人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件

人工濕地之規(guī)劃設(shè)計理念及案例介紹荊樹人嘉南藥理科技大學(xué)環(huán)境工程與科學(xué)系教授2003年生態(tài)工法人才培訓(xùn)講習(xí)會學(xué)號:4950N029姓名:王宗棋人工濕地之規(guī)劃設(shè)計理念及案例介紹荊樹人學(xué)號:4950N0292

1.前言

2.案例介紹3.人工濕地規(guī)劃設(shè)計的基本概念4.結(jié)語

5.心得222前言臺灣地區(qū)之河川因長期承受事業(yè)廢水及都市污水未適當(dāng)處理（點源）、及下雨後的逕流水（非點源）所受之污染。根據(jù)行政院環(huán)保署2001年水質(zhì)統(tǒng)計，全臺灣二十一個主要水庫為優(yōu)養(yǎng)或超優(yōu)養(yǎng)者仍然還有十五個，而這些水庫的水源均來自接收污染排放水之河川。為此，政府也開始整治的工作。一條河川如果受到持續(xù)的污染行為，其污染程度會因污染物的累積而更加惡化，同時淨(jìng)化的成本與時間亦將以倍數(shù)成長。前言臺灣地區(qū)之河川因長期承受事業(yè)廢水及都市污水未適當(dāng)處理（點前言就自然水體而言，其本身雖具有「自淨(jìng)能力」，能夠藉由水體中的生態(tài)系統(tǒng)分解污染物，使水體得以淨(jìng)化並維持活力。但是，如果進(jìn)入水體的污染量過多而超過負(fù)荷，則水體就會失去原有的自淨(jìng)能力，長久之後水體便會因為污染物的累積而成為惡臭不堪的死水。河川便是直接承受廢污水的水體，在臺灣地區(qū)造成河川污染的主要來源分為：工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)廢水、滲出水及雨水沖刷等。前言就自然水體而言，其本身雖具有「自淨(jìng)能力」，能夠藉由水體中前言人工濕地系統(tǒng)（constructedwetlandsystem）是將生態(tài)工程技術(shù)應(yīng)用於水或廢水管理及處理上的一種自然淨(jìng)化程序，相較於ㄧ般傳統(tǒng)之廢污水處理系統(tǒng)，其具有省能源、低成本、不添加化學(xué)藥劑、不破壞生態(tài)等優(yōu)點，頗能符合處理污染性河水的技術(shù)要求。因此在保育河川水資源的技術(shù)考量上，具有經(jīng)濟效益之人工濕地法為一個值得探討其應(yīng)用價值的自然處理方法。前言人工濕地系統(tǒng)（constructedwetlandsy案例介紹（一）國內(nèi)人工濕地發(fā)展過程簡介

國內(nèi)首先出現(xiàn)人工濕地的研究工作，是1995年由基隆海洋大學(xué)環(huán)境工程系李志源教授，於金門污水處理廠設(shè)置四個FWS（freewatersurface）人工濕地系統(tǒng)，作為該汙水廠放流水三級淨(jìng)化之用。。綜合嘉南藥理科技大學(xué)人工濕地研究團隊規(guī)劃之研究計畫的過程，大致分為幾個階段：第一階段：探討人工溼地系統(tǒng)淨(jìng)化水質(zhì)的功能，其中包括各種適用於此類系統(tǒng)的本土型水生植物的選擇等；案例介紹（一）國內(nèi)人工濕地發(fā)展過程簡介

國內(nèi)首先出現(xiàn)人工濕地第二階段：探討影響人工溼地系統(tǒng)淨(jìng)化水質(zhì)功能的因素，其中包括氣候、水質(zhì)變化等；第三階段：探討人工溼地系統(tǒng)對於水中不同污染物的淨(jìng)化功能，其中包括有機物、氮、磷、懸浮固體、重金屬、有毒物質(zhì)等，同時了解系統(tǒng)中生態(tài)系統(tǒng)在淨(jìng)化過程中受到污染物之影響，以便未來提供自然溼地與水體系統(tǒng)整治的參考依據(jù)；第四階段：探討操作與控制人工溼地系統(tǒng)淨(jìng)化水質(zhì)的相關(guān)參數(shù)並建立設(shè)計準(zhǔn)則；第二階段：探討影響人工溼地系統(tǒng)淨(jìng)化水質(zhì)功能的因素，其中包括氣第五階段：實際應(yīng)用於廢污水的處理，應(yīng)由污染負(fù)荷較小的目標(biāo)開始。爾後嘉南藥理科技大學(xué)於2003年於臺南市灣裡社區(qū)以及慈濟大林醫(yī)院陸續(xù)完成兩座人工濕地實場。以下就此三座人工濕地實場做一說明：第五階段：實際應(yīng)用於廢污水的處理，應(yīng)由污染負(fù)荷較小的目標(biāo)開始案例介紹（二）二行社區(qū)人工濕地系統(tǒng)

由於行政院環(huán)保署有意選擇及推動環(huán)保示範(fàn)社區(qū)，因而臺南縣環(huán)保局便指定二行村社區(qū)為代表臺南縣兩個示範(fàn)社區(qū)之一進(jìn)行計畫申請，主題為『人工溼地處理社區(qū)生活污水』。二行村社區(qū)發(fā)展協(xié)會即與本校人工溼地研究團隊討論，本研究團隊並主動協(xié)助其計畫之完稿。整個基地佔地面積為1,330平方公尺，F(xiàn)WS及SSF溼地的部分合計約為500平方公尺，其餘為社區(qū)規(guī)劃之景觀區(qū)域。FWS溼地中種植香蒲（cattail,TyphaorientalisPresl.），起始密度為4棵/m2。SSF溼地中種植蘆葦（reed,PhragmitesaustralisL.），起始密度為4棵/m2。案例介紹（二）二行社區(qū)人工濕地系統(tǒng)

由於行政院環(huán)保署有意選擇此系統(tǒng)2001年11月完工之後，便開始直接引入來自二行社區(qū)的部分生活污水，污水以每日定時方式進(jìn)流操作，流量逐步由2001年1至3月的每天10至15立方公尺，增加到4至5月份的每天25至30立方公尺，最後維持在每天45立方公尺。根據(jù)2002年4月至2003年3月水質(zhì)分析的平均值（表1），顯示人工濕地對於生活污水中的污染物有明顯的去除功能，而且能符合環(huán)保署訂定之「放流水標(biāo)準(zhǔn)」。此系統(tǒng)2001年11月完工之後，便開始直接引入來自二行社人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件表1二行社區(qū)人工溼地系統(tǒng)水質(zhì)分析平均濃度（截至2003年4月）表1二行社區(qū)人工溼地系統(tǒng)水質(zhì)分析平均濃度（截至2003年為了增加人工溼地系統(tǒng)的處理能力，並且實際運用國內(nèi)鄉(xiāng)間常見的受污水的埤塘或水池，嘉南藥理科技大學(xué)人工濕地研究團隊於2003年中旬開始，於人工濕地前端設(shè)置一個245平方公尺之水塘設(shè)計為穩(wěn)定塘或浮水性水生植物系統(tǒng)作為現(xiàn)有人工溼地系統(tǒng)之前置處理設(shè)施（圖2），先行削減進(jìn)流污水中之有機物，進(jìn)而增加後段人工溼地系統(tǒng)之處理效能，希冀能夠在淨(jìng)化污水時達(dá)到現(xiàn)地現(xiàn)況應(yīng)用以及土減少地需求的目標(biāo)。目前因為穩(wěn)定塘的加入，根據(jù)初步水質(zhì)分析的結(jié)果顯示，雖然處理水量已增至每天82立方公尺，淨(jìng)化功能仍能夠維持（BOD5

平均放流為16.0mg/L）。因此增加一半的處理面積，卻可以增加一倍的處理量。為了增加人工溼地系統(tǒng)的處理能力，並且實際運用國內(nèi)鄉(xiāng)間常見的受綜觀整個人工濕地系統(tǒng)，對於大腸桿菌群能有效的去除，去除率可達(dá)89%。雖然穩(wěn)定塘中種植浮水性植物，若其繁殖過多其根部的殘渣會分解至水體中而增加SS濃度；在人工溼地之FWS系統(tǒng)種植挺水性植物其根部附著於底部，所以SS逐步沉降並為植物所吸附，進(jìn)而提高SS之去除效率。有機物的去除主要為好氧分解，由於植物行光合作用釋放出氧氣使得微生物的活動較為活躍，所以其去除效果以氧化塘最為明顯，其去除效率高達(dá)80%，同時化學(xué)需氧量在氧化塘中的去除效果較明顯。綜觀整個人工濕地系統(tǒng)，對於大腸桿菌群能有效的去除，去除率可達(dá)人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件（三）灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)此人工濕地系統(tǒng)於2002年底，由環(huán)保署及臺南市環(huán)保局委託嘉南藥理科技大學(xué)人工溼地研究團隊執(zhí)行「臺南市二仁溪流域建立人工溼地計畫」，該計畫中完成了「臺南市灣裡社區(qū)人工溼地生態(tài)實驗園區(qū)」的設(shè)置，其目的為利用人工溼地系統(tǒng)直接淨(jìng)化臺南市灣裡社區(qū)之生活污水，以降低承受水體（灣裡大排—二仁溪的支流）的污染負(fù)荷，同時也利用淨(jìng)化後的處理水培育園區(qū)內(nèi)多種類的水生及陸生植物，進(jìn)而形成一個溼地的生態(tài)系統(tǒng)，以發(fā)揮人工溼地在污染防治、生態(tài)保育及自然教育等方面的多重功能。（三）灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)此人工濕地系統(tǒng)於2002年底，由本計畫由2002年12月開始執(zhí)行，至2003年6月完成。開發(fā)面積為0.5公頃，其中包括1,500平方公尺的人工濕地系統(tǒng)，500平方公尺生態(tài)景觀池，其餘部分則規(guī)劃為生態(tài)實驗園區(qū)（圖3）。此人工濕地以當(dāng)?shù)厣钗鬯疄橹饕幚砟繕?biāo)，計畫處理量為每天50立方公尺。生活污水由基地旁排水溝截流後，抽至進(jìn)水集水槽，再以固定流量方式自進(jìn)水集水槽抽入人工濕地處理。本計畫由2002年12月開始執(zhí)行，至2003年6月完人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)包含兩個FWS濕地以及一個SSF濕地。第一FWS溼地，面積約300平方公尺，溼地內(nèi)種植蘆葦（reed）。第二FWS溼地面積約700平方公尺，此溼地的構(gòu)造與第一FWS濕地相同，水深也約在50公分，溼地內(nèi)種植香蒲（cattail）。SSF溼地面積約500平方公尺，水深約在50公分，溼地內(nèi)種植蘆葦與培地茅（vectiver）。污水經(jīng)礫石層表面下流後，出流水導(dǎo)引進(jìn)入到生態(tài)池後完成人工濕地的淨(jìng)水過程。自2003年6月開始操作，由於系統(tǒng)建立初期，淨(jìng)化機制尚未完全發(fā)揮。灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)包含兩個FWS濕地以及一個SSF濕地生態(tài)景觀池面積約500平方公尺，進(jìn)流前段底部舖設(shè)厚約30~10公分的土壤，形成溼地淺灘；其餘部分舖設(shè)厚約15公分之礫石，水深分佈在15至85公分之間。雖然生態(tài)景觀池雖然也有淨(jìng)化水質(zhì)的功能，但是在本計畫中並未將生態(tài)景觀池淨(jìng)水效能估算在內(nèi)。其主要目的為利用經(jīng)過前幾個密植水生植物溼地所淨(jìng)化的污水，來培育多種類的水生植物，並達(dá)到提供各類生物棲息及生物多樣化的功能。生態(tài)景觀池面積約500平方公尺，進(jìn)流前段底部舖設(shè)厚約30~根據(jù)2003年6月至8月的初期操作，灣裡社區(qū)人工濕地處理污水的效能如表2所示。從水質(zhì)檢驗的平均值，可以看出生活污水的確是灣裡大排水質(zhì)惡化的主要污染源。灣裡人工溼地系統(tǒng)對於生化需氧量的去除可以達(dá)到81%的去除效能，並且於第一FWS與第二FWS溼地中便可以達(dá)到53%的去除效率。進(jìn)流污水營養(yǎng)鹽主要物種為氨氮，而氨氮在整個溼地中的去除效能可達(dá)78%。TSS在溼地中的去除效率為48%，其中由於FWS溼地中的植物密度並不高，因此對於TSS的去除仍相當(dāng)有限，反觀由石頭介質(zhì)構(gòu)成的SSF溼地，其TSS去除效能可達(dá)41%。大腸桿菌在灣裡溼地中也有100%的去除效能，而大腸菌類可達(dá)89%。另外，由啟動初期的灣裡人工溼地對各項污染的去除效能表現(xiàn)，不但對灣裡大排的污染物消減提供了部分的效益，並且可以初步提供灣裡溼地園區(qū)的植物澆灌用水。根據(jù)2003年6月至8月的初期操作，灣裡社區(qū)人工濕地處經(jīng)過人工濕地系統(tǒng)處理後，生活污水的水質(zhì)確實也能夠被淨(jìng)化至接近自然水體背景值的狀況。如果生活污水經(jīng)過人工溼地淨(jìng)化的範(fàn)圍能夠增加，後續(xù)在接收自然水體「含容能力」範(fàn)圍內(nèi)下排入的話，不僅水質(zhì)會在自然水體「自淨(jìng)功能」下持續(xù)淨(jìng)化，同時該自然水體也不會因為長期累積污染物而造成水質(zhì)惡化。如此，國內(nèi)污染河川的淨(jìng)化就有成功的可能性。經(jīng)過人工濕地系統(tǒng)處理後，生活污水的水質(zhì)確實也能夠被淨(jìng)化至接近（四）慈濟大林醫(yī)院人工濕地系統(tǒng)由於國內(nèi)對於應(yīng)用人工溼地淨(jìng)化醫(yī)療社區(qū)二級放流水淨(jìng)化資料的闕如，因此慈濟慈善基金會便委託嘉南藥理科技大學(xué)人工濕地研究團隊，於嘉義縣大林慈濟醫(yī)院園區(qū)設(shè)置人工溼地實驗系統(tǒng)，以有系統(tǒng)實際操作研究的方式處理該醫(yī)療園區(qū)污水廠之二級放流水，以獲得達(dá)到「灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)」的操作控制與設(shè)計的參數(shù)，以便作為未來應(yīng)用於其他規(guī)劃中醫(yī)療園區(qū)實場人工溼地系統(tǒng)的建立的設(shè)計依據(jù)。（四）慈濟大林醫(yī)院人工濕地系統(tǒng)由於國內(nèi)對於應(yīng)用人工溼地淨(jìng)化醫(yī)表2.灣裡社區(qū)人工溼地與灣裡大排水質(zhì)檢測平均值（截至2003年8月）表2.灣裡社區(qū)人工溼地與灣裡大排水質(zhì)檢測平均值（截至200人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件FWS溼地面積為600平方公尺，水深控制為0.5公尺，溼地內(nèi)種植多年生挺水性水生植物，前端種植蘆葦，後端種植香蒲，中間設(shè)置一部分水較深的池子，使挺水植物無法生長，以提供魚類及其他水生動植物的生長，並提供景觀的效果。SSF溼地面積為400平方公尺，水深控制為1公尺，溼地內(nèi)種植水生植物種類有：香蒲、蘆葦、培地毛及荸薺等。生態(tài)景觀池面積為300平方公尺，接收SSF溼地淨(jìng)化後的污水，池內(nèi)種植浮水性水生植物以及具有觀賞價值的挺水性水生植物，池中飼養(yǎng)大肚魚與蓋斑鬥魚以控制病媒蚊的產(chǎn)生。FWS溼地面積為600平方公尺，水深控制為0.5公尺，人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件表3慈濟大林醫(yī)院人工溼地系統(tǒng)監(jiān)測水質(zhì)平均值表3慈濟大林醫(yī)院人工溼地系統(tǒng)監(jiān)測水質(zhì)平均值除了總氮之外，其餘各項水質(zhì)項目經(jīng)人工溼地處理之前，即符合「灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)」；此外，總氮的組成中，又以硝酸氮濃度最高，因此硝酸氮的去除為此人工溼地的主要目標(biāo)。許多文獻(xiàn)均已證實，人工溼地對於硝酸氮具有良好的去除效果，並且硝酸氮的去除效果可達(dá)90%以上（59-61），溼地系統(tǒng)去除硝酸氮的主要機制包括：微生物的異化脫硝作用及同化作用，以及植物的攝取（62），其中微生物的異化脫硝作用被認(rèn)為是溼地系統(tǒng)去除硝酸氮的主要機制（63），表1中所列之硝酸氮濃度在人工溼地中逐漸下降，顯示硝酸氮在人工溼地中逐漸被去除，然而其去除效率並不如上述文獻(xiàn)報導(dǎo)值，另外，比較Lin等（64）以小型表面流人工溼地系統(tǒng)，硝酸氮去除效率可達(dá)85-97%，顯示慈濟大林醫(yī)院之人工溼地系統(tǒng)仍未達(dá)到預(yù)期之硝酸氮去除效果除了總氮之外，其餘各項水質(zhì)項目經(jīng)人工溼地處理之前，即符合「灌由於慈濟大林醫(yī)療園區(qū)之污水處理廠已經(jīng)去除了大部分的有機物，因此進(jìn)流於人工溼地系統(tǒng)的生化需氧量與化學(xué)需氧量COD值均相當(dāng)?shù)停ū?），在進(jìn)流有機物不高的操作下，人工溼地進(jìn)行脫硝作用所需的碳源必須仰賴溼地中植物的貢獻(xiàn)（64），然而此人工溼地至目前為止仍處於啟動適應(yīng)期，植物生長的密度並不高，因此所能貢獻(xiàn)的碳源仍十分有限，故在硝酸氮去除的表現(xiàn)上不如預(yù)期。由於慈濟大林醫(yī)療園區(qū)之污水處理廠已經(jīng)去除了大部分的有機物，因三、人工濕地規(guī)劃設(shè)計的基本概念如前所述，濕地系統(tǒng)是依循自然生態(tài)的淨(jìng)化機制，達(dá)到淨(jìng)化廢污水的結(jié)果。然而自然淨(jìng)化過程一般十分緩慢，如果完全順其自然則需要很長的時間與較多的土地應(yīng)用。人工濕地系統(tǒng)便是加入人為的操控，以增加其效率而達(dá)到減少處理時間或使用土地。由於自然生態(tài)機制非常複雜，因此操控的方法很難以理論推導(dǎo)的方式，建立設(shè)計的模式與參數(shù)。因此需要長期觀察人工濕地系統(tǒng)與各種影響因素互動的關(guān)係，才能逐步歸納或掌握其行為。三、人工濕地規(guī)劃設(shè)計的基本概念如前所述，濕地系統(tǒng)是依循自然生為了要探討人工濕地對於不同污染的負(fù)荷極限，則需要有計畫的改變操作並配合密集的採樣分析，才能掌握其處理效能。就學(xué)理而言，人工濕地系統(tǒng)很多種，加上穩(wěn)定塘、浮水性水生植物系統(tǒng)、水生生物處理系統(tǒng)、土壤處理技術(shù)等，自然處理系統(tǒng)有許多不同的組合，如二行社區(qū)便結(jié)合了穩(wěn)定塘、浮水性水生植物系統(tǒng)、表面流動式人工濕地系統(tǒng)、表面下流動式人工濕地系統(tǒng)等。在針對不同的污染物，每種自然處理技術(shù)均有其功能與限制?？偠灾?，人工濕地的設(shè)計必須根據(jù)各個案例的因素：水質(zhì)、處理量、所在環(huán)境、現(xiàn)有狀況等個別設(shè)計與估算，因為沒有兩個環(huán)境狀況與處理需求是完全相同的。為了要探討人工濕地對於不同污染的負(fù)荷極限，則需要有計畫的改變

結(jié)語屬於自然處理系統(tǒng)之一的人工濕地，在傳統(tǒng)污水處理設(shè)施無法顧及之處，確實尤其具體的功效。不過，人工濕地也有其限制的條件。除了需要設(shè)計、規(guī)劃、設(shè)置之外，後續(xù)的操作、控制與管理也是不可或缺的。借用馬監(jiān)察委員以工在巡視灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)時說的一句話：人工濕地是一個很好的生態(tài)淨(jìng)水技術(shù)，但是不要因為後續(xù)操作的疏忽使得生態(tài)池變成了污水池，讓人下了人工濕地是一個沒用技術(shù)的結(jié)論。結(jié)語屬於自然處理系統(tǒng)之一的人工濕地，在傳統(tǒng)污水處理設(shè)施無法心得而人工濕地還是逆天之作，所以後續(xù)的保持跟整理遠(yuǎn)比天然行成之溼地更難也因為如此，環(huán)境生態(tài)保育的工作要永續(xù)的作下去。需要全民實際的參與實作中，讓各個階層的人體會到生態(tài)與環(huán)境保育的艱辛，也讓彼此之間體諒各種角色的困難。心得人工濕地之規(guī)劃設(shè)計理念及案例介紹荊樹人嘉南藥理科技大學(xué)環(huán)境工程與科學(xué)系教授2003年生態(tài)工法人才培訓(xùn)講習(xí)會學(xué)號:4950N029姓名:王宗棋人工濕地之規(guī)劃設(shè)計理念及案例介紹荊樹人學(xué)號:4950N02936

1.前言

2.案例介紹3.人工濕地規(guī)劃設(shè)計的基本概念4.結(jié)語

5.心得3622前言臺灣地區(qū)之河川因長期承受事業(yè)廢水及都市污水未適當(dāng)處理（點源）、及下雨後的逕流水（非點源）所受之污染。根據(jù)行政院環(huán)保署2001年水質(zhì)統(tǒng)計，全臺灣二十一個主要水庫為優(yōu)養(yǎng)或超優(yōu)養(yǎng)者仍然還有十五個，而這些水庫的水源均來自接收污染排放水之河川。為此，政府也開始整治的工作。一條河川如果受到持續(xù)的污染行為，其污染程度會因污染物的累積而更加惡化，同時淨(jìng)化的成本與時間亦將以倍數(shù)成長。前言臺灣地區(qū)之河川因長期承受事業(yè)廢水及都市污水未適當(dāng)處理（點前言就自然水體而言，其本身雖具有「自淨(jìng)能力」，能夠藉由水體中的生態(tài)系統(tǒng)分解污染物，使水體得以淨(jìng)化並維持活力。但是，如果進(jìn)入水體的污染量過多而超過負(fù)荷，則水體就會失去原有的自淨(jìng)能力，長久之後水體便會因為污染物的累積而成為惡臭不堪的死水。河川便是直接承受廢污水的水體，在臺灣地區(qū)造成河川污染的主要來源分為：工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)廢水、滲出水及雨水沖刷等。前言就自然水體而言，其本身雖具有「自淨(jìng)能力」，能夠藉由水體中前言人工濕地系統(tǒng)（constructedwetlandsystem）是將生態(tài)工程技術(shù)應(yīng)用於水或廢水管理及處理上的一種自然淨(jìng)化程序，相較於ㄧ般傳統(tǒng)之廢污水處理系統(tǒng)，其具有省能源、低成本、不添加化學(xué)藥劑、不破壞生態(tài)等優(yōu)點，頗能符合處理污染性河水的技術(shù)要求。因此在保育河川水資源的技術(shù)考量上，具有經(jīng)濟效益之人工濕地法為一個值得探討其應(yīng)用價值的自然處理方法。前言人工濕地系統(tǒng)（constructedwetlandsy案例介紹（一）國內(nèi)人工濕地發(fā)展過程簡介

國內(nèi)首先出現(xiàn)人工濕地的研究工作，是1995年由基隆海洋大學(xué)環(huán)境工程系李志源教授，於金門污水處理廠設(shè)置四個FWS（freewatersurface）人工濕地系統(tǒng)，作為該汙水廠放流水三級淨(jìng)化之用。。綜合嘉南藥理科技大學(xué)人工濕地研究團隊規(guī)劃之研究計畫的過程，大致分為幾個階段：第一階段：探討人工溼地系統(tǒng)淨(jìng)化水質(zhì)的功能，其中包括各種適用於此類系統(tǒng)的本土型水生植物的選擇等；案例介紹（一）國內(nèi)人工濕地發(fā)展過程簡介

國內(nèi)首先出現(xiàn)人工濕地第二階段：探討影響人工溼地系統(tǒng)淨(jìng)化水質(zhì)功能的因素，其中包括氣候、水質(zhì)變化等；第三階段：探討人工溼地系統(tǒng)對於水中不同污染物的淨(jìng)化功能，其中包括有機物、氮、磷、懸浮固體、重金屬、有毒物質(zhì)等，同時了解系統(tǒng)中生態(tài)系統(tǒng)在淨(jìng)化過程中受到污染物之影響，以便未來提供自然溼地與水體系統(tǒng)整治的參考依據(jù)；第四階段：探討操作與控制人工溼地系統(tǒng)淨(jìng)化水質(zhì)的相關(guān)參數(shù)並建立設(shè)計準(zhǔn)則；第二階段：探討影響人工溼地系統(tǒng)淨(jìng)化水質(zhì)功能的因素，其中包括氣第五階段：實際應(yīng)用於廢污水的處理，應(yīng)由污染負(fù)荷較小的目標(biāo)開始。爾後嘉南藥理科技大學(xué)於2003年於臺南市灣裡社區(qū)以及慈濟大林醫(yī)院陸續(xù)完成兩座人工濕地實場。以下就此三座人工濕地實場做一說明：第五階段：實際應(yīng)用於廢污水的處理，應(yīng)由污染負(fù)荷較小的目標(biāo)開始案例介紹（二）二行社區(qū)人工濕地系統(tǒng)

由於行政院環(huán)保署有意選擇及推動環(huán)保示範(fàn)社區(qū)，因而臺南縣環(huán)保局便指定二行村社區(qū)為代表臺南縣兩個示範(fàn)社區(qū)之一進(jìn)行計畫申請，主題為『人工溼地處理社區(qū)生活污水』。二行村社區(qū)發(fā)展協(xié)會即與本校人工溼地研究團隊討論，本研究團隊並主動協(xié)助其計畫之完稿。整個基地佔地面積為1,330平方公尺，F(xiàn)WS及SSF溼地的部分合計約為500平方公尺，其餘為社區(qū)規(guī)劃之景觀區(qū)域。FWS溼地中種植香蒲（cattail,TyphaorientalisPresl.），起始密度為4棵/m2。SSF溼地中種植蘆葦（reed,PhragmitesaustralisL.），起始密度為4棵/m2。案例介紹（二）二行社區(qū)人工濕地系統(tǒng)

由於行政院環(huán)保署有意選擇此系統(tǒng)2001年11月完工之後，便開始直接引入來自二行社區(qū)的部分生活污水，污水以每日定時方式進(jìn)流操作，流量逐步由2001年1至3月的每天10至15立方公尺，增加到4至5月份的每天25至30立方公尺，最後維持在每天45立方公尺。根據(jù)2002年4月至2003年3月水質(zhì)分析的平均值（表1），顯示人工濕地對於生活污水中的污染物有明顯的去除功能，而且能符合環(huán)保署訂定之「放流水標(biāo)準(zhǔn)」。此系統(tǒng)2001年11月完工之後，便開始直接引入來自二行社人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件表1二行社區(qū)人工溼地系統(tǒng)水質(zhì)分析平均濃度（截至2003年4月）表1二行社區(qū)人工溼地系統(tǒng)水質(zhì)分析平均濃度（截至2003年為了增加人工溼地系統(tǒng)的處理能力，並且實際運用國內(nèi)鄉(xiāng)間常見的受污水的埤塘或水池，嘉南藥理科技大學(xué)人工濕地研究團隊於2003年中旬開始，於人工濕地前端設(shè)置一個245平方公尺之水塘設(shè)計為穩(wěn)定塘或浮水性水生植物系統(tǒng)作為現(xiàn)有人工溼地系統(tǒng)之前置處理設(shè)施（圖2），先行削減進(jìn)流污水中之有機物，進(jìn)而增加後段人工溼地系統(tǒng)之處理效能，希冀能夠在淨(jìng)化污水時達(dá)到現(xiàn)地現(xiàn)況應(yīng)用以及土減少地需求的目標(biāo)。目前因為穩(wěn)定塘的加入，根據(jù)初步水質(zhì)分析的結(jié)果顯示，雖然處理水量已增至每天82立方公尺，淨(jìng)化功能仍能夠維持（BOD5

平均放流為16.0mg/L）。因此增加一半的處理面積，卻可以增加一倍的處理量。為了增加人工溼地系統(tǒng)的處理能力，並且實際運用國內(nèi)鄉(xiāng)間常見的受綜觀整個人工濕地系統(tǒng)，對於大腸桿菌群能有效的去除，去除率可達(dá)89%。雖然穩(wěn)定塘中種植浮水性植物，若其繁殖過多其根部的殘渣會分解至水體中而增加SS濃度；在人工溼地之FWS系統(tǒng)種植挺水性植物其根部附著於底部，所以SS逐步沉降並為植物所吸附，進(jìn)而提高SS之去除效率。有機物的去除主要為好氧分解，由於植物行光合作用釋放出氧氣使得微生物的活動較為活躍，所以其去除效果以氧化塘最為明顯，其去除效率高達(dá)80%，同時化學(xué)需氧量在氧化塘中的去除效果較明顯。綜觀整個人工濕地系統(tǒng)，對於大腸桿菌群能有效的去除，去除率可達(dá)人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件（三）灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)此人工濕地系統(tǒng)於2002年底，由環(huán)保署及臺南市環(huán)保局委託嘉南藥理科技大學(xué)人工溼地研究團隊執(zhí)行「臺南市二仁溪流域建立人工溼地計畫」，該計畫中完成了「臺南市灣裡社區(qū)人工溼地生態(tài)實驗園區(qū)」的設(shè)置，其目的為利用人工溼地系統(tǒng)直接淨(jìng)化臺南市灣裡社區(qū)之生活污水，以降低承受水體（灣裡大排—二仁溪的支流）的污染負(fù)荷，同時也利用淨(jìng)化後的處理水培育園區(qū)內(nèi)多種類的水生及陸生植物，進(jìn)而形成一個溼地的生態(tài)系統(tǒng)，以發(fā)揮人工溼地在污染防治、生態(tài)保育及自然教育等方面的多重功能。（三）灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)此人工濕地系統(tǒng)於2002年底，由本計畫由2002年12月開始執(zhí)行，至2003年6月完成。開發(fā)面積為0.5公頃，其中包括1,500平方公尺的人工濕地系統(tǒng)，500平方公尺生態(tài)景觀池，其餘部分則規(guī)劃為生態(tài)實驗園區(qū)（圖3）。此人工濕地以當(dāng)?shù)厣钗鬯疄橹饕幚砟繕?biāo)，計畫處理量為每天50立方公尺。生活污水由基地旁排水溝截流後，抽至進(jìn)水集水槽，再以固定流量方式自進(jìn)水集水槽抽入人工濕地處理。本計畫由2002年12月開始執(zhí)行，至2003年6月完人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)包含兩個FWS濕地以及一個SSF濕地。第一FWS溼地，面積約300平方公尺，溼地內(nèi)種植蘆葦（reed）。第二FWS溼地面積約700平方公尺，此溼地的構(gòu)造與第一FWS濕地相同，水深也約在50公分，溼地內(nèi)種植香蒲（cattail）。SSF溼地面積約500平方公尺，水深約在50公分，溼地內(nèi)種植蘆葦與培地茅（vectiver）。污水經(jīng)礫石層表面下流後，出流水導(dǎo)引進(jìn)入到生態(tài)池後完成人工濕地的淨(jìng)水過程。自2003年6月開始操作，由於系統(tǒng)建立初期，淨(jìng)化機制尚未完全發(fā)揮。灣裡社區(qū)人工濕地系統(tǒng)包含兩個FWS濕地以及一個SSF濕地生態(tài)景觀池面積約500平方公尺，進(jìn)流前段底部舖設(shè)厚約30~10公分的土壤，形成溼地淺灘；其餘部分舖設(shè)厚約15公分之礫石，水深分佈在15至85公分之間。雖然生態(tài)景觀池雖然也有淨(jìng)化水質(zhì)的功能，但是在本計畫中並未將生態(tài)景觀池淨(jìng)水效能估算在內(nèi)。其主要目的為利用經(jīng)過前幾個密植水生植物溼地所淨(jìng)化的污水，來培育多種類的水生植物，並達(dá)到提供各類生物棲息及生物多樣化的功能。生態(tài)景觀池面積約500平方公尺，進(jìn)流前段底部舖設(shè)厚約30~根據(jù)2003年6月至8月的初期操作，灣裡社區(qū)人工濕地處理污水的效能如表2所示。從水質(zhì)檢驗的平均值，可以看出生活污水的確是灣裡大排水質(zhì)惡化的主要污染源。灣裡人工溼地系統(tǒng)對於生化需氧量的去除可以達(dá)到81%的去除效能，並且於第一FWS與第二FWS溼地中便可以達(dá)到53%的去除效率。進(jìn)流污水營養(yǎng)鹽主要物種為氨氮，而氨氮在整個溼地中的去除效能可達(dá)78%。TSS在溼地中的去除效率為48%，其中由於FWS溼地中的植物密度並不高，因此對於TSS的去除仍相當(dāng)有限，反觀由石頭介質(zhì)構(gòu)成的SSF溼地，其TSS去除效能可達(dá)41%。大腸桿菌在灣裡溼地中也有100%的去除效能，而大腸菌類可達(dá)89%。另外，由啟動初期的灣裡人工溼地對各項污染的去除效能表現(xiàn)，不但對灣裡大排的污染物消減提供了部分的效益，並且可以初步提供灣裡溼地園區(qū)的植物澆灌用水。根據(jù)2003年6月至8月的初期操作，灣裡社區(qū)人工濕地處經(jīng)過人工濕地系統(tǒng)處理後，生活污水的水質(zhì)確實也能夠被淨(jìng)化至接近自然水體背景值的狀況。如果生活污水經(jīng)過人工溼地淨(jìng)化的範(fàn)圍能夠增加，後續(xù)在接收自然水體「含容能力」範(fàn)圍內(nèi)下排入的話，不僅水質(zhì)會在自然水體「自淨(jìng)功能」下持續(xù)淨(jìng)化，同時該自然水體也不會因為長期累積污染物而造成水質(zhì)惡化。如此，國內(nèi)污染河川的淨(jìng)化就有成功的可能性。經(jīng)過人工濕地系統(tǒng)處理後，生活污水的水質(zhì)確實也能夠被淨(jìng)化至接近（四）慈濟大林醫(yī)院人工濕地系統(tǒng)由於國內(nèi)對於應(yīng)用人工溼地淨(jìng)化醫(yī)療社區(qū)二級放流水淨(jìng)化資料的闕如，因此慈濟慈善基金會便委託嘉南藥理科技大學(xué)人工濕地研究團隊，於嘉義縣大林慈濟醫(yī)院園區(qū)設(shè)置人工溼地實驗系統(tǒng)，以有系統(tǒng)實際操作研究的方式處理該醫(yī)療園區(qū)污水廠之二級放流水，以獲得達(dá)到「灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)」的操作控制與設(shè)計的參數(shù)，以便作為未來應(yīng)用於其他規(guī)劃中醫(yī)療園區(qū)實場人工溼地系統(tǒng)的建立的設(shè)計依據(jù)。（四）慈濟大林醫(yī)院人工濕地系統(tǒng)由於國內(nèi)對於應(yīng)用人工溼地淨(jìng)化醫(yī)表2.灣裡社區(qū)人工溼地與灣裡大排水質(zhì)檢測平均值（截至2003年8月）表2.灣裡社區(qū)人工溼地與灣裡大排水質(zhì)檢測平均值（截至200人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件FWS溼地面積為600平方公尺，水深控制為0.5公尺，溼地內(nèi)種植多年生挺水性水生植物，前端種植蘆葦，後端種植香蒲，中間設(shè)置一部分水較深的池子，使挺水植物無法生長，以提供魚類及其他水生動植物的生長，並提供景觀的效果。SSF溼地面積為400平方公尺，水深控制為1公尺，溼地內(nèi)種植水生植物種類有：香蒲、蘆葦、培地毛及荸薺等。生態(tài)景觀池面積為300平方公尺，接收SSF溼地淨(jìng)化後的污水，池內(nèi)種植浮水性水生植物以及具有觀賞價值的挺水性水生植物，池中飼養(yǎng)大肚魚與蓋斑鬥魚以控制病媒蚊的產(chǎn)生。FWS溼地面積為600平方公尺，水深控制為0.5公尺，人工濕地的設(shè)計的-昆山科技大學(xué)ePortfolio課件表3慈濟大林醫(yī)院人工溼地系統(tǒng)監(jiān)測水質(zhì)平均值表3慈濟大林醫(yī)院人工溼地系統(tǒng)監(jiān)測水質(zhì)平均值除了總氮之外，其餘各項水質(zhì)項目經(jīng)人工溼地處理之前，即符合「灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)」；此外，總氮的組成中，又以硝酸氮濃度最高，因此硝酸氮的去除為此人工溼地的主要目標(biāo)。許多文獻(xiàn)均已證實，人工溼地對於硝酸氮具有良好的去除效果，並且硝酸氮的去除效果可達(dá)90%以上（59-61），溼地系統(tǒng)去除硝