臺灣博碩士論文加值系統

近幾年來利用人工濕地針對含營養鹽之廢污水的處理，已相當盛行。但對於海水養殖所排出之廢污水由於含大量營養鹽及鹽份，致使一般人工濕地中所採用之植物並不適合用來處理含鹽份之廢污水。故本研究的主要目的係利用鹹水型人工濕地以批式操作方式，並種植耐鹽度之水生植物，來進行對海水養殖廢水中營養鹽去除之探討。

本研究中所採用的人工濕地實驗模廠共劃分為九個池子，人工濕地的廢水來源為大鵬灣海域附近之海水養殖廢水與社區生活污水之混合廢水，實驗設計共有四個試程。在第一試程至第三試程中，水力停留時間控制為七天，最後一個實驗試程則為一個月。實驗設計為利用了廢磚塊、牡蠣殼、9mm礫石及混合礫石(9mm礫石與3mm礫石混合)以作為實驗用人工濕地模廠之濾料。9mm礫石及混合礫石池將配合不同實驗試程，種植不同的耐鹽度水生植物種，包括有海茄苳(L2、L3池種植)、欖李及蘆葦(R2、R3池種植，第一、二試程為蘆葦，第三試程開始種植欖李)。

研究結果發現在不同的濾材介質方面，裝填有混合礫石之模槽池子去除營養鹽的效果最佳，而裝填牡蠣殼為濾材界質時之效果最差，且反而有營養鹽(氮、磷)釋出之問題；而在不同種植之植物種進行營養鹽去除研究方面，有種植植物的營養鹽去除效果並沒有明顯高於無種植植物之對照組(p＞0.05)。但以生長狀況而言，紅樹林植物以海茄苳之生長狀況最佳。

Recently, the use of constructed wetlands to treat nutritions and containing wastewater, has quite been in vogue. However, since salts aquacultural wastewater contains massive nutrients and salts, the common aquatic plant species are not suitable to treat it. Therefore the purpose of this research is mainly to use pilot-scale salty water constructed wetland systems operated under batch conditions to removal efficiency of nutrients.

The pilot-scale have nine pools, the influent was from discharge channels containing aquacultural wastewater and community sewage near by Dapeng Bay. The experiment designs altogether has four stages.In the first stage to the third stage, the HRT was continued at 7 days. Last stage, the HRT was continued at one month. Experimental period has used waste brick bat, oyster shell, 9mm stone and mix stone (9mm stone and 3mm stone mix) as filter medium. The 9mm stone pool and mix stone pool coordinates differently to test the stage planter differently to plant the species. The plant aspect has Avicennia marina(L2、L3 pool ), Lumnitzera racemosa and Phragmites australis. (First, the second stage plants the Phragmites australis , the third stage starts to plant Lumnitzera racemosa).

The experimental results showed that the filter media used with the mix stone presented the highest removal efficiency for the nutrients,whice the oyster shell exhibited the lowest removal efficiency for the nutrients. The oyster shell system was also found nutrients releaseal to the system. For using plants to remove the nutrients, we found that plants, did not show better performace than the systems without plants(p＞0.05). However, for the condition of vegetation, the plant species of Avicennia marina exhibited the best performace.

目錄
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 濕地的成因 4
2.2 濕地的定義 6
2.3 濕地的構成要素 10
2.4 濕地的分類 16
2.5 濕地去除污染物機制 18
2.5.1 氮的去除 19
2.5.2 磷的去除 21
2.5.3 有機物與懸浮固體 22
2.6 人工濕地類型 25
2.7 濕地功能價值與優缺點 27
2.7.1 濕地功能價值 27
2.7.2 人工濕地優缺點 29
2.8 鹹水型人工濕地案例探討 31
2.8.1 國內案例~水產養殖廢水之人工濕地處理起動特性及效能(林瑩 31
2.8.2 國內案例~循環水養殖之淨水設備與系統(荊樹人、李得元等, 2005) 35
2.8.3 國外案例~Shrimp pond effluent:pollution problems and treatment by constructed.(Sansanayth et al. , 1996) 38
2.8.4 國外案例~Aquaculture sludge removal and stabilization within 40
created wetlands.( Summerfelt, 1999) 40
第三章 研究方法 42
3.1 概述 42
3.2 大鵬灣鹹水型人工濕地示範模廠介紹 42
3.3 鹹水型人工濕地植物之選擇 44
3.4 水樣採集及水質監測分析 45
3.4.1 水樣採集 45
3.4.2 水質分析項目及方法 45
第四章 結果與討論 47
4.1 各階段物理性監測水質分析結果 47
4.1.1 水溫(Temperature, oC) 47
4.1.2 鹽度(Salinity, ‰) 48
4.1.3 pH 49
4.1.4 比導電度(Specific Conductivity, ms/cm) 50
4.1.5 溶氧(Dissolved Oxygen, DO) ，DO％ 51
4.1.6 氧化還原電位(Oxidation Reduction Potential，ORP) 53
4.2 各階段水質分析結果 55
4.2.1 懸浮固體物(SS)之分析結果 55
4.2.2 濁度之分析結果 57
4.2.3 葉綠素-a 之分析結果 59
4.2.4 BOD 在不同介質或濕地植物下的去除效率與變化性分析 61
4.2.5 磷在不同介質或濕地植物下的去除效率與變化性分析 63
4.2.6 氮在不同介質或濕地植物下的去除效率與變化性分析 66
4.3 氮在不同水力停留時間(HRT)之分析結果 73
4.4 BOD 在不同水力停留時間(HRT)之分析結果 89
4.5 污染物單位面積負荷對去除率之影響 92
4.5.1 BOD 之單位面積負荷對去除率之影響 93
4.5.2 正磷之單位面積負荷對去除率之影響 103
4.5.3 總磷之單位面積負荷對去除率之影響 114
4.5.4 氨氮之單位面積負荷對去除率之影響 125
4.5.5 TN 之單位面積負荷對去除率之影響 136
第五章 結論與建議 147
5.1 結論 147
5.2 建議 149
參考文獻 150
附錄 155
圖目錄
圖 1 濕地水文循環系統 11
圖 2 濕地水平衡方程式 11
圖 3 濕地中的氮循環 19
圖 4 磷在濕地中之傳輸（USEPA, 1999） 22
圖 5 DOC 在濕地中的轉換概念圖(Michael, 1999) 23
圖 6 懸浮固體物在表面流動式濕地中的循環(Kadlec and Knight, 1996) 23
圖 7 懸浮固體物在表面下流動式濕地中的循環(Kadlec, 1996) 24
圖 8 人工濕地三大類型(Price and Probert, 1997) 26
圖 9 評量系統中直接或間接消耗的材料和能源之方法(TMER) 30
圖 10 台南縣人工濕地案例於各階段操作期間進出流水SS、葉綠素、COD 水質32
圖 11 台南縣人工濕地案例於各階段操作期間進出流水NH4
--N、TIN、PO4
--P 水質 33
圖 12 蝦池塘出流物~槽體中種植縱向剖面圖 38
圖 13 蝦池塘出流物~實驗結果總結 39
圖 14 在人工濕地內養殖污泥的去除與穩定~垂直流槽體 41
圖 15 在人工濕地內養殖污泥的去除與穩定~水平流槽體 41
圖 16 示範模廠平面圖 42
圖 17 各階段平均水溫 47
圖 18 各階段平均鹽度 48
圖 19 各階段平均pH 49
圖 20 導電度平均值 50
圖 21 各階段平均DO 濃度 51
圖 22 各階段平均D0% 52
圖 23 第二、三階段ORP 平均值 54
圖 24 各階段平均SS 濃度 56
圖 25 各階段SS 去除率 56
圖 26 各階段平均濁度 58
圖 27 各階段去除率 58
圖 28 各階段葉綠素-a 去除率 60
圖 29 各階段平均BOD 濃度 61
圖 30 各階段BOD 去除率 62
圖 31 各階段正磷酸鹽平均濃度 64
圖 32 各階段正磷酸鹽去除率 64
圖 33 各階段總磷平均濃度 65
圖 34 各階段總磷去除率 65
圖 35 各階段亞硝酸鹽但與硝酸鹽氮平均濃度 68
圖 36 各階段亞硝酸氮去除率 69
圖 37 各階段硝酸氮去除率 69

參考文獻

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