下水污泥之特性

下水污泥的特性取決於污水廠所收集到進流水質的性質，以及經污水處理過 後之功效，與其所使用的處理程序；一般而言愈工業化的社區，愈可能發生污泥 在土地施用時之潛在性的問題。 而在污水處理前工廠的預處理設備及污染防制 程序，通常已可降低在最終下水污泥中污染物的層級。 圖 2-7 為一般污水處理

程序及下水污泥產生後之處置方法，茲以下就污水廠處理產生之污泥特性說明:

圖 2-7 一般污水處理流程及污泥處置方法 (USEPA, 1995)

1. 污泥產生量 (Sewage sludge quantity)

污泥產生量會影響土地施用時其場址的評估及許多項重要的設計 (U.S.

EPA, 1995)，包括土地面積的需要、運輸設施及儲存設備的尺寸及費用。 污泥 產生量也會影響土地施用場址的選擇 (農地、森林、開墾地或公共接觸地等場 址)，及污泥施用量與操作計劃。 污泥產量可由兩種方式來估量: 1. 濕污泥體積 (包括含水率及固體物含量) 2. 乾污泥固體質量。 影響污泥及質量的關鍵因子在 於廢水來源及廢水與污泥的處理程序。 例如工業放流後之廢水其最後產生的污 泥量會明顯地較多，而較高級的污水處理廠通常也會使污泥量增多。 另外一些 污泥處理程序可以減少污泥體積或質量，而當為了改善其他污泥的性質時則會增 加污泥的產量。

2. 總固體物含量 (Total solids content, TS)

污泥中 TS 包含懸浮及溶解固體物。 一般而言，固體物含量較高的污泥 (脫 水污泥) 會比固體物含量較低的污泥 (液態污泥)，其運送費用較為便宜。 通常 液態污泥固體物含量為 2-12%，而脫水污泥的固體物含量則為 12-40%，乾燥或 堆肥之污泥其固體物含量通常超過 50%。

3. 揮發性固體物含量 (Volatile solids content, VS)

污泥中 VS 為土地施用場址時，一個重要評估潛在性臭味 (odor) 問題的指 標，大部份未經穩定化的污泥含有 75-85% VS (乾基重)。 一些處理程序如厭氧 消化、好氧消化、鹼基穩定化及堆肥化，可用來減少污泥中 VS 及臭味。 目前 以厭氧消化為污泥穩定中最常見的方式，其通常可生物降解污泥中約 50% VS。

4. pH 值

下水污泥施入土壤後會改變原先土壤的 pH 值，而影響作物的產量和土壤及 植物對重金屬的攝入 (uptake)。 致病菌與傳染媒介之控制為主要以污泥調節 pH 值的原因。 低 pH 值 (約小於 6.5) 會促使重金屬的溶出，而高 pH 值 (大 於 11) 之污泥會殺死大部份的病原菌、亦使土壤 pH 值趨於中性或較高 pH 值 並可抑制重金屬在土壤中的移動。

5. 有機質 (Organic matter)

由於污泥中具有相當高含量的有機質，因此可作為土壤改良劑來改善土壤的 物理特性 (例如: 增加水滲透性及含水能力等)，尤其在礦場此類須改造之土壤 上，可展現污泥的土壤改良特性。

6. 病原體 (Pathogens)

通常存在都市污水處理廠及生污泥中的致病微生物包括了細菌 (bacteria)、

病毒 (viruses)、原生動物 (protozoa) 及寄生蟲卵 (eggs of parasitical worms)。

為防止土地施用時病原體可能藉由食品作物與表面逕流水而危害人體健康之 虞，美國 Parts 503 法規亦對欲施用於土壤之污泥，規範其病原體及傳染媒介之 消減。 通常要進行土地施用之污泥須經過化學或生物程序的穩定化步驟，表

2-14 為未穩定化與穩定化後之污泥其典型病原體變化情形，顯示經過穩定程序

可大幅降低污泥中病原體的數目與臭味 (Sagik et al., 1979)，表 2-15 則為平常 污泥中常見的典型病原體。

7. 營養鹽 (Nutrients)

污泥中含有氮 (N)、磷 (P)、鉀 (K) 等營養鹽物質及一些植物生長所必須的 微量元素，因此污泥具有作為土壤肥料之特性。 氮為所有作物對營養鹽物質中 需求量佔的最大宗，但添加過多的氮源於土壤中，過高濃度的硝酸鹽氮會污染水 體，亦造成嬰幼兒及家畜的健康問題 (Reed et al., 1994)。

營養鹽程度為污泥施用率之最關鍵的決定，必須避免高污泥施用率使營養鹽 過剩，因而造成環境中地下水表面水受污染之現象。 Parts 503 法規要求污泥必 須針對施用場址內農業作物對氮之需求量，給予污泥施用率限制。 提供充分作 物氮需求的大部份污泥，亦會供給超過作物所需的磷，雖然磷通常不會引起地下 水污染問題的關切，而一些國家為了保護表面水源品質，遂限制污泥施用於農地 時須依據磷的承載來進行。

表 2-14 未穩定化與穩定化後之污泥其典型病原體變化情形

Pathogen

Typical concentration in

unstabilized sludge (No./100 mL)

Typical concentration in

anaerobically digested sludge

(No./100 mL) Virus 2,500 – 70,000 100 - 1,000 Fecal coliform bacteria^a 1,000,000,000 30,000 - 6,000,000

Salmonella 8,000 3 - 62

Ascaris

lumbricoides-Helminth 200 - 1,000 0 - 1,000

a Although not pathogenic, they are frequently used as indications.

(Sagik et al., 1979)

表 2-15 污泥中常見的典型病原體及其可能引起之疾病

Organism Disease/Symptoms Bacteria

Salmonella sp. Salmonellosis (food poisoning), typhoid fever Shigella sp. Bacillary dysentery

Vibrio cholerae Cholera

Campylobactor jejuni Gastroenteritis Escherichia coli

(pathogenic strains) Gastroenteritis Enteric Viruses

Hepatitis A virus Infectious hepatitis

Norwalk and Norwalk-like virus Epidemic gastroenteritis with severe diarrhea Rotaviruses Acute gastroenteritis with severe diarrhea Enteroviruses

Polioviruses Poliomyelitis

Coxsackieviruses Meningitis, pneumonia, hepatitis, fever, cold-like symptoms, diarrhea, etc.

Echoviruses Meningitis, paralysis, encephalitis, fever, cold-like symptoms, diarrhea, etc.

Reovirus Respiratory infections, gastroenteritis Astroviruses Epidemic gastroenteritis Calciviruses Epidemic gastroenteritis Protozoa

Cryptosporidium Gastroenteritis Entamoeba histolytica Acute enteritis

Giardia lamblia Giardiasis (including diarrhea, abdominal cramps, weight loss)

Balantidium coli Diarrhea and dysentery Toxoplasma gondi Toxoplasmosis

Helminth Worms

Ascaris lumbricoides Digestive and nutritional disturbances, abdominal pain, vomiting, restlessness

Ascaris suum May produce symptoms such as coughing, chest pain, and fever

Trichuris trichiura Abdominal pain, diarrhea, anemia, weight loss

Toxocara canis Fever, abdominal discomfort, muscle aches, neurological symptoms

Taenia saginata Nervousness, insomnia, anorexia, abdominal pain, digestive disturbances

Taenia solium Nervousness, insomnia, anorexia, abdominal pain, digestive disturbances

Necator americanus Hookworm disease Hymenolepis nana Taeniasis