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以活性污泥法處理有色肉雞屠宰場廢水之研究(1)

蕭庭訓(2) 蘇天明

(2) 郭猛德

(2) 黃裕益

(3) 程梅萍

(2)(4)

收件日期：99 年 6 月 28 日；接受日期：99 年 11 月 17 日

摘 要

本試驗以生物處理有色肉雞屠宰廢水，採批次及連續流活性污泥法，分別設定水力停留時間 24、

48、72h 及 12、24h。試驗期間分析屠宰廢水原液及處理後排放水質，包括 COD、BOD、SS 及真色色度等。

批式活性污泥法在水力停留時間 24h 對有色肉雞屠宰廢水之 COD、BOD、SS 及真色色度之去除效率分

別為 90.9％、98.9％、94.8％及 55.3％，水質濃度平均值則分別為 89.4、5.44、16.8 mg/L 及 89.3，能符合

放流水標準，水力停留時間延長 48h 及 72h 之處理水質無顯著的影響。連續流活性污泥法於水力停留時

間 12h，對有色肉雞屠宰廢水之 COD、BOD、SS 及真色色度之去除效率分別為 92.3％、98.8％、97.9％及

70.7％，水質濃度平均值則分別為 76.1、6.00、6.81 mg/L 及 83.4，亦能符合放流水標準。本試驗結果顯示，

批次及連續流活性污泥法皆能有效應用於有色肉雞屠宰廢水處理，水力停留時間分別為 24h 及 12h。

關鍵詞：屠宰場、廢水、活性污泥法。

緒 言

　家禽為提供國人蛋白質來源重要產業之一，家禽分為雞、鴨、鵝等三大類，雞產業分為蛋雞及肉

雞，其中肉雞包括白色肉雞及有色肉雞，而有色肉雞包括土雞與仿土雞，據農業統計年報 ( 行政院農業

委員會，2008) 指出有色肉雞屠宰量佔本省肉雞屠宰隻數 40.8％，有色肉雞與白色肉雞的生長速度差異很

大，上市週齡在白色肉雞約為 6 週，上市體重平均為 1.9 kg，有色肉雞則要 12 ～ 14 週，上市體重平均為 2.8

kg。白色肉雞達上市週齡後，委由屠宰場屠宰及分切，而有色肉雞達上市週齡後，屠宰場地分為屠宰場

及傳統市場業者。合法屠宰場設有廢水處理場處理屠宰過程產生之廢水，而傳統市場有色肉雞屠宰販賣

業者，屠宰過程產生之廢水一般未經處理。

(1) 行政院農業委員會畜產試驗所研究報告第 1608 號。

(2) 行政院農業委員會畜產試驗所經營組。

(3) 國立中興大學生物產業機電工程學系。

(4) 通訊作者：mpcheng @mail. tlri.gov.tw

畜產研究 44(1):71~80,2011

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家禽屠宰場產生之污染物主要為羽毛及廢水，一般而言廢棄羽毛以委託處理為主；而屠宰過程因脫

毛與清洗屠體產生大量的廢水，需設廢水處理設施進行處理。屠宰廢水未經處理排放於地面水體會造成

環境污染問題，也違反環保法令。依據 98 年 4 月 1 日立法院第 7 屆第 3 會期經濟委員會就「傳統市場更

新與禁止活禽屠宰輔導措施」案之主決議，農政單位須輔導並協助有意願申設屠宰場之畜牧事業申設家

禽屠宰場。然依水污染防治法 ( 行政院環境保護署，2007) 第 7 條規定，事業、污水下水道系統或建築物

污水處理設施，排放廢（污）水於地面水體者，應符合放流水標準，家禽屠宰場廢水歸類於「屠宰業及

肉品市場」，其生化需氧量 (BOD)、化學需氧量 (COD)、懸浮固體 (SS) 及真色色度 (ADMI) 須符合放流

水標準分別為 80、150、80 mg/L 及 550。

屠宰場廢水主要來自場內繫留場、放血、燙洗、脫毛、屠體清洗及設備器具清潔等污染源，屠宰廢

水含脂肪、蛋白質、血液及其他有機物，每隻雞屠宰過程產生 10 L 以上廢水，Kist et al. (2009) 調查指出

平均日宰 103,000 隻雞之家禽屠宰場產生 1500 m3 廢水，每隻雞產生屠宰廢水 14.6 L。

屠宰場廢水之處理方式大致為過篩、加壓浮除 (Bratby, 1978; de Nardi et al. , 2008 )、厭氧處理及好氧處

理 (Rusten et al. , 1990; Eremektar et al. , 1999) 或者利用浮除搭配上流式厭氧污泥床法 (UASB) 進行處理 (Al-

Mutairi et al. , 2008; Del Nery et al., 2007; de Nardi et al ., 2008; Chávez et al., 2005)。

現今國內大型屠宰場都已設廢水處理設施，其處理單元複雜，成本較高。由於屠宰流程的不同，大

型屠宰場廢水處理設施不ㄧ定適用於小型家禽屠宰場，因此小型家禽屠宰場廢水處理模式亟需建立。本

研究擬調查小型屠宰場廢水水質特性，並規劃小型屠宰場處理流程進行測試，期建立符合放流水標準之

廢水處理模式供家禽事業申設屠宰場參考。

材料與方法

I. 機械設備

1.5 坪冷藏庫 1 組，1 及 0.5 馬力魯式鼓風機各 1 台、蠕動泵浦 2 組、模型槽及曝氣設施等。

II. 家禽屠宰廢水來源

選定高雄縣阿蓮鄉之家禽屠宰場，利用槽車載運有色肉雞屠宰廢水回試驗場，經圓筒無蓋分離網 ( 直

徑 20 cm × 高 25 cm，間隙 0.2 mm) 分離屠宰過程之羽毛、碎脂塊等固型物後分裝並置於 4℃冷藏庫供

試驗用。

III. 活性污泥馴養

以有效處理容積分別為 450 L 及 1200 L 之不銹鋼模型槽 4 組，進行活性污泥馴養，初期加入有色肉

雞屠宰廢水與添加畜試所廢水處理場活性污泥池之濃縮污泥植種，之後，每日添加有色肉雞屠宰廢

水，進行為期 18 天活性污泥馴養。活性污泥馴養期間量測紀錄各組污泥沉降量 (SV30) 及模型槽內

溶氧 (DO)。

IV. 批式與連續流活性污泥法處理

設計批式與連續流活性污泥法處理模組如圖 1。批式活性污泥法為利用反應區 100 L 之塑膠桶

(W×L×D=49×69×30 cm)，加入馴養之濃縮活性污泥，並設定水力停留時間 24、48、72h，每日分別

添加 100、50、33.3 L 之有色肉雞屠宰廢水。連續流活性污泥法處理亦以容積 100 L 之塑膠桶加入

馴養之濃縮活性污泥，並設定水力停留時間 12 及 24h，每日分別進流 200 及 100 L 之有色肉雞

屠宰廢水，試驗期間量測紀錄各組污泥沉降量 (SV30

)、模型槽內溶氧 (DO)、氣溫及水溫並分析進

流水與排放水之水質。

V. 分析方法

pH 值以 pH 計分析 (Denver Instrument)。EC 以電極法 (Microprocessor conductivity meter, WTW) 分析。

COD 以密閉迴流滴定法 (NIEA W517.50B) 分析。BOD 以水樣中好氧性微生物在此期間氧化水中物質

以活性污泥法處理有色肉雞屠宰場廢水之研究

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所消耗之溶氧 (NIEA W510.54B)。SS 以 103 ℃ ～ 105 ℃ 乾燥法 (NIEA W210.57A)。真色色度 (ADMI)

參照水中真色色度檢測方法－分光光度計法 (NIEA W223.51B) 分析。

VI. 統計分析

批式與連續流活性污泥法模組處理有色肉雞屠宰廢水之資料包括原廢水、處理組 HRT 24、48、72h

及 12 h、24 h 放 流 水 之 pH、COD、BOD、SS、ADMI 等， 利 用 統 計 分 析 系 統 (Statistical Analysis

System；SAS, 1999)，進行統計分析，以一般線性模式程序 (General Linear Model Procedure；GLM) 進

行變方分析，並以鄧肯氏新多次變域測定法 (Duncan’s New Multiple Range Test) 比較有色肉雞屠宰原

廢水與各處理組間差異性。

結果與討論

I. 家禽屠宰廢水基本資料調查

98 年 4、5 月及 10 月間分別採集 5 場有色肉雞屠宰廢水進行 pH、COD、BOD、SS 等水質分析。結

果如表 1，有色肉雞屠宰場廢水中之 COD、BOD、SS 平均為 1127、551、459 mg/L，均高於環保署公告

之屠宰業廢水排放標準，需進行處理。本次調查之有色肉雞屠宰廢水理化性狀與國內肉品市場廢水相近，

其 COD、BOD 及 ADMI 平均分別為 1050、737 mg/L 及 194 (Chen et al. , 2005)，遠低於國外研究如 Chávez

et al. (2005) 研究之家禽屠宰廢水 BOD、COD 及 SS 平均為 5500、7333 及 938 mg/L 與 Del Nery et al. (2008)

之分析報告家禽屠宰廢水 COD 及 SS 分別為 2504 及 484 mg/L。Kist et al. (2009) 則指出家禽屠宰場廢水之

BOD 及 COD 濃度分別為 990 ～ 2000 及 2373 ～ 2610 mg/L。

蕭庭訓 蘇天明 郭猛德 黃裕益 程梅萍

圖 1. 批次與連續流活性污泥法處理流程。

Fig. 1.Batch and continuous activated sludge processes.

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表 1. 有色肉雞屠宰廢水之各項水質濃度

Table 1. The properties of slaughterhouse wastewater of colorful broiler

廢水處理流程乃是依據廢水之水質項目及其濃度設計，有機廢水處理普遍採用生物處理方式，文獻

指出廢水之 BOD/COD 比值≧ 0.5 適合生物處理 (Metcalf and Eddy, 2003)，生物處理分為好氧處理 (aerobic

systems) 及厭氧處理 (anaerobic systems)。一般而言高濃度有機廢水 (COD 高於 4000 mg/L) 以厭氧處理程序，

低濃度有機廢水 ( 可分解 COD 低於 1000 mg/L) 以好氧處理程序較適當 (Chan et al. , 2009)。本研究調查結果，

國內小型屠宰場之廢水 BOD/COD 比值約為 0.49，COD 1127mg/L，應適用好氧生物處理。此外，好氧生

物處理放流水水質濃度較厭氧生物處理為低 (Chan et al. , 2009)，且好氧生物處理分解可溶性有機物之效率

圖 2 . 活性污泥馴養階段之污泥沉降性

Fig. 2. The SV30 of activated sludge during cultivation

以活性污泥法處理有色肉雞屠宰場廢水之研究

75

較厭氧生物處理佳，產生污泥之生質絮凝作用 (biomass flocculation) 較佳，其排放水中懸浮物固體 (SS) 濃

度較低 (Leslie Grady et al., 1999)，故小型屠宰場廢水宜採用好氧生物處理應較能達到嚴格的放流水標準。

II. 生物處理

(i) 活性污泥馴養

以不銹鋼模型槽 4 組，其中 3 組長、寬、高為 75、75、95 cm，另 1 組為 130、80、95 cm 進行活性

污泥馴養，有效處理容積分別為 450 L 及 1200 L，初期加入有色肉雞屠宰廢水與添加畜產試驗所廢水處

理場活性污泥池之濃縮污泥植種，之後，每日添加有色肉雞屠宰廢水前停止曝氣並靜置 30 分鐘後，排

上澄液再分別添加 150 及 400 L 於容積 450 L 及 1200 L 之不銹鋼模型槽進行活性污泥馴養。活性污泥馴

養期間量測紀錄各組污泥沉降量 (SV30) 及模型槽內溶氧 (DO)。

活性污泥馴養期間 4 組模型槽內之 SV30( 圖 2) 均偏低，未達 50 mL/L (5％ )，無法達到標準活性污泥

法 SV30 操作應保持 20％～ 30％之水平 ( 歐陽，1995)。4 組模型槽內之溶氧量則偏高，達 5.0 mg/L 左右，

高於最佳活性污泥操作溶氧量應介於 1 ～ 3 gm/L 之間 ( 行政院環境保護署，2009)。由於有色肉雞屠宰廢

水之有機物濃度較低如表 1 所示，造成活性污泥濃度增加不易及溶氧偏高現象。為期 18 天活性污泥馴

養後將 3 組容積 450 L 模槽之濃縮污泥集中於 1200 L 之模槽，每日上下午 (9 及 16 時 ) 進料 700 L，為期

5 天。之後，再將濃縮污泥分配至批次與連續流活性污泥處理模槽 (100 L 之塑膠桶 )，進行有色肉雞屠宰

廢水處理試驗。

(ii) 批次與連續流活性污泥法處理有色肉雞屠宰廢水操作參數

98 年 11 月初利用反應區 100 L 之塑膠桶 5 組 (W×L×D=49×69×30 cm)，槽內設細氣泡式曝氣管各 1 支。

其中批次處理 3 組模槽之曝氣動力為 1 馬力之魯式鼓風機，另 2 組連續流處理模槽為 0.5 馬力魯式鼓風

機。批次處理加入馴養之濃縮活性污泥，並設定水力停留時間 24、48、72h，每日早上 9 時停止曝氣 30

分鐘使模組內污泥沉降，分別排除 100、50、33.3 L 之上澄液，再添加 100、50、33.3 L 之有色肉雞屠宰

廢水進行批次活性污泥法處理。連續流活性污泥法處理流程包括初沉池、活性污泥池及終沉池，亦以容

積 100 L 之塑膠桶加入馴養之濃縮活性污泥，設定水力停留時間 12 及 24h，利用蠕動泵浦每分鐘進有色

肉雞屠宰廢水 140 及 70 mL，即每日添加 200 及 100 L 廢水。連續流處理為維持活性污泥池內一定之懸浮

24

house

(h) 48 12 2472

表 2. 有色肉雞屠宰廢水採批次與連續流活性污泥法處理之操作參數

蕭庭訓 蘇天明 郭猛德 黃裕益 程梅萍

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固體物 ( 微生物 )，故將終沉池內大部份之沉澱污泥迴流至活性污泥池。試驗期間量測紀錄各組污泥沉降

量 (SV30)、模型槽內溶氧 (DO)、活性污泥濃度 (Mixed liquor suspended solid, MLSS)、揮發性污泥濃度 (Mixed

liquor volatile suspended solid, MLVSS)，計算食微比 (Organic loading, F/M)、容積負荷 (F/V) 及污泥容積指標

(Sludge volume index, SVI)，並分析進流水與排放水之 pH、COD、BOD、SS 及 ADMI。

有色肉雞屠宰廢水以批次及連續流處理反應槽內之操作參數如表 2 所示，各水力停留時間之 SV30 與

溶氧分別低於 200 mL/L 與 2 ～ 4 mg/L 之間、F/M 介於 0.09 ～ 0.50 kg BOD5/kg MLVSS･day 之間。批次處

理之 SVI 介於 46.1 至 53.2 ml/g 間，連續流處理 HRT 12 h 及 24 h 之 SVI 為 57.7 及 48.9 ml/g，批式與連續

流處理之 F/V 值隨水力停留時間增加而降低，水力停留時間 24、48、72、1224 h 分別為 0.45、0.23、0.15、

0.900.45 kg BOD5/m3･day。

(iii) 批次與連續流活性污泥法處理有色肉雞屠宰廢水之處理效率及放流水水質

有色肉雞屠宰廢水利用批次與連續流活性污泥法處理，於水力停留時間分別為 24、48、72h 與 12

、24 h 處理水質之 COD、BOD、SS 及 ADMI 均有很好之去除效率 (P ＜ 0.05)。批次與連續流活性污泥

法處理有色肉雞屠宰廢水 (n=17) 進出流水質如表 3，有色肉雞屠宰廢水之 pH、EC、COD、BOD、SS 及

ADMI 平均值分別為 7.23、3.05 mS/cm、985、480、325 mg/L 及 285。批次處理在水力停留時間 24h 與連

續流處理在水力停留時間 12 h 對 COD、BOD、SS 及真色色度之去除率分別為 90.9％、98.9％、94.8％及

68.7％與 92.3％、98.8％、97.9％及 70.7％，出流水質濃度平均值則分別為 89.4、5.44、16.8 mg/L 及 89.3

與 76.1、6.00、6.81 mg/L 及 83.4。

批次處理 HRT 24、48、72h 與連續流處理 HRT 12 h、24 h 之排放水質濃度 COD、BOD、SS 及 ADMI

並無顯著差異 ( 表 3)，且符合法定放流水標準。因此，批次處理 HRT 建議為 24h；連續流處理 HRT 建議

24 48 72 12 24(h)

house

以活性污泥法處理有色肉雞屠宰場廢水之研究

表 3. 有 色 肉 雞 屠 宰 廢 水 採 批 次 與 連 續 流 活 性 污 泥 法 處 理 之 進 出 流 水 質 濃 度

77

為 12 h，以縮小處理槽規模與曝氣時間，降低處理成本。

Chen et al. (2005) 利用活性污泥與接觸曝氣法合併系統模型場處理家禽屠宰廢水，HRT 為 8h，對

COD、BOD、SS 及 ADMI 可分別去除 94％、91％、86％ 及 84％，其放流水水質濃度分別為 71、29、43

mg/L 及 47。本試驗之批次與連續流活性污泥法處理有色肉雞屠宰廢水之去除率與水質與之相近。惟本

試驗僅採用懸浮生長活性污法，可以避免接觸曝氣法可能產生之濾料堵塞、生物膜剝落等問題，但是相

對的 HRT 可能需要較長。活性污泥法在文獻之實場應用案例，處理效果亦相當好。在巴西某大型家禽屠

宰場，日屠宰量 93442 ～ 103977 隻，日產廢水 1500 m3，採用活性污泥法 (HRT 10 h) 與水塘 (lagoon, HRT

10 days) 處理，其原廢水 COD 與 BOD 分別為 2373 ～ 2610 mg/L 與 990 ～ 2000 mg/L，處理水質濃度分別

為 98 ～ 124 mg/L 與 21 ～ 85 mg/L (Kist et al ., 2009)。

當屠宰用水量少，屠宰廢水有機物濃度高時，可以採用厭氧處理作為前處理單元。墨西哥某家禽屠

宰場產生之廢水 COD 為 7333 mg/L (5800 ～ 1600 mg/L)，BOD 為 5500 mg/L (4524 ～ 8700 mg/L)，以容積 3

L 的 UASB 厭氧處理模型槽進行處理試驗，於接種牛糞及添加微量元素與酵母抽出物 (10 g/L)，HRT 4h、

F/V 31 kg BOD5/m3.day 之操作條件，BOD 去除率可高達 95％ (Chávez et al, 2005)，其處理水 BOD 降到 275

mg/L，後續再以活性污泥處理。實場應用 UASB 時，可搭配溶解空氣浮除法 (Disolved air flotation, DAF)

去除油脂。巴西某家禽屠宰場採用 142m3DAF 與 2 個 450m3UASB 反應槽處理廢水，原廢水 COD 與 SS 分

別為 4137 與 791 mg/L，DAF 處理後降為 2504 與 484 mg/L，再經過 UASB 處理後降為 884 與 232 mg/L (Del

Nery et al, 2008 )。此系統厭氧生物處理 COD 去除率僅約 65％，處理水 COD 值仍偏高，宜倂用活性污泥

法處理。

結論與建議

家禽屠宰場廢水性質隨屠宰流程而異，本研究調查國內有色肉雞小型屠宰場之廢水 BOD 及 COD 為

551 及 1127 mg/L，BOD/COD 比值約為 0.49，適合好氧生物處理。模型場試驗結果顯示，屠宰廢水採批

次式與連續流活性污泥法在水力停留時間 24h 與 12h 處理有色肉雞屠宰廢水之排放水 COD、BOD、SS 及

ADMI 可符合法定放流水標準。建議批次與連續流活性污泥法之水力停留時間 24h 與 12h 時即可，批式

與連續流活性污泥法可為有色肉雞屠宰廢水的生物處理系統。

致 謝

本研究承蒙行政院農業委員會動植物防疫檢疫局提供研究經費 (98 農科 -9.5.1- 檢 -B2) 與協助採樣，

特致謝忱。

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以活性污泥法處理有色肉雞屠宰場廢水之研究

79

Study on colorful broiler slaughterhouse wastewater treatment by activated sludge (1)

Tying-Siyun Hsiao(2) Tyan-Mying Su(2) Meng-Te Koh(2) Yu-I Huang(3)

and Mei-Pying Cheng(2)(4)

Abstract

The biological processes were applied to treat the wastewater from colored broiler slaughterhouse. Both batch (HRT 24, 48 and 72 h) and continuous (HRT 12 and 24 h) types of activated sludge process (ASP) were used for the process. The COD, BOD, SS and ADMI of wastewater were measured before and after treatment. The COD, BOD, SS and ADMI removal rate of batch ASP (HRT 24 h) were 90.9, 98.9, 94.8 and 55.3%, respectively, and those values were 89.4, 5.44, 16.8 mg/L, and 89.3 , respectively, which were still below the discharge standards. There was no significant difference on the quality of treated water among batch ASP with HRT 24, 48 and 72 h . The COD, BOD, SS and ADMI removal rate of continuous ASP (HRT 12 h) were 92.3, 98.8, 97.9 and 70.7%, and those values were 76.1, 6.00, 6.81 mg/L, and 83.4, which could also meet the discharge standards. The results of this study showed both batch and continuous types of ASP with HRT 24 h and 12 h respectively could be applied to treat the wastewater from slaughterhouse,of colored broiler.

Key words: Slaughterhouse, Wastewater, Activated sludge process (ASP).

(1) Contribution No. 1608 from Livestock Research Institute, Council of Agriculture, Executive Yuan. (2) Livestock Management Division, COA-LRI, Hsinhua, Tainar,Taiwan, R.O.C.(3) Department of Bio-industrial Mechatronics Engineering, National Chung Hsing University, Taichung, Taiwan,

R.O.C.(4) Corresponding author, E-mail: mpcheng @mail. tlri.gov.tw

Received: June 28, 2010 ; Accepted: November 17, 2010

Taiwan Livestock Res.44(1):71~80,2011