高考申論題
106年
[環境工程] 環境化學與環境微生物學
第 二 題
二、利用生物處理程序去除廢水中的磷，主要是利用磷蓄積菌（PAO）在好氧與厭氧之環境中不同的作用而達成，請說明生物除磷之主要生化反應與去化機制及處理程序設計之依據。（15 分）
📝 此題為申論題
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作答本題需掌握微生物「釋磷-攝磷」的動態代謝循環。先切入厭氧階段 PAO 分解體內聚磷換取能量以儲存 VFA（釋磷），再論述好氧階段氧化儲存物產生能量進行「奢華攝取」（攝磷）。最後，必須將此微觀代謝機制連結至巨觀的工程設計，包含交替槽體配置、碳源需求（VFA）、泥齡（SRT）控制及避免硝酸鹽干擾等四大設計依據。
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【破題】 強化生物除磷（Enhanced Biological Phosphorus Removal, EBPR）的核心在於利用磷蓄積菌（Phosphorus Accumulating Organisms, PAOs）在交替的厭氧與好氧環境下，產生「厭氧釋磷、好氧攝磷」的代謝逆境反應，最終透過廢棄富含磷的剩餘污泥達到將磷自廢水中移除之目的。 【論述】
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強化生物除磷機制
💡 利用磷蓄積菌(PAO)在厭氧釋磷與好氧奢華攝磷之循環達成去磷
| 比較維度 | 厭氧階段 (Anaerobic) | VS | 好氧階段 (Aerobic) |
|---|---|---|---|
| 磷的流動 | 釋放 (Release) | — | 奢華攝取 (Uptake) |
| 能量來源 | 聚磷酸鹽水解 | — | PHA 氧化分解 |
| 碳源變化 | 吸收 VFA 合成 PHA | — | 消耗 PHA 並增殖 |
| 主要產物 | 細胞內 PHA | — | 細胞內聚磷酸鹽 |
💬透過交替環境誘發攝磷量大於釋磷量，再藉由剩餘污泥排除。
