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系統識別號 U0002-3107201300172200
中文論文名稱 大漢溪人工溼地污染物削減功能評估
英文論文名稱 Evaluation performance of pollutants reduction by constructed wetlands in Da-Han Creek
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生中文姓名 張志光
研究生英文姓名 Chih-Kuang Chang
學號 600480569
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-06-13
論文頁數 74頁
口試委員 指導教授-徐錠基
委員-王根樹
委員-康世芳
中文關鍵字 表面流人工溼地  出流機率法  生化需氧量  氨氮  總磷 
英文關鍵字 Free water surface constructed wetlands  Effluent probability method  Biochemical oxygen demand  Ammonium nitrogen  Total phosphorus 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 新北市政府於大漢溪設置8處人工溼地,前處理入流河川污染物,功能設計參數為BOD與氨氮(NH3-N)去除率。本研究人工溼地18個月計150筆水質、水量監測資料,評估人工溼地淨化水質功能,研究目的:(1)探討調查人工溼地水質、(2) 評估人工溼地削減污染物功能、及(3)檢討污染物入流負荷與去除速率之相關性。此外,水質項目為BOD、總磷(TP)、NH3-N、總氮(TN)、大腸桿菌群(TC),以出流機率法(effluent probability method, EPM)、盒鬚圖中位數與污染物負荷量法等評估污染物削減功能。結果顯示人工溼地平均入流水量為3,712 CMD、水力停留時間為15.7 天。進流水BOD及NH3-N範圍(平均值)分別為1.4-54.5 mg/L(21.3 mg/L)及0.6-26.4 mg/L(13.6 mg/L);出流水BOD及NH3-N範圍(平均值)則分別為0.5-21.6 mg/L(8.0 mg/L)及0.005-20.6 mg/L(13.6 mg/L)。以EPM累積50%值評估BOD與營養鹽NH3-N、TN、TP之去除率分別為60.5%、與88.1%、69.1%、79.4%, TC去除率亦高達99%以上。以盒鬚圖中位數法評估時,其去除率亦相近。人工溼地污染物去除速率(每日單位面積污染物去除量)與入流污染物負荷量呈良好線性關係,以BOD計算時其相關係數 R2= 0.93;相對地,TN、TP相關係數為R2 = 0.43-0.52;NH3-N之相關性很差(R2= 0.05),推測其原因乃人工溼地氮循環無法計算及單元植栽無定時清除之影響所致。污染物入流負荷與去除速率相關性可作為人工溼地設計參數。綜合上述,人工溼地去除BOD及營養鹽分別達約60%與70%-80%,為削減入流河川污染負荷之有效的前處理方法。
英文摘要 The results show that the average inflow rate and hydraulic retention time were 3,712 CMD and 15.7 days, respectively. The influent (average) BOD and NH3-N ranged 1.4-54.5 mg/L (21.3 mg/L) and0.6-26.4 mg/L (13.6 mg/L), respectively. The effluent (average) BOD and NH3-N ranged 0.5-21.6 mg/L (8.0 mg/L) and 0.005-20.6 mg/L (13.6 mg/L). The removal rates of BOD, NH3-N, TN, TP and TC calculated by EPM were 60.5%, 88.1%, 69.1%, 79.4% and 99%, respectively. The removal rates calculated by the Box and whisker plot median were almost the same with that by EPM. Results indicated CWs could effectively remove BOD and nutrients nearly 60% and 70%-80%. Moreover, pollutant removal rate had a good linear relationship between inflow pollutant loading and correlation coefficient (R2) of BOD was 0.93. In contrast, correlation coefficient of TN and TP were lower as 0.43 and 0.52, respectively. And, the relationship for NH3-N was very poor with R2 value of 0.05. This might be due to the effects of nitrogen cycle and irregular harvest of the plants in CWs system. In summary, CWs could effectively remove BOD and nutrient(NH3-N, TN, TP)about 60% and 70%-80%, respectively. Therefore, CWs is an effective pretreatment of wastewater for reducing pollutants discharging into rivers.
論文目次 目錄
目錄 I
圖目錄 III
表目錄 V
第一章、前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
第二章、文獻回顧 3
2.1 人工溼地種類 3
2.1.1 表面流人工溼地(Free Water Surface Wetlands, FWS) 3
2.1.2 地下流人工溼地(Subsurface Flow Systems, SFS) 5
2.2 人工溼地自然削減機制 7
2.3人工溼地污染削減分析方法 12
2.4 國內、外人工溼地污染削減功能分析 14
第三章、研究場址及研究方法 21
3.1 研究場址 21
3.1.1 大漢溪河段 21
3.1.2 大漢溪人工溼地 21
3.1.3 新海二期人工溼地 23
3.2 水質採樣分析 26
3.2.1 採樣點位及分析項目 26
3.2.2 採樣分析方法 28
3.3 污染削減評估方法 29
第四章、結果與討論 30
4.1 大漢溪人工溼地基本水質概況 30
4.1.1 一般水質 31
4.1.2有機污染物 33
4.1.3 懸浮固體 36
4.1.4營養鹽 37
4.1.5微生物污染物 39
4.2 大漢溪人工溼地污染削減功能評估 41
4.2.1有機污染物 42
4.2.2 懸浮固體 44
4.2.3 營養鹽 45
4.2.4 微生物污染物 48
4.3水質參數相關性分析 51
4.3.1有機污染物 51
4.3.2 營養鹽 56
4.4污染物負荷與去除速率之分析 58
4.4.1 基本水力參數 58
4.4.2有機污染物、懸浮固體 59
4.4.3營養鹽 62
4.5新海二期人工溼地各單元污染削減評估 64
4.5.1 有機污染物、懸浮固體 65
4.5.2 營養鹽 66
4.5.3 微生物污染物 69
第五章、結論 71
5.1 結論 71
參考文獻 72


圖目錄
圖2.1 表面流人工溼地(水平流系統)示意圖 4
圖2.2 地下流人工溼地(水平流系統)示意圖 6
圖2.3 地下流人工溼地(垂直流系統)示意圖 7
圖2.4 出流機率法圖 12
圖2.5 盒鬚圖解說 13
圖3.1 大漢溪人工溼地分佈圖 22
圖3.2 新海二期人工溼地處理流程 24
圖4.1 大漢溪人工溼地PH盒鬚圖 31
圖4.2 大漢溪人工溼地水溫盒鬚圖 32
圖4.3 大漢溪人工溼地DO盒鬚圖 32
圖4.4 大漢溪人工溼地BOD盒鬚圖 33
圖4.5 大漢溪人工溼地COD盒鬚圖 34
圖4.6 大漢溪人工溼地DOC盒鬚圖 35
圖4.7 大漢溪人工溼地UV254盒鬚圖 36
圖4.8 大漢溪人工溼地SS盒鬚圖 37
圖4.9 大漢溪人工溼地NH3-N盒鬚圖 38
圖4.10 大漢溪人工溼地TN盒鬚圖 38
圖4.11 大漢溪人工溼地TP盒鬚圖 39
圖4.12 大漢溪人工溼地TC盒鬚圖 40
圖4.13 大漢溪人工溼地BOD出流機率圖 42
圖4.14 大漢溪人工溼地COD出流機率圖 43
圖4.15 大漢溪人工溼地DOC出流機率圖 44
圖4.16 大漢溪人工溼地SS出流機率圖 45
圖4.17 大漢溪人工溼地NH3-N出流機率圖 46
圖4.18 大漢溪人工溼地TN出流機率圖 47
圖4.19 大漢溪人工溼地TP出流機率圖 48
圖4.20 大漢溪人工溼地TC出流機率圖 49
圖4.21平均值、中位數與EPM去除率之比較 50
圖4.22 BOD與COD之相關性 52
圖4.23 BOD/COD之出流機率圖 52
圖4.24 DOC與COD之相關性 53
圖4.25 DOC/COD之出流機率圖 54
圖4.26 DOC與UV254之相關性 55
圖4.27 COD與UV254之相關性 55
圖4.28 NH3-N與TN之相關性 56
圖4.29 NH3-N/TN之出流機率圖 57
圖4.30 BOD入流負荷與去除速率關係圖 60
圖4.31 COD入流負荷與去除速率關係圖 60
圖4.32 SS入流負荷與去除速率關係圖 61
圖4.33 TN入流負荷與去除速率關係圖 62
圖4.34 TP入流負荷與去除速率關係圖 63
圖4.34 各單元BOD、COD濃度及去除率變化圖 66
圖4.35 各單元NH3-N濃度與去除率變化圖 67
圖4.36 各單元TN濃度與去除率變化圖 68
圖4.37 各單元TP濃度與去除率變化圖 69
圖4.38 各單元TC濃度與去除率變化圖 70

表目錄
表2.1 人工溼地污染物去除機制 11
表2.2 大林人工溼地單元池規格 14
表2.3 國內人工溼地污染物去除研究 19
表2.4 國外人工溼地污染物去除研究 20
表3.1 大漢溪人工溼地基本資料表 22
表3.2 大漢溪人工溼地功能設計資料表 23
表3.3 新海二期人工溼地基本資料表 23
表3.4 新海二期人工溼地系統設計參數 24
表3.5 水質水量調查作業內容 27
表3.6 水質監測項目之檢驗方法 28
表4.1 基本水質監測結果 30
表4.2 污染物去除分析結果 41
表4.3 污染物削減評估方法比較表 50
表4.4大漢溪人工溼地流量監測結果 59
表4.5大漢溪溼地平均入流負荷、平均去除速率分析表 59
表4.6 新海二期各單元污染物濃度分析表 64
表4.7 新海二期各單元污染物去除率分析表 65
參考文獻 1. Bojcevska, H., and Tonderski, K. (2007). Impact of loads, season, and plant species on the performance of a tropical constructed wetland polishing effluent from sugar factory stabilization ponds. Ecological Engineering, 29(1), 66-76
2. Babatunde, A.O., Zhao, Y.Q., O'Neill, M. and O'Sullivan, B.(2008)Constructed wetlands for environmental pollution control: A review of developments, research and practice in Ireland Water. Environment international, 34, 116-126
3. Butterworth, E., Dotro, G., Jones, M., Richards, A., Onunkwo, P., Narroway, Y. and Jefferson, B.(2013)Effect of artificial aeration on tertiary nitrification in a full-scale subsurface horizontal flow constructed wetland. Ecological Engineering, 54, 236-244
4. Chen, T. Y., Kao, C.M., Yeh, T.Y., Chien, H.Y. and Chao, A.C.(2006) Application of a constructed wetland for industrial wastewater treatment: a pilot-scale study. Chemosphere, 64(3), 497-502
5. Chen, S.W., Kao, C.M., Jou, C.R., Fu, Y.T. and Chang, Y.I.(2008)Use of a Constructed Wetland for Post-Treatment of Swine Wastewater. Environmental Engineering Science, 25,3, 407-418
6. Chen, C.F., Lin, J.Y., Huang, C.H., Chen, W.L. and Chueh, N.L.(2009)Performance evaluation of a full-scale natural treatment system for nonpoint source and point source pollution remove. Environ Monit Assces, 157, 391-406
7. Cheng, B.Y., Liu, T.C., Shyu, G.S., Chang, T.K. and Fang, W.T.(2011)Analysis of trends in water quality: constructed wetlands in metropolitan Taipei. Water science and technology, 64(11), 2143-2150
8. EI-Sheikh, M.A., Saleh, H.I., EI-Quosy, D.E. and Mahmoud, A.A.(2010)Improving water quality in pollutated drains with free water surface constructed wetlands. Ecological Engineering, 36, 1478-1484
9. Ghosh, D. and Gopal, B.(2010)Effect of hydraulic retention time on the treatment of secondary effluent in a subsurface flow constructed wetland. Ecological Engineering, 36(8), 1044-1051
10. Huetas, E., Folch, M., Salgot, M., Gonzalvo, I. and Passarell, C.(2006)Constructed wetlands effluent for streamflow augmentation in the Besos River(Spain). Desalination, 188, 141-147
11. Kaseva, Y.M.(2004) Performance of a subsurface flow constructed wetland in polishing pretreated wastewater—A tropical case study. Water Research, 38, 681
12. Kovacic, D.A., Twait, R.M., Wallace, M.P. and Bowling, J.M.(2006)Use of created wetlands to improve water quality in the Midwest—Lake Bloomington case study. Ecological engineering, 28, 258-270
13. Lin, Y.F., Jing, S.R., Lee, D.Y., Chang, Y.F., Chen, Y.M. and Shih, K.C. (2005) Performance of a constructed wetland treating intensive shrimp aquaculture wastewater under high hydraulic loading rate. Environmental Pollution, 134, 411
14. Lu, S., Hu, H., Sun, Y. and Yang, J.(2009)Effect of carbon source on the denitrification in constructed wetlands. Journal of Environmental Sciences, 21(8), 1036-1043
15. Llorens, E., Matamoros, V., Domingo, V., Bayona, J.M. and Garcia, J.(2009)Water quality improvement in a full-scale tertiary constructed wetland:Effects on conventional and specific organic contaminants. Science of the total environment, 407, 2517-2524
16. Li, M.H., Wen, Z., Yu, X. and Gao, Y.S.(2011)Study on Removal Efficiencies of pollutant from constructed wetland in aquiculture waste water around Poyang Lake. Procedia Environmental Sciences, 10, 2444-2448
17. Matamoros, V., Garcia, J. and Bayona, J.M.(2008)Organic micropollutant removal in a full-scale surface flow constructed wetland fed with secondary effluent. Water Research, 42, 653-660
18. Vohla, C., Alas, R., Nurk, K., Baatz, S. and Mander, U.(2007)Dynamics of phosphorus, nitrogen and carbon removal in a horizontal subsurface flow constructed wetlands. Science of the Total Environment, 380, 66-74
19. Vymazal, J.(2009)The use constructed wetlands with horizontal sub-surface flow for various types of wastewater. Ecological Engineering, 35(1), 1-17
20. Wu, C.Y., Liu, J.K., Cheng, S.H., Surampalli, D.E., Chen, C.W. and Kao, C.M.(2010)Constructed wetland for water quality improvement:A case study from Taiwan. Water science and technology, 60(10), 2408-2410
21. Wu, C.Y., Kao, C.M., Lin, C.E., Chen, C.W. and Lai, Y.C.(2010)Using a constructed wetland for non-point source pollution control and river water quality purification:A case study in Taiwan. Water science and technology, 60(10), 2549-2555
22. Yu, R., Wu, Q. and Lu, X.(2012)Constructed Wetland in a Compact Rural Domestic Wastewater Treatment System for Nutrient Removal. Environmental Engineering Science, 29(8), 751-757
23. Xu, L., You, H., Li, J., Zhang, Q., Jiang, J., Weiming, L. and Sun, Z. (2011)Analysis on affected factors of treatment efficiency of rural sewage removal with Constructed Wetland. Procedia Environmental Sciences, 10, 2314-2319
24. 陳柏州 (2004),“以人工溼地淨化水質之研究”,國立高雄第一科技大學環境與安全衛生工程系碩士論文
25. 行政院環境保護署(2004),“行政院環保署水質淨化自然淨化工法彙編整理”
26. 張文亮、陳秋楊、林裕彬、游進裕、徐貴新、張尊國(2005),“河川水質淨化工法設計研究計畫”,行政院環境保護署研究計畫成果報告書,計畫編號:EPA-94-U1G1-02-101
27. 盧師敏 (2006)“人工溼地水質淨化與能值分析之研究-以高屏溪舊鐵橋人工溼地為例”,國立中山大學海洋環境及工程學系碩士論文
28. 荊樹人、張翊峰、許原哲(2006),“醫療污水處理廠放流水之人工濕地三級處理效能研究”,行政院國家科學委員會研究計畫成果報告書,計畫編號:NSC94-2211-E-041-017
29. 陳佳宜 (2006),“以人工濕地處理生活污水之研究”,國立中山大學環境工程研究所碩士論文
30. 歐文生、林憲德、荊樹人(2006),“景觀化人工濕地淨化校園污水效益與公共衛生之研究”, 中華民國建築學會「建築學報」第56期,183~202頁
31. 陳忠勳(2008),“人工溼地之水質淨化效益研究”,國立中山大學環境工程學系碩士論文
32. 劉威成(2009),“人工溼地應用於休閒生態園區之可行性及淨化水回收再利用”,嘉南藥理科技大學環境工程與科學系碩士論文
33. 簡伊敏、郭念祖、陳佑禎、鄭慈儀、沈玉傑、江漢全(2010),“人工曝氣對三段式表面流人工溼地除氮效益之影響”,中華民國環境工程學會廢水處理技術研討會,計畫編號:99-2815-C-197-008-E
34. 任怡芃(2010),“以人工溼地處理廢水中內分泌干擾物質之研究”,國立中山大學海洋環境及工程學系碩士論文
35. 謝効余(2011),“以水平流式生物濾床串連地下流式人工溼地處理養豬廢水可行性之研究”,國立中山大學海洋環境及工程學系碩士論文
36. 美商傑明工程顧問(股)台灣分公司(2012),“101年度新北市高灘地人工溼地經營管理與功能效益分析計畫”,新北市政府高灘地工程管理處
37. 黃珮瑜 (2011),“QUAL2K模式評估人工溼地改善大漢溪水質之研究”,淡江大學水資源與環境工程系碩士論文
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