目標廢水水質特性

4.1.1 目標廢水水質

本研究目標廢水來自化工廠製程廢水，其初始 COD 高達 10,000 mg/L，經過 生物處理程序包括厭氧處理、兩槽好氧活性污泥處理以及生物網過濾後，所得出 流水仍含有 608.5 ± 70.3 mg/L COD 難以被微生物分解，而此殘餘在廢水中之有 機物皆為難分解有機物，因此選用此廢水做為目標水樣。

表 4.1 為目標廢水水質特性。由於廢水已經過生物厭氧及好氧程序處理，水 中 pH 偏中性，具高導電度，水溶液呈黃色。廢水含有大量難分解有機物，總溶 解性有機碳和化學需氧量分別為 182.5 ± 12.9 mg/L、608.5 ± 70.3 mg/L。以陰離子 層析法檢測出水樣具有磷酸鹽、氯鹽及氟鹽訊號，同時以維生素丙法(NIEA W443.51C)

測得磷酸鹽濃度為 4.25 ± 0.01 mg/L；氯鹽電極分析法(NIEA W413.52A)測得其濃度為 1,627.50 ± 25.69 mg/L 及氟鹽電極分析法測得其濃度為 0.09 ± 0.01 mg/L，如表 4.2 中所示，以 ICP-OES 檢測出水中金屬主要有 Na、Mg、Ca 及 K 元素，其中含 量最高為 Na，其濃度為 235.2 ± 34.8 mg/L，其次為 K，濃度為 1.33 ± 0.02 mg/L，

而其餘金屬元素濃度皆小於 1 mg/L，經由上述分析結果推測高導電度來自水中離 子及金屬。綜合以上結果，目標廢水所面臨的問題為經生物處理後仍含有大量難 分解有機物，且 COD 遠超過放流水標準(100 mg/L)，必須再以適當的方法以去除 殘餘之有機污染物。

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對照資料庫定性廢水所含有機物，以相似度大於 70%之較為可信。表 4.2 為氣相 層析質譜相似度大於 70%之有機物，化合物結質譜圖及構詳見附錄 B。

GC/MS 由分析出廢水中主要含有八種難分解有機物，並將其分為三大類：(一) 芳香族化合物:鄰苯二甲酸二辛酯(1,2-benzenedicarboxylic acid, bis (2-ethylhexyl) ester, DOP)；(二)烷類化合物：甲基環戊烷(cyclopentane, methyl-)、正辛烷(octane)、

4-甲基辛烷(octane, 4-methyl-)、7-甲基庚烷(heptane,2,2,3,3,5,6,6,- heptamethyl-)、

5,6-二甲基癸烷(Decane, 5, 6-dimethyl-)、三十二烷(dotriacontane)及(三)酯類化合物：

己二酸辛酯(hexanedioic acid, dioctyl ester)。由檢測出廢水中的有機物證明生物難 分解有機物除了芳香族化合物及含羧酸基化合物(Kim and Ihm, 2011)，在本研究發現烷 類化合物亦較難以被微生物分解。

而在此目標廢水之難分解有機物中以鄰苯二甲酸二辛酯較為重要，簡稱 DOP 或 DEHP，為工業上應用最廣泛之塑化劑，常用於提升高分子材料的柔軟度，如 合成樹脂、橡膠業，此外，也添加於黏著劑、塗料、油墨中。此外，鄰苯二甲酸 二辛酯用於化粧品中，做為溶劑或香水、髮膠、沐浴乳等含香味化粧品的香料固 著劑(定香劑)，以避免添加的香料快速釋出，讓香水氣味能夠持久，因而普遍存 在於各工業廢水中，具有苯環及羧酸基，難以被生物所分解。而此化合物被世界 衛生組織(World Health Organization, WHO)公告為一種環境荷爾蒙，具有雌性荷爾 蒙作用，在體內會干擾人體的內分泌系統，且會造成動物肝臟腫瘤，具有致癌性。

(a)

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(b)

圖 4.1 目標廢水之氣相層析圖 (a)停留時間 30 分鐘的層析圖；(b)停留時間 2.5 至 26 分鐘之層析圖

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表 4.2目標廢水中之有機化合物 停留時間

（min） 化合物 化學結構 相似度(%)

2.247 甲基環戊烷 85.0

2.970 正辛烷 82.9

3.849 4-甲基辛烷 85.0

4.314 7-甲基庚烷 71.0

7.517 5,6-二甲基癸烷 79.4

20.021 三十二烷 81.8

22.707 己二酸辛酯 84.3

23.948 鄰苯二甲酸二辛酯 77.1