從NOM 7看水中天然有機物處理現況：材料世界網

黃韻璇/工研院材化所

一、前言

第7屆國際水協會水中天然有機物專家會議(The 7th IWA Specialist Conference on Natural Organic Matter in Water)係由東京大學的Satochi Takizawa教授團隊主辦；另外，瑞典隆德大學Kenneth M. Persson教授團隊則協助所有議程安排。此次參與會議的人員主要為各國學術單位、私人廠商及與水處理相關的機構，來自多國的與會者針對水中有機物的研究進行討論交流，藉此可了解各國在最終可飲用水源之現況與技術開發趨勢，更能了解未來台灣水處理利用的下一步。

為期3天的研討會包含107篇口頭報告、33篇海報論文發表、五場主題演講以及實地參訪。此次會議主題分別為：氣候變化和水中天然有機物(Natural Organic Matter; NOM)的關係、NOM的鑑定及監測的創新方法、NOM與微污染物的相互作用、水中NOM的動態變化，以及創新的NOM去除程序等。在實地參訪部分，則分別參觀了霞浦湖(Kasumigaura)及印旛沼(Inbanuma)。霞浦湖屬日本第二大湖泊，此湖泊是承接附近農業及都市廢水處理後的出水，因此湖中的DOM(可溶性有機物)高於一般湖泊，同時，也因位於太平洋附近，因此，高的DOM及硼化物使得在處理至可供水的程序中面臨挑戰。為了克服這些困難並減少消毒副產物的產生，目前正在建設一個結合了高級氧化處理及離子交換樹脂的水處理廠作為後續供水的處理程序。印旛沼則是在日本湖泊水質排名最差的湖泊。此湖泊承接了附近的都市污水及其他廢水處理之出流水，因此在相關水質控制部分將會是一大挑戰。在目前相關日本政府政策的緊急行動計畫下，COD已有所改善，但水中的DOM仍高於其他湖泊。

二、研討會精摘

這次會議主要把目標放在幾個分會場的報告，內容包含NOM鑑定方法的創新開發、新的處理程序或討論觀點及新的處理材料等。由於分會場次時間安排緊湊，故針對幾個分會的內容按場次敘述。

1. Characterizing Organics Using Enzyme Activity in Drinking Water Biofiltration

自來飲用水的處理程序一般常用為：混凝沉澱→過濾→消毒後，再經管線送往用戶端。本場報告主要討論評估，在混凝沉澱之後，臭氧處理對後續生物過濾程序(顆粒活性碳或無煙煤)中去除水中有機物的效率影響。在此同時，也透過酵素的活性來評估水中生物質的含量，並與一般常用的溶解有機碳(Dissolved Organic Carbon; DOC)的測定值比較並取得關聯，提供了另一種可以做為評估水中NOM處理效能的方法。圖一顯示此研究的測試目的及流程方法。

圖一、Pilot Scale測試目的及流程

圖二顯示，未經過臭氧處理之沉澱→生物濾床處理程序，其DOC及消毒副產物(Disinfection By-products; DBP)的去除率分別只有約40%及60%。觀察經過臭氧預處理之生物濾床處理程序可以發現，DOC及DBP(如THM s、HAAs等)的去除效率可以提升至約50%及70%；整體來看，臭氧預處理提升了約10%的去除效率。

圖二、不同流程測試之污染物去除效率比較

此研究中發現，並提出一個觀點，將空床接觸時間（Empty Bed Contact Time; EBCT）x酯酶活性(Esterase Activity)，可以表示為有效酯酶活性(Effective Esterase Activity)，如圖三所示。對於每個生物濾池，將酯酶活性(μmol/ min)乘以接觸時間(EBCT, min)來計算有效的酯酶活性(μmol)，以此表示在濾池中發生了總的生物降解，與生物濾池性能密切相關。如果，將過濾器各部分的DOC去除量(mg)除以有效的酯酶活性，以確定去除的有機物的近似摩爾質量(g/mol)，可以發現，臭氧後有機物比沉降水中的有機物小約50％。此外，與過濾器底部的有機物相比，去除在過濾器頂部附近的有機物通常較小，並且更容易降解。研究者提出，酶活性可以提供有關處理後水質變化以及了解處理過程中產生的有機特性變化的相關訊息。