目前在各國，採用自然處理系統解決廢棄物(如：廢污水、廢棄物及固體廢棄物等)的問題，已行之多年，並有非常良好之成效，而台灣近年來也漸漸開始發展此種方式，利用自然界對污染物質的自淨作用，並在大自然能負荷的範圍內，藉由土壤、植物及微生物等的物理、化學及生物作用，來降低廢棄物中污染物質的濃度，而達到去除污染物質的目的，並減低廢棄物對環境及生物的危害。

自然處理系統中之溼地處理，就具有此一功能，近來漸廣被應用。此乃因溼地除具有生態保育及休閒遊憩的功能外，還包括有涵養水分、調節洪水及淨化水質等作用，其淨化水質的作用，係由於溼地系統中能去除廢污水中的BOD(生化需氧量)、COD(化學需氧量)、SS(懸浮固體物質)及營養鹽物質(含氮及含磷物質)，甚至連廢水中含有的金屬物質、微量有機物質及病原菌等皆可利用溼地系統去除之，而達到淨化水質的目的。

本研究中將以置於戶外之實驗室規模人工溼地方式，進行對工業廢水處理之研究，如此一來，由於溼生植物係處於近似於原生長之環境，再加上戶外空氣較為流通及陽光照射較為充足，所以能使溼地植物生長較為良好。但又由於戶外環境較易受天候所影響，可能會因降雨減低廢污水中的污染物濃度，抑或因艷陽高照下之水分蒸發作用，致使廢水中的污染物濃度又會升高。然而實際之人工溼地環境便是如此，因此若將來要利用人工溼地處理工業廢水，必須以此一較符合實際環境作為初步研究之試，才與現實狀況相符合。


本研究中之第一階段實驗，將使用三個壓克力溼地模型槽，並以小礫石（平均粒徑為2~3公分）作為溼地系統之介質，並採用表面流人工溼地方式進行實驗。溼地模型槽中並將種植溼生植物（開卡蘆）。至於各個濕地系統之進流水來源，在第一槽中係注入紙廠廢水二級處理放流水，作為廢污水來源，在第二槽中則注入煉油廠廢水二級處理放流水，至於在第三槽中則注入鋼鐵廠廢水二級處理放流水，並分別以4 mL/min 及6 mL/min 之流量注入每一模型槽中。大約每隔三天採取各模型槽之進流水及放流水，進行水質檢測工作，以監測人工溼地對污染物的去除成效。第二階段實驗將添加生活污水或磷酸鹽於工業廢水中，並以6 mL/min的流量進流，大約每隔五天進行一次水質監測。

本研究為探討經前處理過後之工業廢水放流水，經人工溼地再淨化處理後，是否能降低其中污染物質的含量，期望能在進一步去除此類污染物下，使廢污水具回收再利用之價值，而能達到能永續利用水資源之目的。由第一階段實驗之結果可看出，人工濕地具有去除污染物的效果，但並不是非常明顯，所以為求更佳之去除效率，以達回收再利用之目的，因此在第二階段實驗中，將進流水中混合生活污水或磷酸鹽，以補充工業廢水中偏低之磷含量。由於一般溼地處理中，氮磷比為4:1時為最佳去除濃度，故在第二階段實驗中將利用生活污水或磷酸鹽與原所使用之工業廢水配置成此一比例下進行實驗。
　　第一階段實驗中以6 mL/min為流量之去除效果較好，但因工業廢水中磷的含量太低，所以去除率普遍偏低，且造成植物生長狀況亦不佳。在第二階段實驗時，由於生活污水與磷酸鹽的添加的確可加強氮的去除，但也因磷酸鹽的添加增多，而造成藻類的大量繁殖，增加放流水中懸浮物質的量。由兩階段實驗結果可得知，此三種型態之工業廢水中以煉油廠廢水為最適合採用人工溼地之方式處理，而廢水中所缺乏的磷則可以添加由工廠中所產生的生活污水來補助。

In this study, we discussed the treatment efficiencies of different types of industrial wastewaters by several lab-scale constructed wetlands. The purpose this study is to decrease certain pollutants in the effluents from the industrial wastewaters treatment plants investivate the feasibility of water reuse and recovering. We divided the experiment into two stages, and three types of industry wastewaters ,including paper, steel and refiring, are in this study.

In the first stage, the treatment efficiencies of controlling the flow rate at 6 mL/min higher that those controlling at 4 mL/min. However, sinece the amounts of phosphur were smalls in the industrial weatewaters, the removal efficiencies are not high enough. Thus, we added sewage and phousphate into the wastewaters in second stage of experiments with the best ratio of N : P of 4 : 1. The performance work of these two stage experiments did help to clean the nutrient of nitrogenous in the industrial wastewater, especially the refining industry comparing to the other two types of industries.

目 錄

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英文摘要
表目錄
圖目錄
第一章　前言 6
1.1　研究動機 6
1.2　研究方向及目的 2
第二章　文獻回顧 9
2.1　溼地的定義、種類及溼地的功能 9
2.1.1　溼地的定義 9
2.1.2　溼地的分類 9
2.1.3　溼地的重要性 11
2.2　溼地中的水生植物 15
2.2.1　水生植物的種類 15
2.2.2　水生植物的根區效應（Ｒoot Ｚone Ｅffect） 17
2.3　溼地中化學物質的轉換 19
2.3.1　氮的轉換方式 19
2.3.2　磷的轉換方式 20
2.3.3　硫的轉換方式 21
2.4　溼地處理系統 23
2.4.1溼地處理系統的分類 23
2.4.2　水力停留時間（Hydraulic Retention Time，HRT）之設計 25
第三章　研究方法與步驟 27
3.1　實驗室規模----人工溼地模型的建立 27
3.1.1　人工溼地模型 27
3.1.2　溼地模型槽之操作方法 23
3.1.3　實驗條件 24
3.1.4　植物種類 25
3.1.5　礫石特性 26
3.2　水質分析方法 26
3.2.1　採樣方法與保存方法 26
3.2.2　水質分析項目與分析方法 27
3.2.3　實驗之QA/QC工作 29
3.3　實驗所用之設備及儀器 31
第四章 結果與討論 39
4.1　各模型槽在實驗進行中之濃度變化 39
4.2第一階段實驗之結果與討論 52
4.2.1紙廠廢水中物質去除率 52
4.2.2 煉油廠廢水中物質去除率 53
4.2.3 鋼鐵廠廢水中物質去除率 54
4.2.4 物質去除率的比較 54
4.2.5各槽同一時間之表面負荷去除量比較 59
4.3第二階段實驗之結果與討論 67
4.3.1煉油廠廢水中物質去除率 68
4.3.2 鋼鐵廠廢水中物質去除率 69
4.3.3各槽同一時間之表面負荷去除量比較 72
4.4　油脂與重金屬的檢測 78
4.4.1　油脂的檢測 78
4.4.2　重金屬的檢測 79
第五章 結論與建議 80
5.1結論 80
5.2建議 82
第六章　參考文獻 83

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