「專題研究」課程大綱

本課程為就處理低強度都市污水需要考量可行之處理時間與效率，傳統好氧生物處理系統具有相對較短暫的水力停留時間與相較優良的出水水質，此為厭氧生物處理技術需要精進突破之方向，是故過去厭氧生物技術研究乃朝向下列議題開創:提升反應槽污泥濃度、增快厭氧生物之生長速率、降低水力停留時間、增長厭氧生物污泥齡、系統後端處理以提生出水水質與去除氮磷等；近年來沉浸式厭氧薄膜生物反應槽(SAnMBR)及上流式厭氧薄膜生物反應槽(AFMBR)等厭氧技術的發展皆以維持反應槽高微生物濃度，使其不會因較低的水力停留時間而流失微生物體。這些研究雖然獲得厭氧生物技術處理低強度污水之初探結果，然而其研究過程仍是以較為單純之合成污水試驗，AFMBR系統需使用動力上流懸浮附著厭氧污泥活性碳，亦需要加設薄膜系統以隔離活性碳及過濾產水以達水質標準，其系統之薄膜過濾與上流式流體化床操作仍是耗費能源之程序單元；SAnMBR系統，以MF膜將厭氧污泥留置反應槽內，需動力迴流厭氧污泥，亦需薄膜系統以留置厭氧污泥及過濾產水以達水質標準亦是耗費能量之單元組合；考量上述新近厭氧生物技術之發展與應用限制，本研究團隊研議以固定生物技術(immobilization biotechnology)將懸浮式之厭氧污泥固定化(immobilized biomass)，使厭氧污泥以固形平板型態而非懸浮分散型態留置於反應槽內，以工程方法調配槽體厭氧生物濃度，無須動力混合擔體及進行迴流污泥，若加設MF薄膜模組，更可因為厭氧槽體內之低懸浮固體濃度大幅減輕薄膜之積垢阻塞，以較低之操作能耗過濾懸浮微粒提升出水水質，整體系統之淨產能必大於前者；考量厭氧過程有機酸形成易為脫硝之電子供應源，厭氧固定生物方法可發展成AO (anoxic/oxic)程序以達缺氧/有氧硝化脫硝除氮或連結好氧固定生物之同時硝化脫硝除氮(simultaneous nitrification and denitrification, SND)。