台湾河川水质净化工法.pptx

台灣河川水質淨化工法─表面流人工濕地處理污水成效之評估報告人：張文亮 教授國立台灣大學生物環境系統工程學系人工濕地建造促進水質自淨作用背後關鍵的思想1. 河川字源stroum（連續）河川（stream）的字源為stroum（連續）中古世紀：「只要讓水連續流動，水就自然淨化」。2. 河川自然淨化的機制Sir. Edward Frankland (1825-1899)：溶氧是促進水中有機物分解的主要因素，1880年，訂出三項指標： DO實驗、 BOD5與 C/N2. 河川自然淨化的機制3. Delzie Demaree (1889-1987) 1932年，木本水生植物Taxodium distichum (L.)能固定水中N.P.2. 河川自然淨化的機制4. Kaethe Sezdel 1953年， 草本植物禾本科能去除水中N.P.，開始人工地下流濕地的建造。2. 河川自然淨化的機制5. A.G. Tansley (1871-1955) 1935年推出ecosystem觀念， ecosystem與succession （F.E. Clements, 1916）成為解決生態環境大尺度的兩大切入點。2. 河川自然淨化的機制6. H .T. Odum (1924-2002) 1962年提出生態工程一詞，成立Center for Wetland，推動表面流人工濕地。2. 河川自然淨化的機制7. K.W. Cummings 1974年，提出溪流生態系統重建理論river continuous theory2. 河川自然淨化的機制8. J.R. Webster 1975年提出nutrient spiralling concept2. 河川自然淨化的機制9. W.J. Junk 1989年提出flood pulse concept3. 人工濕地與傳統污水處理技術的異同相同部分：水理、水質淨化的科學原理單元操作組成 3. 人工濕地與傳統污水處理技術的異同不同部分，人工濕地強調：較大的土地面積換低能量操作人與自然共同獲益 4.生態工法在台灣1989～2000年，生態工法進入台灣時，就去處理與景觀變化、生態保育的措施，一起進入，成為綜合式的水質淨化自然系統處理（natural systems treatment）。表面流人工濕地（free water surface constructed wetlands）地下流人工濕地（subsurface flow constructed wetlands）地下滲濾（septic tank-soil absorption systems）礫間接觸（contact bed treatment）5. 在台灣的使用水質去除效率評估水理設計水質負荷決定在基本參數作為未來國家建設污水處理的要點與原則台灣河川水質淨化工法(I)─表面流人工濕地處理污水成效之評估建造人工濕地處理污水起源於1960年代德國的研究。自此，美國開始大量以此作為都市污水二級處理之後的處置與非點源污染的處理。這種污水處理的方式，造價較污水處理廠便宜，而且場址的選擇較有彈性，只要接近污染源的合適地點，就可以進行建造。處理的濕地，以淨化污水的生化需氧量、懸浮固體濃度為主，其次為去除氨氮，而且栽種水生植物，素有最美麗的污水處理廠之稱，具有促進生態功能與景觀之用，因此在世界各國逐漸推廣。前 言不同的國家，在發展人工濕地建造，配合自身的環境與水文氣候，也有不同的調整。例如日本的平地較為狹小，所建造的濕地大多是在溪邊或湖泊灘地，水域面積一般小於1 ha，水深約10~20公分，處理水量約40~260 m3/day，水力停滯時間約0.2~0.7日，水力負荷量約0.03~0.46 m/day，所種的植物以蘆葦為主，其次為水芥菜、香蒲、布袋蓮等，大部份是表面流濕地，所處理的水是以河川為主，而非一、二級污水處理廠的排放水(Nakamaura et al.)。瑞典人工濕地的建造，為改善波羅的海優養化的問題，有別於美國、日本，主要在去除水中氨氮的濃度，而且瑞典的森林多，所以在森林中建造長條狀的土渠，以促進氨氮的吸收，水力停滯的時間也較長，約7.5日，人工濕地為兩段式的操作，先將污水流過礫間接觸的石床，以進行厭氧性的脫氮，再流過森林間長條狀的土渠，渠道中以飄浮性水生植物水鱉(Elodea nuttallii)為主，以進行好氧性的吸收。採用水鱉的原因是，其植株上有許多附生性的微生物，是吸收水中氮的主要媒介，其處理氮的排放濃度以低於1 mg/l為要求，以減少近海的優養化(Wittgren and Tobiason，1995)。當人工濕地的建造，在世界各國逐漸成為污水的處理方式，有幾個關鍵的問題，仍然需要依照在地的環境來決定，如場址的選定、植栽的種類、材料的選定、最佳操作的評估、建造後