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室內循環水養殖系統中生物濾床之研究

生物濾床除氨試驗設備

室內循環水養殖系統可維持水質穩定良好,所消耗水量少,於缺 水之台灣地區甚具發展潛力。循環水養殖系統包含一序列之水處理單元,以去除養殖槽排水中之污染物,及利於水之循環使用。待去除之 污染物中,氨氮於極低濃度即對養殖生物有毒,為主要之處理對象物 。 

循環水養殖系統中普遍以生物濾床處理氨氮,但生物濾床之效率 受很多因素影響,本研究即針對較重要之影響因素:

進流水之pH值及 進流水於濾床中之水力停留時間 (HRT)加以探討,以得知較佳之生物 濾床操作條件。試驗時,設計一小型生物濾床 (高 210 cm、直徑 7cm、內置濾材之表面積為 1.2m2) 與運轉中之大型自動化 循環水養鰻系統 (設於台灣省水產試驗所) 並聯操作,控制進流水之 pH值為6.5、7.0、7.5 及8.0 ,另一方面,控制進流量使進流水於濾 床中之水力停

留時間為10、30及50 min,測試在各種試驗條件下,生 物濾床進、出水口之氨氮濃度變化,並計算氨氮去除效率 (%)及單位 濾材表面積之氨氮去除率 (比氨氮去除率,Ras;mgNHx-N/m2-day)。

 Influent pH 

La

 mg NHx-N/m2-day 

Ras

 mg NHx-N/m2-day 

Ra

 % 

6.5

1240

226

18.25

400

118

29.51

254

108

42.64

7.0

1201

502

41.81

390

229

58.82

264

189

71.64

7.5

1328

689

51.85

429

301

70.23

250

211

84.25

8.0

1250

846

67.72

383

308

80.34

270

246

91.24

生物濾床操作於各種進流水 pH (6.5-8.0) 值及比氨氮負荷(La) 時之
比氨氮去除率 (Ras)及氨氮去除效率 (Ra)

試驗結果,生物濾床之氨氮去除效率 (%)隨水力停留 時間 (10∼50min)之增長而增加,亦隨進流水pH值(6.5∼8.0)之升 高而增加。試驗時,水溫為 28.8±0.4℃、進流水氨氮濃度為1.27± 0.06mg/l,於pH 8.0,水力停留時間50 min時,氨氮去除率可達91.2 % (處理水氨氮降為0.12 mg/l);若換算為單位濾材表面積之氨氮去 除率 (Ras)時,則最大可達246mg NHx-N/㎡-day (NHx = NH3 + NH4) (如表一所示)。循環水養殖系統中氨氮之去除應以殘留氨氮之毒性為 基準。水中氨氮之毒性與分子態氨之濃度成比例,而分子態氨之濃度 隨水之pH值改變,因此,循環水系統中,生物濾床除氨之操作條件選 擇,應同時考慮氨氮之去除率與處理水之pH值,即以殘留之分子態氨 氮量為基準。本研究結果顯示,分子態氨氮殘留量以pH 7.0、HRT 50 min 及 pH 6.5、HRT 50min時最小,其次為pH 7.5、HRT 50min 及pH 6.5、HRT 30min;但 pH6.5及 pH7.0時,處理水之pH值皆小於6.64, 迴流回養殖槽時pH值太低。故依整體系統考量,pH 7.5、HRT 50 min 為最適當之操作條件,氨氮去除效率達 84.25 %,比氨氮去除率為 211mg NHx-N/m2-day。本研究結果,可供循環水養鰻系統操作之參考 ,亦可當作系統設計之依據。

生物濾床於各種進流水 pH (6.5-8.0) 及水力停留時間

(HRT, 10-50 min) 操作條件時之氨氮去除效率