m x 3.0 m ø x

2 shafts

Flow: 3720 m3/d


BOD In: 2800mg/l

BOD Out: <50 mg/l

Start-up: 1991

TM


Deep Shaft Plant, NiigataLicensee: Kajima

Design criteria

Feed: Fish Processing

Effluent

Shaft Size: 50m x 0.9 m ø

Flow: 200 m3/d


BOD In: 1500 mg/l

BOD Out: 300 mg/l

Start-up: 1983

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