TWI273095B - Composition and method for treating water pollutants in water - Google Patents
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Description
1273095 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種環境工程之整治技術。詳言之，本發 明係有關一種利用脫水生物污泥處理水中污染物之組合物 及方法。 【先前技術】
水中污染物之清除一直是環境保護中重要的課題。在許 多工業區及廢棄物傾倒區，地下水已被過量使用且被隨意 棄置之有機溶劑所污染。於各式有機溶劑中，含氣有機溶 劑危害環境為最，又以四氯乙浠（tetrachloroethylene或 p er chi or 〇 ethylene，PCE)及三氯乙烯（trichloroethylene， TCE)所造成的污染最為普遍且嚴重。由於含氣有機溶劑具 有較高毒性且不易被分解，因此若要以生物分解方式整治 含氯有機溶劑之污染，必須提供其他有機質作為主要基質 (primary substrate)或電子供應者（electron donor)，藉由好 氧共代謝（cometabolism)或厭氧還原脫氣（reductive dechlorination)程序分解去除。目前一些有機質已被提供做 為主要基質（如苯類、醇類、酸類及酚類等有機質），以加強 含氯有機溶劑之生物分解。但是注入這些有機質到水體 中，則又造成二次污染。 再者，依地下水整治技術而言，目前較常用之地下污染 整治技術包括抽取處理法（pump-and-treat)及空氣氣化法 (air sparging)。由於抽取處理法係將地下水抽取至地表，經 整治處理後回注至地下，屬於長期性的整治技術且需要許
O:\100\100696.DOC 1273095 多機械設備，因此裝設及維修花費相當可觀。空氣氣化法 較適用於滲透性高之含水層，然於一些滲透性變化較大之 έ水層中，空氣氣泡易形成管流，減低空氣與水之接觸面 積，造成污染物去除效率之降低。此外，用以導入空氣之 機械設備的裝置及維修亦增加了空氣氣化法的花費。 口此’開發-可有效分解水中污染4勿、成本低廉及不造 成一-人污染之整治方法，為環境工程上之所需。
【發明内容】 本發明之一目的在於提供一種用以處理水中污染物之組 合物，其包含： 脫水生物污泥； 孔隙增進物；及 固化物。 本么明之另-目的在於提供_種用以處理水中污染物之 組合物，其包含： 脫水生物污泥； 砂； 水泥及水；及 飛灰。 本發明之再一目的在於接徂 _ . t 敌七、一種處理水中污染物之方 法，其包含以上述之組合物處理污染之水體。 【實施方式】 質之無毒性固態基質組 免二次污染並減少添加 本發明提供一種可長期釋出有機 合物，可有效清除水中污染物且避
O:\100\100696.DOC -7- 1273095 頻率。利用根據本發明之組合物可用以整治有機溶劑及難 分解有機質污染之水體，特別是地下水，並可開發一且經 濟效益之新型地下水整治技術。 本發明係提供—㈣以處理水中污染物之組合物，其包 含··
脫水生物污泥； 孔隙增進物；及 固化物。 本备明之組合物係用以處理水中之污染物，包含地上^ 或也下水中之/亏染物’較佳地，係用以處理地下 染物。 利用根據本發明組合物可去除之污染物包含需微生物共 代謝清除及/或衫脫狀污染物；較佳料含氯污染物； 更佳係為三氯乙烯或四氯乙烯。 本發明組合物中之脫水生物污泥可提供於生物分解時所 必須之有機質作為主要基質或電子供應者，以藉由好氧共 代謝或厭氧還原脫氣程序分解去除污染物，而不需如習知 技術添加如苯類、醇類、酸類及酚類等主要基質，即可順 利除污染物。 本么明所a之「脫水生物污泥」乙詞係指包含微生物與 有機質之組合物，但其組成成分因過於複雜而無法被一一 列出，較佳係將生活污水廠中所沈澱之污泥脫水而得。根 據本發明之脫水生物污泥可一併提供生物分解污染物時戶^ 需之微生物種與主要基質。當遭污染之水體經過根據本發
0Λ100\100696.DOC 1273095 明之組合物時，脫水生物污泥會釋放有機質，並發生生物 分解反應，污染物即被微生物以共代謝或還原脫氯之分解 作用而去除。另一方面，脫水生物污泥來源無毒性（如來自 生活π水廠之污泥廢料），取得容易成本低廉，更具有資源 再利用之優點。脫水生物污泥於本發明組合物中之比例係 依脫水生物污泥之成分與欲處理之水體污染程度而定。一 般而言，該脫水生物污泥與該組合物之重量比為自18: 7.5 至 2.1 : 8.6 。 本發明所言之「孔隙增進物」乙詞係指與根據本發明之 脫水生物污泥混合後可增加整體混合物孔隙度之成分，其 物理或化學性質不干擾脫水生物污泥處理污染物之分解過 転’而可藉由增加孔隙度使組合物之透水性增加，並增加 脫水生物污泥之有機質釋出率，而使脫水生物污泥之處理 效率提兩《凡符合上述特質之組份皆可為根據本發明之孔 隙增進物’較佳該孔隙增進物包含砂、木屑、稻穀或稻草； 更佳係包含砂。孔隙增進物於本發明組合物中之比例係依 孔隙增進物之性質與欲處理之水體污染程度而定。一般而 言，該孔隙增進物與該組合物之重量比為自〇 5:7 5至 8 · 6 〇 本發明所言之「固化物」乙詞係指可固化根據本發明之 脫水生物污泥與孔隙增進物，使其成為一便於應用之固體 狀之組份，並避免使脫水生物污泥與水體完全接觸，而、& 成有機質迅速溶出而消耗過量之有機質。任何合適之二 物均可用於本發明之組合物中。較佳地，制化物包含水
0：\1 〇〇\100696.DOC 1273095 泥與水。固化物於本發明組合物中之比例係依固化物之性 質與脫水生物污泥與孔隙增進物種類而定。一般而言，該 固化物與該組合物之重量比為自2·8 ·· 7·5至3·2 ·· 8.6。
一般而言，微生物於偏向中性之環境中，具有較佳之分 解能力，故本發明之組合物較佳另包含酸鹼值調整劑，俾 使組合物之酸鹼值較偏於中性。於一較佳具體實施例中， S使用水泥及水作為固化物時，由於其酸鹼值偏向鹼性， 故使用飛灰作為酸鹼值調整劑以降低酸鹼值，且提高清除 效率。此外，飛灰亦可增加組合物之透水性。 另一方面，根據本發明之組合物另包含微生物培養劑， 以助微生物生長。微生物培養劑於本發明組合物中之比例 係依脫水生物污泥之成分而定。一般而言，該微生物培養 劑與該組合物之重量比為自G7:82M 8:本發明 之一較佳具體實施例中，該微生物培養劑包含氯化録及鱗 酉文鉀’且更佳地，其中氯化銨與磷酸鉀之比例為自0.7 : 〇 9 至 0.9 : 0.7 。 本發明另提供-種用以處理水中污染物之組合物 含： 八 脫水生物污泥； 砂； 水泥及水；及 飛灰。 狀 根據本發明之組合物形狀 ’其尺寸亦可視所需調整 可為立方體、球體或不規則形 。於製造根據本發明之組合物
O:\100\100696.DOC -30- 1273095 時，可利用自動化機械設備，以節省製造成本。 本發明另提供-種處理水中污染物之方法，其包含以上 述之組合物處理污染之水體。 根據本發明，該組合物可制於各式之污水處理法，例 士於地下水流經之溝渠、整治井或整治牆中置放根據本發 明之組合物。當地下水流經根據本發明之組合物時，污^ % 物即可被分解，故流經後之地下水即為整治過之地下水。 較佳地，本發明係使用被動式整治牆技術(如圖】所示)。根 據本發明之方法與傳統之處理法相比具有下列優點：⑴不乂 需要任何機械設備與電力；⑺不需做地下水之抽取與補 注；(3)現地處理污染之地下水；⑷生物反應可完全分解污 染物，故不會將污染物轉移至氣相而造成二次污染；及⑺ 根據本發明之組合物可長期釋放，不須經常補充。於本發 明之一具體實施例中，此組合物可維持此穩定之有機質釋 放速率長達超過三個月的釋放時間。因此，在應用此組合 物於污染場址整治時，可在此組合物使用超過三個月後， 有機質釋放速率漸漸降低後再行置換，而可節省污染場址 之整治費用及人力成本。 唯並不意味本發明 絲以下列貫例予以詳細說明本發明 僅偈限於此等實例所揭示之内容。 實例 先將來自生活污水廢之脫水生物污泥、砂、 曰氯化鉍、磷酸鉀及水泥在攪拌器中均勻攪拌混合其 重量比為Μ·6:1·5:0.8:0·8:1·5’隨後錢拌混合當中慢慢加
O:\100\100696.DOC • 11 - 1273095 使成黏稠狀’再倒入模具即可。由於加入之水量極 =’僅心使組絲迅速凝結，目此大部分之組成物將不 因反應而失去其特性。所製得之組合物比重為 麵身摩及遂幸··以1公升之燒杯對製成之組合物進行釋 放有機質速率測定（批次反應）。其係將⑽克之組合物放 兩:T中^杯内裝200毫升去離子水。每天量測水中化學 巾 K 里（ChemiCal oxygen demand，COD)之變化，並更換杯 ^ 離子纟如此可計异出有機合成物釋放有機質之速 率，其中化學需氧量之分析方法為中華民國環境檢驗所所 公告之方法（NIEA W5 15.53A)。 批-人反應貫驗結果係示於圖2，其結果顯示在最初之儿 ^ 天中，有機質釋放速率有較大的變動，但在約50天後，釋 / 出率漸趨於穩定。數據之線性迴歸曲線（50天至100天）為 (mg COD)/天/克組合物=-〇〇〇〇1><天數+〇〇43。有機質釋放 速率約在0.051至〇.037mgC〇D/天/克組合物之間，平均釋放 %率約為〇.〇43mSCOD/天/克組合物。批次反應實驗結果亦顯 示，此組合物可維持此穩定之有機質釋放速率長達超過三 個月的釋放時間。因此，在應用此組合物於污染場址整治 時，可在此組合物使用超過三個月後，有機質釋放速率漸 漸降低後再行置換，而可節省污染場址之整治費用及人力 成本。 上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制 本發明。習於此技術之人士對上述實施例所做之修改及變 化仍不違背本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之 O:\100\100696.DOC -12- 1273095 申請專利範圍所列。 【圖式簡單說明】 圖1為整治牆技術整治地下水示意圖。 圖2為根據本發明組合物以批次反應實驗之有機質釋放 速率與天數之實驗結果圖。 【主要元件符號說明】 1 地表
3 有機質釋出 4 組合物置放區 5 地下水流向 6 地下水水位 7 污染物分解區 O:\lO0\lOO696.DOC -13-
Claims (1)
12^^4115728號專利申請案 月ΰ日修⑽正本 、 中文申請專利範圍替換本(95年9月） 十、申請專利範圍： 1 · 種用以處理水中污染物之組合物，其包含： 脫水生物污泥； 孔隙增進物；及 固化物； I 其中該脫水生物污泥與該組合物之重量比為自i.8:7 至2.1: 8.6’該孔隙增進物與該組合物之重量比為自0.5 7.5至〇·7 : 8.6及該固化物與該組合物之重量比為自2.8 2 ·根據睛求項1之組合物 物0 其係用以處理地下水中之污染 3 ·根據晴求項1之組合物 謝清除及/或還原脫氯 4 ·根據睛求項3之組合物 5 ·根據晴求項4之組合物 氣乙烯。 ，其中該污染物係為需微生物共代 之污染物。 其中污染物係為含氯污染物。 ，其中該污染物係為三氯乙烯或四 6·根據請求項1之組合物 屑、稻榖或稻草。 7·根據請求項6之組合物， 8·根據請求項1之組合物， 9·根據請求項丨之組合物， 10·根據請求項9之組合物， 11 ·根據請求項1之組合物， 12·根據請求項11之組合物 100696-950913.doc 其中該孔隙增進物包含砂、木 其中該孔隙增進物包含砂。 其中該固化物包含水泥與水。 其另包含酸驗值調整劑。 其中該酸鹼值調整劑係為飛灰。 其另包含微生物培養劑。 ，1其中該微生物培養劑與該組合 1273095 物之重量比為自〇·7 : 8.2至1.8 : 10.4。 1 3 ·根據請求項11之組合物，其中該微生物培養劑包含氣化 銨及磷酸钾。 14·根據請求項13之組合物，其中氯化銨與磷酸鉀之比例為 自 0.7 : 〇·9至 〇 9 : 〇 7。 15·根據請求項1之組合物，其中孔隙增進物為砂；固化物為 水泥及水，更另包含一飛灰。 16·根據請求項1 5之組合物，其係用以處理地下水中之污染 物。 17·根據請求項15之組合物，其中該污染物係為需微生物共 代謝清除及/或還原脫氯之污染物。 18.根據請求項17之組合物，其中污染物係為含氯污染物。 19·根據請求項18之組合物，其中該污染物係為三氣乙烯或 四氣乙稀。 20·根據請求項15之組合物，其中該脫水生物污泥與該組合 物之重量比為自1.8 : 7.5至2.1 : 8.6。 2 1 ·根據請求項1 5之組合物，其中砂與該組合物之重量比為 自 〇·5 : 7·5至 〇.7 : 8.6 。 22.根據請求項15之組合物’其中水泥及水與該組合物之重 量比為自2.8 : 7.5至3.2 : 8.6。 23 ·根據請求項1 5之組合物，其另包含微生物培養劑。 24. 根據請求項23之組合物，其中㈣生物培養劑"與該組合 物之重量比為自0.7 ·· 8.2至1.8 : 10.4。 25. 根據請求項23之組合物，其中該微生物 100696-950913.doc 货別包含氯化 -2 - 1273095 銨及磷酸鉀。 2 6 ·根據請求項2 5之組合物，其中氯化銨與碟酸鉀之比 、 自 0.7 : 0.9至 0.9 ·· 0.7。 例為 27. -種處理水中污染物之方法，其係使用根據請求項⑴6 任何一項之組合物處理污染之水體。 、 28. 根據請求項27之方法，i 々、纟1 ^ T 5亥組合物係置放於水體流經 之溝朱、整治井或整治牆中。 100696-950913.doc
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| TW94115728A TWI273095B (en) | 2005-05-16 | 2005-05-16 | Composition and method for treating water pollutants in water |
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| TW94115728A TWI273095B (en) | 2005-05-16 | 2005-05-16 | Composition and method for treating water pollutants in water |
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| TW200640805A TW200640805A (en) | 2006-12-01 |
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