[发明专利]废水处理方法

说明书

技术领域

本发明有关一种废水处理技术，特别是指一种可以有效将复杂的有机物质如碳水化合物、蛋白质、脂质、纤维素等大分子有机物质被细菌进行代谢作用的废水处理方法。

背景技术

水体在自然状态中，有一定的空气溶解到水中，是支持水中生物呼吸的主要来源，其中最重要的指数是溶解氧(DO)，外来物质进入水体后，可以被微生物分解，被溶解氧氧化，这都要消耗一定的溶解氧，这属于水体的“自净能力”，如果外来物质太多，溶解氧被完全消耗，就是超过了水体的自净能力，水中生物会因缺氧窒息死亡或中毒。

造成水污染的外来物质很多，包括有机污染物、重金属、清洁剂、厨余等；因污染物进入水体后，呈现的是综合变化，因此选定较重要的特性指标，包括代表有机污染物多寡的生化需氧量(BiochemicalOxygenDemand,BOD)、化学需氧量(ChemicalOxygenDemand,COD)等为质量评估基础。

其中，水体中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗氧化剂的量，以每升水样消耗氧的毫克数表示，通常标记为COD；化学需氧量(COD)检验原则上2小时就测出结果，相较于生化需氧量(BOD)需5日的检测时间相差甚多，因此COD常作为有机性工业废水污染的重要指标。

在现行法律规范下，许多产业的废水处理场须增设高级废水处理单元才能达到现行的放流水标准，在废水处理时，废水中经常含有一种以上的有机物，当有机化合物存在时，其氧化机制可采用氢氧自由基的加成或氢原子夺取。

已知“分顿法(Fenton)”的氧化反应程序(H₂O₂/Fe²⁺)可利用过氧化氢与亚铁离子于酸性条件下反应，衍生具强氧化能力的氢氧自由基(·OH)氧化有机物，亚铁离子被氧化成三价铁离子，故Fenton氧化反应程序同时兼具氢氧自由基氧化与铁盐混凝双重功能，是目前被认为可用来氧化有机化合物相对较为有效、简单且经济的方法之一。

研究时指出，增加亚铁剂量将使COD和色度去除率提高，氧化反应决定于亚铁离子与温度，若以Fenton法处理人工染整废水与实厂二级出流水指出过量亚铁将于混凝阶段有再溶出现象，使COD及色度去除率降低。

过氧化氢为Fenton氧化反应程序中(·OH)主要来源，固定亚铁离子添加量，亚铁离子与等莫耳过氧化氢反应生成等量(·OH)，当过氧化氢添加量高于亚铁离子时，残留过氧化氢可与反应过程中所生成的三价铁进行反应生成亚铁。

当过氧化氢添加过多时，亦会竞争(·OH)而降低有机物氧化能力。于Fenton系统中[Fe²⁺]<<[H₂O₂]时，Fenton法所产生的氢氧自由基会与过氧化氢反应产生(HOO·)及一系列反应，最后(HOO·)会被Fe³⁺氧化而释出氧分子，过量的过氧化氢残余，将消耗COD分析用的氧化剂重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)造成COD值增加。

因此，针对上述氧化还原反应特性，如何提供一种可以有效将复杂的有机物质如碳水化合物、蛋白质、脂质、纤维素等大分子有机物质被细菌进行代谢作用的废水处理方法，进而达到降解COD的目的，长久以来一直是学术界及产业界所亟欲解决的课题。

发明内容

本发明即在提供一种可以有效将复杂的有机物质如碳水化合物、蛋白质、脂质、纤维素等大分子有机物质被细菌进行代谢作用的废水处理方法。

本发明的废水处理方法，基本上包括下列两种基本操作型态。

本发明第一种基本操作型态的废水处理方法，基本上包括下列步骤：(a)提供一酸化槽，且于该酸化槽中加入供用以产生水解酸化反应的水解自主化菌；(b)提供一发酵槽，且于该发酵槽中加入用以产生分解乙酸反应的醋酸化甲烷生成菌；(c)将经过分顿法氧化反应后的废液导入该酸化槽中，并停留预定的时间，使对废液进行水解酸化处理；(d)将经该酸化槽完成水解酸化处理的废液导入该发酵槽中，并停留预定的时间，使对废液进行甲烷化处理；(e)将经该发酵槽完成甲烷化处理的废液导入一沉淀槽中，并停留预定时间，使废液中的污泥沉淀后，即可分别将经过处理的废液及污泥分开进行后续的排放处理。