本研究群曾於 2004 年利用 1-L 量筒評估污泥沉降性 (蔡，2003)，隔年 再開發新型11-L 之批次式光柵沉降管柱 (batch-light grid settling colum, B-LGSC) (陳，2004)，進行沉降工具比較性評估，結果指出 1-L 量筒顯著低估 污泥初始沉降速度達93 %，因此高估載體嵌合效果達 48 % (蔡，2004；
陳，2005)，由於 1-L 量筒與 B-LGSC 均只能進行批次沉降操作，本研究乃開 發45-L 之連續式光柵沉降管柱 (continous- light grid settling colum, C-LGSC)，
詳細設計參數與尺寸功能如3-2 節所述，其中進流點 (約為 3/4 有效水深) 為 改良過後之設計，進流點原始深度為液面下15 cm (約為 1/10 有效水深)，改 良動機起自於本研究首次以C-LGSC 進行污泥全程連續進流測試時，發現發 現管柱內污泥呈渾濁狀，完全無法沉降，為探討污泥無法沉降之原因，本研 究以C-LGSC 進行測試，並且探討：(1) 以污泥連續進流時，進流點深度對污 泥沉降的干擾 (2) 以清水連續進流時，進流點水力流況對污泥沉降的影響。
5-1 以目視觀察連續進流點深度對污泥沉降之影響
為探討污泥無法沉降的原因，本研究乃先進行污泥批次沉降，待污泥 穩定沉降，形成明顯污泥界面後，再連續進流污泥 (Test-1A)。
Figure 5-1. 液面下 15 cm (1/10 有效水深) 連續進流污泥之污泥沉降情形
Test-1A 污泥沉降情形如 Figure 5-1，污泥於連續進流後，進流點的位置 開始擴散，管柱上方一度形成假界面，隨著進流時間增加，管柱上方呈渾 濁狀，原本的污泥界面亦完全消失。據以上結果研判，污泥無法穩定沉降 的原因可能有二，其一為連續進流污泥造成管柱內流況改變，進而擾動原 本的污泥界面，其二因進流點過高，進流污泥受流況改變的影響，無法穩 定沉降。
為探討污泥無法穩定沉降的真正原因，本研究於污泥批次沉降完成 後，進行清水連續進流 (Test-1B)，結果如 Figure 5-2，隨著進流時間增加，
污泥界面呈穩定下降的趨勢，顯示水力流況改變並未造成污泥層的擾動，
因此進流點深度不足 (液面下 15 cm)，實為干擾污泥沉降的原因，本研究乃 進一步以不同進流深度進行污泥連續進流，評估不同沉降點深度對污泥沉 降的影響。
Figure 5-2. 液面下 15 cm (1/10 有效水深) 連續進流清水之污泥沉降情形 依 C-LGSC 的原始設計，進流點原位於管柱上方，約為液面下 15 cm (約為 1/10 有效水深)，為評估不同深度的進流點對污泥沉降的影響，另於 管柱中央與下方，即深度為液面下50 cm (約為 1/3 有效水深) 及 110 cm (約 為3/4 有效水深) 進行污泥連續進流沉降測試，分別為 Test-2 及 Test-3。
時間增加而上升，污泥層上方未產生渾濁，污泥層表面產生起伏波動，據 以上結果，進流點深度設於管柱中央，有助於改善上澄液渾濁的現象，但 由於進流點接近污泥界面，導致進流污泥直接影響污泥層，使污泥層表面 產生擾動。
Figure 5-3. 液面下 50 cm (1/3 有效水深) 連續進流污泥之污泥沉降情形 Figure 5-4 為 Test-3 之污泥沉降情形，目視觀察結果顯示，污泥層界面 亦隨進流時間增加而上升，上澄液亦未產生渾濁，且污泥層表面更為平 整，顯示進流點接近管柱底部，可有效改善污泥沉降穩定性，避免上澄液 渾濁的情形發生，且進流點深入污泥層下，使污泥層表面不易受進流污泥 衝擊，提升光柵測量的準確性。
Figure 5-4. 液面下 110 cm (3/4 有效水深) 連續進流污泥之污泥沉降情形
5-2 以沉降數據分析連續進流點深度對污泥沉降之影響
上述結果皆以目視觀察所得，進一步利用光柵監測之沉降數據，探討 進流點深度對污泥沉降的影響。Figure 5-5 為三個進流點之污泥界面變動趨 勢，如Figure 5-5 所示，Test-1A、Test-2 與 Test-3 進行批次沉降時，污泥皆 穩定進行沉降，於120 分鐘時開始連續進流後，Test-1A 無法偵測污泥界 面，顯示污泥介面變擾動，致使上澄液渾濁；而Test-2 與 Test-3 於連續進 流後，污泥界面穩定上升，Test-2 上升幅度略高於 Test-3，由於進流條件相 同，顯示進流點設於液面下110 cm，污泥沉降過程較不易受干擾。
50 70 90 110 130 150
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Time, min
Sl udge bl anke t he ig ht , c m
Test-1A：液面下 15 cm Tset-2： 液面下 50 cm Test-3： 液面下 110 cm
Figure 5-5. 污泥界面變動趨勢
本研究根據三種進流點之沉降數據，推算污泥層密度，以密度的變動 趨勢，探討污泥界面升高的原因，污泥層密度計算公式如下：
D = X Q T
A H (mg/cm3)...(5-1) Test-2
Test-3
Test-1A
批次沉降 連續進流
濃度 (mg/L)，A 為 C-LGSC 截面積 (cm2)，H 為污泥層高度 (cm)，D 為污 泥層密度 (mg/cm3)。
如 Figure 5-6 所示，Test-1A、Test-2 與 Test-3 之污泥層密度，於批次沉 降階段時穩定增加，連續進流後，Test-1A 則無法推算污泥層密度；Test-2 之污泥層密度，隨進流時間增加而有稍微遞減，顯示進流點位於液面下50 cm 對於污泥的沉降，仍會造成些許的干擾；Test-3 之污泥層密度穩定不 變，顯示污泥進流後可穩定沉降，且進流點深入污泥，因此污泥氈可有效 阻滯污泥上浮，使得污泥層界面維持穩定。據以上結果，進流點設於液面 下110 cm，即約為 3/4 有效深度，可有效維持污泥沉降的穩定性，進一步 確認實場終沉池的連續進流點亦設於液面下3/4 的位置，深入污泥之中，與 本研究結果相符。本研究研判，以C-LGSC 進行連續污泥進流操作時，進 流點設於液面下3/4 有效水深的位置，並深入污泥之中，對於污泥沉降的干 擾最小，可有效穩定污泥的沉降界面。
2 3 4 5 6 7
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Time, min Sl udg e bl a n ke t de ns it y , m g /c m
3 Test-1A：液面下 15 cmTest-2： 液面下 50 cm Test-3： 液面下 110 cm
Figure 5-6. 污泥層密度變動趨勢
Test-2 Test-3
Test-1A
批次沉降 連續進流
由於本研究早期，僅大略測試進流點深度對污泥沉降的影響，因此 Test-2 與 Test-3 之沉降數據有所缺漏，本研究乃於 C-LGSC 進流點，修改至 溢流堰下110 cm 後，再進行 Test-2 與 Test-3，以補全遺漏數據，因此 Test-2 之數據，是以透明軟管於溢流堰下50 cm 進流污泥，而非由中央進流管進 流，但軟管出流點位置接近中央進流管，應對本測試之結論影響不大。