海洋放流污水添加次氯酸鈉消毒劑之效益評析

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高淑惠(Shu-Hui Kao) 查詢紙本館藏

畢業系所

環境工程研究所在職專班

論文名稱

海洋放流污水添加次氯酸鈉消毒劑之效益評析
(The Best Dosage of Sodium Hypochlorite(NaOCl) for Wastewater Disposal into the Ocean after Primary Treatment)

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摘要(中)

本研究之主要目的為探討廢污水在海洋放流時，大腸桿菌在高鹽份濃度水體之自然衰減情形，同時評估不同加氯量與不同的海洋環境條件時，對大腸桿菌消減之影響，所獲得之結果，可以提供各污水處理廠在海洋放流時添加次氯酸鈉濃度之參考依據。
實驗以八里污水處理廠為例，探討放流污水在不同的海水溫度（20℃、25℃、30℃）、不同旳海水鹽度（10%o、20%o、35%o）及控制添加次氯酸鈉加藥量（0ppm、2ppm、3.5ppm、3.8ppm、4ppm、8ppm），對大腸桿菌影響。經由本實驗結果可得知符合法規放流標準之最適添加量，進而分析加藥量來節省操作成本。由八里污水處理廠放流水水質之變化顯示經加氯消毒所得之大腸桿菌數與法規相差甚多，而其他放流水水質分析結果亦顯示大腸桿菌受水質變化而產生差異的可能性不高。
藉由實驗結果計算大腸桿菌衰減速率常數，在設定的三種鹽份濃度下，大腸桿菌的數量在初始的10分鐘內即有明顯的衰減現象，而後趨於平緩，表示大腸桿菌於高濃度鹽份下有明顯衰減比例，呈現35%o＞20%o＞10%o ，這顯示鹽份濃度仍是決定大腸桿菌存活之重要因子，但經過一定時間後大腸桿菌衰減情形會達極限。在另一方面，次氯酸鈉加入後，所有大腸桿菌去除率皆明顯提高，即使高溫下的鹽類影響仍不明顯，表示相較於次氯酸鈉與溫度等環境因子，鹽份濃度並不是大腸桿菌衰減之絶對佔優勢因子。
因此，由實驗結果中得知當鹽份濃度為35%o時，其添加2.0ppm之次氯酸鈉即可符合海洋放流水標準，以目前八里污水處理廠之次氯酸鈉添加量4.0ppm，換言之，一半之次氯酸鈉加藥量，即可達到排放標準，若據此作為操作依據，則應可節省一半之加藥量的費用。

摘要(英)

The objective of this study is to examine the depletion ratios of E. coli in variously simulated environmental conditions as wastewater is discharges into the ocean. The appropriately added amount of the disinfectant NaOCl was experimentally determined in order to save the extra operation cost and reduce impact to ocean creatures. The effluent of a primary treatment plant, Bali Wastewater Treatment Plant, is investigated to elucidate the above-mentioned consideration. The obtained result can be a good reference to the other wastewater treatment plants regarding the addition of NaOCl before the ocean disposal.
In this study, the influences of the environmental conditions on E. coli depletion were investigated. The experimental conditions consisted of temperatures (20℃, 25℃ and 30℃); salt concentrations (10%o, 20%o and 35%o), and the different dosage of NaOC1. The experiment is divided into two groups including kinetic depletion rate constant and depletion ratios within 30 minutes. In addition, the wastewater characteristics of Bali Wastewater Treatment Plant were also studied so as to evaluate whether the obtained result can be applied to other wastewater treatment plants or not.
The E. coli numbers in the effluent of Bali Wastewater Treatment Plant are maintained from 240000 to 360000 CFU /ml. The results of the E. coli depletion without NaOCl conditions indicate a dramatically reductive E. coli numbers within the initial 5 minutes under the selected salt concentrations. The increasing temperature and salinity increase E. coli depletion. When the NaOCl is added into the effluent, the depletion rates of the E. coli can fit the Chick’s law. However, the increases in E. coli depletion ratios significantly slow down as the added NaOCl concentration exceeds 2.0ppm. If NaOCl is absent in the effluent, the E. coli numbers will be permitted according to the criteria of wastewater ocean disposal (100000 CFU/ml) under the temperature above 30℃ and salinity above 20%o. For the other environmental conditions, 2.0 ppm of NaOCl is regarded as the best dosage of the disinfectant for the economic cost consideration. To compare the best 2.0ppm dosage with the present 4.0 ppm dosage, the operation cost can be therefore saved from 11 to 18 million dollars /year.

關鍵字(中)

★ 大腸桿菌
★ 污水處理廠
★ 次氯酸鈉
★ 海洋放流水

關鍵字(英)

★ Wastewate
★ Ocean Disposal
★ Disinfectant
★ E. coli

論文目次

目次頁次
目錄 І
圖目錄 IV
表目錄 VI
第一章前言
1-1研究緣起 1
1-2研究目的與內容 2
第二章文獻回顧
2-1國內海洋放流水法令規章 4
2-2台灣海域水質概況 8
2-3國內海洋放流污水消毒劑使用現況 12
2-4次氯酸鈉之消毒機制及其特性 13
2-4-1影響消毒劑作用之機制 13
2-4-2影響消毒劑功能之因子 13
2-4-2-1溫度 14
2-4-2-2 pH 14
2-4-2-3鹽度 15
2-4-2-4其他 16
2-4-3次氯酸鈉消毒之特性 17
2-4-3-1次氯酸鈉消毒. 19
2-4-3-2次氯酸鈉消毒對環境之影響 19
2-5廢污水中指標微生物（大腸桿菌） 21
2-5-1大腸桿菌 21
2-5-2大腸桿菌之致病性... 22
2-5-3大腸桿菌對環境之影響 22
2-6八里污水處理廠介紹 25
2-6-1八里污水廠概述 25
2-6-2水質水量分析 27
2-6-2-1水量分析 27
2-6-2-2水質分析 28
2-6-2-3全廠去除率分析 31
2-6-2-4廠內加藥量 32
第三章實驗設備、材料及方法
3-1實驗內容..... 33
3-2實驗設備及材料.. 37
3-3實驗方法 42
第四章結果與討論
4-1八里污水處理廠放水流水質之變化 44
4-2大腸桿菌衰減之反應動力常數 54
4-2-1未添加次氯酸鈉大腸桿菌隨時間之衰減 54
4-2-2添加次氯酸鈉後大腸桿菌隨時間之衰減 58
4-3不同環境子對大腸桿菌消毒效應之影響 63
4-3-1溫度之影響 66
4-3-2鹽度之影響 69
4-3-3次氯酸鈉濃度之影響 71
4-4海洋放水添加次氯酸鈉之成本探討－以八里污水處理廠為例 75
4-4-1添加次氯酸鈉的固定投資及消耗性費用 75
4-4-2不同次氯酸鈉添加量對成本之影響 79
第五章結論與建議
5-1結論. 84
5-2建議. 85
參考文獻 86
圖目錄
目次頁次
圖2-1台灣地區沿海水區水體分類圖.... 7
圖2-2處理廠流程..................................... 26
圖2-3八里污水處理廠全廠流程示意圖.. 27
圖2-4 93年1至12月份進流水量變化圖........ 28
圖3-1研究流程圖. 34
圖3-2培養箱.. 40
圖3-3高壓滅菌斧.. 40
圖3-4無菌操作台.. 41
圖4-1民國89～93年放流水 SS的變化 45
圖4-2民國89～93年放流水 COD的變化 45
圖4-3民國89～93年放流水 BOD5的變化.. 46
圖4-4民國89～93年放流水大腸桿菌的變化.. 46
圖4-5 93年1-12月放流水水溫的變化量.. 51
圖4-6 93年1-12月放流水pH 的變化量.. 51
圖4-7未加氯消毒前放流水中大腸桿菌數目 52
圖4-8不同鹽度下未加次氯酸鈉大腸桿菌數目衰減趨勢 55
圖4-9未添加次氯酸鈉大腸桿菌在不同鹽度下一階衰減反應測試. 56
圖4-10添加3.5ppm次氯酸鈉及30%o NaCl 後大腸桿菌數量隨時間變化趨勢. 58
圖4-11添加3.8ppm次氯酸鈉及30%o NaCl 後大腸桿菌數量隨時間變化趨勢. 59
圖4-12添加4.0ppm次氯酸鈉及30%o NaCl 後大腸桿菌數量隨時間變化趨勢 59
圖4-13在35％o鹽度條件下不同加氯濃度活化能之變化趨勢 68
圖4-14 20℃不同鹽類濃度溶液中大腸桿菌衰減率之變化趨勢 72
圖4-15 25℃不同鹽類濃度溶液中大腸桿菌衰減率之變化趨勢 72
圖4-16 30℃不同鹽類濃度溶液中大腸桿菌衰減率之變化趨勢 73
圖4-17八里污水處理廠89～93年間日平均污水處理量 76
圖4-18加氯消毒程序中各項花費所佔之百分比 78
表目錄
目次頁次
表2-1海洋放流水排放於甲、乙類海洋水質標準 6
表2-2在不同pH 值、温度20℃之情況下HOCl、OCl-之相對分佈 19
表2-3 93年1至12月進流水水質變化.. 29
表2-4 93年1至12月放流水水質變化.. 30
表2-5 93年1至12月全廠去除率變化.. 31
表2-6 93年1月至12月廠內加藥濃度分析 32
表2-7八里污水處理廠之應急加氯次氯酸鈉統計表. 32
表4-1八里污水處理廠89 ~93年間之放流水水質變化 49
表4-2不同環境條件下大腸桿菌之T90值 62
表4-3不同環境條件下大腸桿菌之衰減效率. 64
表4-4不添加次氯酸鈉條件下不同鹽類濃度大腸桿菌衰減率之增加情形 70
表4-5八里污水處理廠89～93年間年處理 77
表4-6八里污水處理廠89～93年間每年次氯酸鈉消耗費用 77
表4-7八里污水處理廠93年度加氯程序操作維護耗材費 78
表4-8不同考慮條件下每年可節省之費用 83

參考文獻

參考文獻
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行政院環保署資料庫，http://edb.epa.gov.tw/

指導教授

李俊福(Jiunn-Fwn Lee)

審核日期

2005-7-20

推文