以生物單元BioNET處理飲用水原水中氨氮之模廠研究

Translated title of the thesis: Pilot-Study on Nitrification Performance of BioNET for Ammonia Removal in Raw Water of Drinking Water Treatment
  • 劉 怡妏

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

由於近年來氣候變遷與人類活動,使環境逐漸改變,以高屏溪為水源之鳳山淨水廠,其水源之水質與水量亦受到影響,冬天水量低以及夏天濁度高等問題,影響鳳山淨水場民生用水供水量與水質,因此急迫尋找替代水源。而東港溪作水量較高屏溪穩定且與其他河川相比離淨水廠距離較近,適合作為鳳山淨水廠之替代水源,唯東港溪之水質即使經過鳳山水庫之自淨作用亦未達到飲用水水源水質標準,無法進入自來水淨水程序,因此僅供為工業用水。 在東港溪污染中,有機物與氨氮為主要污染物,其中氨氮為本研究之目標污染物,氨氮進入自然水體,對水生動物造成毒害。早期採用前加氯方式除氮,然而氯與水中有機物易形成消毒副產物,危害人體健康,此外也會增加加氯成本,因此近期受污染原水處理以生物程序為主。 本研究於鳳山淨水廠設置生物前處理與淨水處理單元之模廠進行東港溪原水氨氮去除,以網狀性泡棉BioNET做為擔體,提供大表面積使微生物附著生長,針對以BioNET為擔體之生物前處理單元設計批次實驗,探討不同參數對硝化作用之影響,並以分子生物技術分析模廠之BioNET擔體中附著微生物之族群變化,了解模廠BioNET操作適合條件,作為實廠設置生物前處理之參考。 研究結果顯示,模廠操作HRT為0 5小時,進流氨氮為6 mg-N/L,出流濃度可符合飲用水水源水質標準。操作參數中,建議槽內溶氧控制在4 mg-N/L以上,以提供硝化微生物足夠溶氧;溫度與擔體VSS對硝化效率並無直接關係,VSS變化則可能與迴流相關。操作期間,原水水量不穩使氨氮進流不穩,可能降低硝化微生物族群,顯著影響硝化作用。 分子生物技術中,AOB之T-RFLP之螢光片段大小變化較AOA穩定,由PC-ORD分析結果顯示,AOB與氨氮去除量相關性較大,顯示氨氮去除量提高時,AOB族群更趨於單純之F219/R135,而F219/R135則須經由clone與定序了解其確切菌種;AOA則與溶氧相關,溶氧提高時,T-RF變多,相對螢光強度下降且較無顯著之T-RF。另一方面,qPCR結果顯示,AOB與Nitrospira分別為主要氨氧化菌與亞硝酸鹽氧化微生物,且擔體中AOB與NOB變化與VSS結果不同,相較於傳統VSS代表微生物量,qPCR定量結果較能表示硝化菌族群變化與硝化活性。此外,由AOB與硝化效率之關係圖亦顯示AOB達一定copy數後,硝化效率便趨於穩定,顯示AOB與硝化效率有顯著相關。
Date of Award2014 Aug 13
Original languageChinese
SupervisorLiang-Ming Whang (Supervisor)

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以生物單元BioNET處理飲用水原水中氨氮之模廠研究
怡妏, 劉. (Author). 2014 Aug 13

Student thesis: Master's Thesis