本教材僅供教學使用，實際進行廢水處理廠設計 時，應由專業人員參考相關準則或設計手冊為之水及廢水處理廠設計1.概論 1-1 常用術語1-2 廢水處理廠與下水道系統1-3 廢水處理廠的基本構成1-4 相關法規與政策1-5 規劃與設計文件1-1 常用術語v下水道及相關設施定義 下水道法 v下水：排水區域內雨水、家庭污水及事業廢水 v下水道：為處理下水而設之公共及專用下水道 v公共下水道：指供公共使用之下水道 v專用下水道：指供特定地區或場所使用而設置 尚未納入公共下水道之下水道 v下水道用戶：依法接用下水道者 v用戶排水設備：用戶接用下水道之管渠設備 下水道工程設施標準 v下水道工程設施：管渠、抽水站、污水處理廠 及其相關設施1-1 常用術語v廢(污)水處理廠中文常見用法v污水處理廠(污水廠)v廢水處理廠(廢水廠)v水資源回收中心英文常見用法vWastewater Treatment Plant (WWTP)vMunicipal WWTPvWater Reclamation PlantvWater Pollution Control PlantvPublicly Owned Treatment Works (POTWs)1-1 常用術語v廢水處理常用術語(1/4) (Metcalf & Eddy)生物固體(biosolids)：有機性半乾狀之廢水處理殘餘 物，經生物或化學方法穩定，適合再生利用vClass A biosolids：致病微生物(包括腸病毒、致 病菌及活的蟲卵等)減少至低於偵測極限vClass B biosolids：生物固體物中致病微生物減 少至無害(不可以袋裝或桶裝方式出售或贈予， 或是用於草地或家戶庭園)廢水特性(characteristics)：廢水中成份的大致分類 ，如物理、化學及生物等組成(composition)：構成廢水的物理、化學及生物 成份1-1 常用術語v廢水處理常用術語(2/4) (Metcalf & Eddy)成份(constituents)：廢水中單一類物質、元素或生 物物種，例如懸浮固體物、氨氮污染物(contaminants)：使用過程中加至自來水的成 份消毒(disinfection)：以物理或化學方法降低微生物 的致病能力放流水(effluent)：從某一處理步驟中排出的液體雜質(impurities)：使用過程中加至自來水的成份非點源(nonpoint sources)：在一相當大面積的污染 源中有多個排放來源1-1 常用術語v廢水處理常用術語(3/4) (Metcalf & Eddy)營養鹽(nutrient)：通常指廢水中的氮及磷，可能引 起水體中藻類或植物的過量生長參數(parameter)：一項可度量的因子，例如溫度點源(point sources)：自特定地點如管線或放流口排 出的污染負荷污染物(pollutants)：使用過程中加至自來水的成份再生(reclamation)：為了再利用而處理廢水，或是 將處理過的廢水加以再利用回收(recycling)：為有利的目的而再利用處理過的 廢水或生物固體1-1 常用術語v廢水處理常用術語(4/4) (Metcalf & Eddy)再淨化(repurification)：將廢水處理至適合各種用途 ，包括間接或直接飲用再利用(reuse)：有利地使用再生廢水、再淨化廢水 或穩定之生物固體污泥(sludge)：廢水處理過程中所移除的固體物，經 過適當處理物才會成為生物固體固體物(solids)：可以重力方式(如沉澱、濃縮等)自 廢水中分離的物質，或是污泥脫水操作中產生的固 態殘餘物1-1 常用術語v處理層級定義(下水道工程設施標準)初級處理利用物理方法分離、去除水中大部分懸浮 固體、油脂及少部分之膠體、溶解固體與生化需氧 量之處理過程；通常為廢(污)水處理之最先處理過 程二級處理：經初級處理後之廢(污)水之後續處理， 以去除溶解性、膠狀性之有機物為目的之處理過程高級處理：利用獨特生物處理過程，獲得二級處理 程度以上或相當三級處理水質之處理過程三級處理：利用物理、化學或生物方法將經二級處 理後之廢(污)水中之營養物質、低濃度懸浮固體等 去除之處理過程 1-1 常用術語v處理層級定義(1/2) (Metcalf & Eddy)前處理(preliminary)：去除廢水中會引發操作維護問 題的成份，如破布、樹枝、漂浮物、砂礫及油脂初級處理(primary)：去除廢水中部份懸浮固體物及 有機物強化初級處理(enhanced primary)：強化懸浮固體物 及有機物之去除，通常使用化學加藥或過濾二級處理(secondary)：去除生物可分解之有機物(溶 解或懸浮)及懸浮固體物，傳統二級處理定義中通常 也包括消毒1-1 常用術語v處理層級定義(2/2) (Metcalf & Eddy)可去除營養鹽之二級處理(secondary with nutrient removal)：去除生物可分解有機物、懸浮固體物以 及營養鹽(氮或磷或二者同時去除)三級處理(tertiary)：去除二級處理之殘餘懸浮固體 物(通常為濾料過濾或微篩)或營養鹽，消毒也可視 為三級處理之一部份高級處理(advanced)：去除一般生物處理後殘餘之 溶解及懸浮物質，以因應各種用途之水再利用1-2 廢水處理廠與下水道系統v下水道管渠主次幹管、分支管網、用戶接管人孔v中繼抽水站v截流站v廢水處理廠v其他廢水處理相關設施 (Metcalf & Eddy)1-3 廢水處理廠的基本構成v1-3-1 廢水處理廠的功能v1-3-2 廢水處理廠的硬體組成v1-3-3 廢水處理廠的軟體組成v1-3-4 廢水處理廠的形成過程v1-3-5 新世代的廢水處理廠觀念1-3-1 廢水處理廠的功能v污水的輸送與水位揚升抽水站(pumping station)：進流(influent)、放流 (effluent)、中繼(intermediate)管線(piping or yard piping)v污水的淨化處理(treatment)前處理(preliminary treatment)初級處理(primary treatment)二級處理(secondary treatment)消毒(disinfection)1-3-1 廢水處理廠的功能v高度淨化(purification)或再生利用(reuse)三級處理(tertiary treatment)或高級處理(advanced treatment)v污泥處理(sludge treatment)濃縮(thickening)消化(digestion)脫水(dewatering)乾燥(drying)1-3-1 廢水處理廠的功能v污水處理廠的單元與流程(1/3)因應污水或污泥性質及處理功能需求，設置處理單 元(unit) 單元的組成v池槽(tank or basin)及其構造物v機械設備(equipment)v管線(pipeline)v控制裝制：閘門(gate)、閥(valve)v電氣儀錶設施v其他1-3-1 廢水處理廠的功能v污水處理廠的單元與流程(2/3)例如初沉池(primary clarifier)單元v池槽：初沉池、浮渣槽、溢流堰v機械設備：刮泥機、刮渣機、污泥泵、浮渣泵v管線：污泥管、浮渣管v控制裝置：進流閘門v電氣儀錶設施：馬達控制中心(MCC)、污泥泵 定時器、浮渣槽液位開關為使處理單元發揮正常功能，廠內須設置輔助單元數個處理單元構成處理程序(process)初沉池(八里污水處理廠)1-3-1 廢水處理廠的功能v污水處理廠的單元與流程(3/3)例如：活性污泥 (activated sludge)程序v單元1：曝氣池(aeration tank)v單元2：二沉池(secondary clarifier)v單元3：迴流污泥抽送站(returned sludge pumping station)v單元4：鼓風設備室(blower room)全廠所有處理程序構成污水處理廠的處理流程(flow diagram)處理流程可簡單區分為污水處理流程(liquid stream) 及污泥處理流程(solid stream)活性污泥程序(安平污水處理廠)1-3-2 廢水處理廠的硬體組成v土建工程 池槽、機房、管廊 多為RC或鋼構構造物 v機械工程 機械設備 v固液分離：攔污柵、刮泥機、脫水機 v流體輸送：泵、鼓風機 v質量傳送：散氣器、攪拌機 v熱傳送：污泥熱交換器 v其他 閘門及閥類1-3-2 廢水處理廠的硬體組成v機械工程 管線 v鑄鐵管：污水、污泥 v鋼管：清水、空氣 v塑膠管：化學藥劑 實驗室設備 v電氣工程 受電及配電 MCC 緊急發電機 電話、CCTV、照明等弱電系統1-3-2 廢水處理廠的硬體組成v儀錶控制工程中央控制分散控制現場儀錶v其他HVAC大地工程放流水工或放流管道路工程景觀工程生態保育工程1-3-3 廢水處理廠的軟體組成v人員組織污水廠主管操作人員維護人員實驗室分析人員行政人員v操作維護方法操作控制策略操作維護手冊v管理制度排班出勤維修計畫與備品庫存管理1-3-4 廢水處理廠的形成過程v法令及政策(law and policy)下水道法(施行細則、下水道工程設施標準)國家發展計畫v規劃(planning)下水道系統/廢水處理廠規劃實施計畫BOT可行性評估v工程設計(design)概念設計(conceptual design)基本設計(basic design) (初步設計)細部設計(detail design)1-3-4 廢水處理廠的形成過程v工程招標(bidding)統包(turn-key)BOTBOOv施工(construction)v試運轉(commissioning)v操作營運(operation)v功能提升(upgrading)、更新改善(retrofitting)、 容量擴建(expansion)1-3-5 新世代的廢水處理廠觀念v廢水處理未來課題設施老化問題程序分析與控制方法的更新處理程序效能與可靠度(reliability)廢水消毒新技術合流污水溢流(combined sewer overflows, CSOs)、衛 生污水溢流及非點源控制迴流廢液處理臭味及VOC逸散控制廢水處理廠更新與提升(retrofitting and upgrading)1-3-5 新世代的廢水處理廠觀念v資源再生利用水資源再生v三級處理v集中處理 vs. 分散處理污泥資源再生v多功能利用景觀生態教育親水休閒蛋形消化槽(八里污水處理廠)迪化污水處理廠上部空間利用內湖污水處理廠親水公園1-3-5 新世代的廢水處理廠觀念v高效率高效率的處理程序或設備高效率設備自動化控制v省能源省能源的處理程序或設備省能源的操作方法v安全考量減少工安事故後911時代的省思1-4 相關法規與政策v下水道法下水道法v下水道屬地方自治事項，應由直轄市或縣(市)主 管機關負責規劃、實施及管理下水道法施行細則下水道工程設施標準v下水道政策污水下水道發展方案挑戰2008國家發展重點計畫新十大建設 促進民間參與污水下水道系統建設推動方案1-4 相關法規與政策v水污染防治法水污染防治法v基本措施排放廢(污)水於地面水體者，應符合放流水標準污泥應妥善處理依水體之涵容能力實施總量管制水污染防治費v防治措施設立許可及排放許可設置專責單位或人員申報操作記錄及放流水水質水量放流水標準1-4 相關法規與政策v其他環境影響評估法空氣污染防制法噪音管制法廢棄物清理法資源回收再利用法促進民間參與公共建設法建築法、建築技術規則消防法1-5 規劃與設計文件v1-5-1 污水下水道規劃成果v1-5-2 廢水處