以垂直流式人工湿地处理含硫酸盐废水之研究.ppt

 以垂直流式人工濕地處理含硫酸鹽廢水之研究 老師：蕭明謙 班級：環工四B 姓名：吳姿嫻 學號： 4960N079 摘要 探討硫酸鹽去除與氨氮去除交互作用。 批次滿管，硫酸鹽去除率隨進流水COD濃度提高而增加。 相同濃度下，去除率最高為泥炭土植物組。 複合式連續流去除效率優於單槽連續流。 批次操作法氨氮去除不受溶氧濃度影響。 連續流氨氮去除仰賴於好氧區硝化作用。 還原電位達到-300 mV以下硫酸鹽減少。 厭氧還原，碳源供硫酸還原菌利用，可達到硫酸鹽去除。 前言 大多數硫酸鹽化合物溶解度大，性質穩定不易產生變化。 氨氮與硫酸鹽同時存在，SRB反應生成二價硫或元素硫和亞硝酸鹽或氮氣。 完全反應氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽及硫化氫同時去除。 硫酸鹽還原同時達到COD 的消耗，水體鹼度增加。  材料與方法 系統配置 四支PVC管柱，高100 cm，重力流方式流入。 一組管柱填充粒徑3 mm大理石做濾料。另一組放泥炭土。 試程一至四中，標號1種植蘆葦；標號2 為空白對照組。 試程五於標號2 中增加培地茅，觀察植物對硫酸鹽耐受性。 試程六P1、P2 種植蘆葦，G2 種植培地茅，G1 管柱未種植。 操作方法 水力停留時間為24小時。 試程一、二為沉澱池出流水，人工增加硫酸鹽及COD濃度。 試程三至六為人工廢水。 試程一至五為單獨獨立之垂直流式人工濕地。 試程六將泥炭土管柱串聯至礫石管柱，泥炭土管柱為下行流式，礫石床管柱為上行流式，水體由泥炭土管柱上方進入，由礫石管柱上方排出。  結果與討論 硫酸鹽 進流水中有機碳源，影響硫酸鹽的去除成效。 SRB微生物可利用有機碳較多，硫酸鹽還原過程較易發生。 操作方式為連續流滿管操作法，最佳者為泥炭土植物。 提高水中硫酸鹽及有機碳濃度，不表示硫酸鹽亦能被去除。 IVCW出流水體的硫酸鹽濃度減少，去除率上升。 IVCW無法達到雙管柱串聯加乘，較單獨槽體承受更多負荷。 培地茅枯萎的原因可能和硫酸鹽的濃度有關。 氨氮 出流水體所測得的氨氮濃度皆比進流水體低，氨氮減少硝酸鹽的濃度增加，推測由氨氮轉化而來。 氨化作用推測為槽體馴養不完全，微生物不穩定所導致。 IVCW對氨氮的去除成效亦有增加。 試程五對氨氮去除量較試程六高。  深度剖面實驗 (1) 批次深度剖面實驗 ORP值達-300 mV以下，SO42--S即有減少。 深度達到20 cm~40 cm SRB菌已有活性存在。 氨氮濃度分布亦隨著深度增加而下降，深度20 cm時，氨氮與硫酸鹽共同減少。 氨氮於厭氧環境下，亦可被去除。 厭氧性氨氧化菌在缺氧或是低溶氧的狀態下可同時去除水體中的氨氮及亞硝酸鹽。 (2) 連續流深度剖面實驗 氨氮多半在管柱上半部之好氧區域內即行硝化作用而分解。 可能因植物體釋出致，在深度40cm及60cm處，有增加後再減少的現象。 硫酸鹽在此連續流的深度實驗所呈現出的趨勢，亦如同先前的批次連續實驗。在ORP 值達-300 mV 時，即有硫酸鹽還原的現象發生。 還原狀態的環境，SRB具可還原硫酸鹽之活性。  不同因子對於硫酸鹽移除之影響 (1) 植物種植對於硫酸鹽移除之影響 植物種植對於硫酸鹽的移除有正面的影響性。 植物存在人工濕地中，除了可攔除污染物之外，其根系亦可增加土壤及根圈微生物附著之表面積。 SRB的生長環境中，若有部分的氧氣存在，SRB仍可存活甚至更占優勢。 (2) 氨氮與硫酸鹽去除之相關性 當環境處在厭氧狀態時，且氨氮與硫酸鹽共同存在，氨氮之去除並不受限制，可能被SRB等厭氧異營菌做為氮源，而共同消耗，或藉氨氮反應途徑，分解為亞硝酸鹽或是硝酸鹽。污泥並未經過微生物篩選及純化的步驟，應當含有各式各樣的微生物。因此在各管柱內部，營養鹽可能依循各種途徑進行。  結論 有機碳源提高，硫酸鹽去除率的上升。 於人工濕地內種植植物，對處理含有較低濃度的硫酸鹽進流水體有成效。 在批次深度剖面實驗中，管柱深處厭氧區，氨氮去除不受厭氧環境影響，依照反應程序轉化成其他含氮化合物，並為SRB等微生物之氮源。批次操作法中，氨氮之去除量與硫酸鹽之去除量亦呈現出顯著性。 ORP值影響硫酸鹽還原。以-300 mV以下之去除成效較明顯。 複合式人工濕地，對硫酸鹽去除效果優於單槽處理之操作方式。硫酸鹽去除及氨氮的去除，以泥炭土為濾料之管柱去除率較佳。採用較大表面積的濾料填充濾材，亦可得較佳的去除成果。