申論題

四、行政院環境保護署考量部分含氮物質為河川水體污染主因，經多年調查及研究、分 析國內外管制現況、處理技術及經濟可行性，並廣納各界意見後，爰依水污染防治 法第 7 條第 2 項授權規定，訂定「化工業放流水標準」（以下簡稱本標準），以妥 善管制該業別廢水排放品質。本標準訂定管制項目包括硝酸鹽氮、氨氮。在環境生 物處理技術中，當需要完全去除氨氮時，則需要應用「硝化（nitrification）」及「 反硝化（denitrification）」。在污水處理中，「前置反硝化 （predenitrification）」 系統或稱 Anoxic-Aerobic System（AO 系統）為常用的除氮處理程序。

⑵微生物利用電子供體（electron donor）基質進行合成代謝，一部分電子（fe0）先 傳遞給電子受體（electron acceptor），用以產生能量（energy production）；其他 電子（fs0）用以合成細胞（cell synthesis）。對於反硝化過程，(1)電子供體、(2) 電子受體及(3)細胞合成（假設氮源是 NH4+-N）的半反應式、(4)fs 分列如下： (1) 1/50 C₁₀H₁₉O₃N + 9/25 H₂O→ 9/50 CO₂ + 1/50 NH₄⁺ + 1/50 HCO₃^- + H⁺ + e^- (2) 1/5 NO₃^- + 6/5 H⁺ + e^- 1/10 N₂ + 3/5 H₂O (3) 1/20 NH₄⁺ + 1/5 CO₂ + 1/20 HCO₃^- + H⁺ + e^- 1/20 C₅H₇O₂N + 9/20 H₂O (4) f = f 0 [1 +（1 – f ）bθ ]/（1 + bθ ） s s d x x θx:固體停留時間（solids retention time, SRT） fd:活性微生物中可生物降解的部分 b:內源衰減係數（endogenous-decay coefficient） 以上顯示，反硝化程序 SRT 的變化將影響 fs，細胞淨產率(Yn(den))，氮和 BOD 轉 化的比例。假設 f_s⁰ = 0.52，f_d = 0.8，b = 0.05，θ_x = 16 d。請問 fs、細胞實際產率 (Y _n(den)) g VSS_a/g BOD_L、細胞淨產率(Yn(den)) g VSSa/g BODL、氮和 BOD 轉化的比 例(g NH₄⁺-N/g BOD_L)分別為多少？（15 分）