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1、一級或物化處理程序之操作鑑定與異常排除一、處理單元描述 一級處理程序目的為去除漂浮物、懸浮固體等。對於工業廢水，有時需增加油脂去除、中和或 pH 調節，調勻流量或濃度，去除毒性物質等，以便於後階段之處理，處理方法以物理及化學法為主。一級處理步驟大約可去除 2030%的生物需氧量。本污水廠依處理污水之濃度不同，分成喜氣及厭氧處理方式，以下列單元來介紹其所使用的一級處理設備及方法：1. 進流抽水站：主要目的為去除大塊、漂浮及懸浮物質，以保護機械、防止管路阻塞，避免處理操作之干擾以及減少對水流之阻礙。設備包括機械攔污柵、除雜機，其除雜機設備傾斜沉入溝底，以便雜物可連續由柵板集於袋內清除。2. 曝氣沉
2、砂除油設備：於此池中將較重之顆粒或砂礫之無機物沉降去除，並可攔除水面之油污及雜物。藉由鼓風機強制曝氣水流作用，使浮油及浮渣於除油池上浮至液面即進入浮渣槽，而沉砂以抽砂設備排出，並於室外以連動式除砂機將砂清除。3. 調和池：經過曝氣除砂後的廢水，送到可以容納 1100 噸廢水的調和池緩衝，調和池中的曝氣機可以供給氣，以除去水中溶解之 CO2、H 2S、NH 3及酒精等氣體，並使廢水內細固體轉變成懸浮狀態。經過調和池後的廢水有較均勻之水質及水量，以維持處理廠最佳處理效率。4. 初步沉澱池：藉著重力沉降的方式去除由調和池進入初步沉澱池的廢水，使廢水中的有機物質及懸浮固體沉降。沉降後的污泥以刮泥機刮除
3、，刮除後的底泥抽至污泥濃縮池；另外上浮的浮渣以防蝕性刮板刮除，再以泵浦抽送至浮渣槽集中。 5. 中和池：經初步沉澱後的廢水流至中和池，以 HaOH 或 H2SO4調整 PH 值保持於中性，以管制進入曝氣池之廢水水質。二、處理程序設計合理性處理程序設計合理性主要程序：進流水 調勻池 pH 調整池 快混池 慢混池 膠凝沉澱池 放流 (污泥)程序過程與設計合理性：因為工廠排出的廢水中含有各種污染物質，在決定排水處理的程序時，因為浮油、有機物、懸浮固體、氨氮、有害金屬等不同污染物質都必須採用不同的處理系統，因此須經由多個程序來處理。而一級或物化處理程序則主要針對無機物來做處理。首先，在 調勻池 的部份
4、，其目的是在減少或控制廢水水量或水質之變異現象，以減少後面程序上可能產生的各種問題。其中，此區可使用氣提法去除廢水中的硫化氫與氨氮，此法主要利用蒸氣將含有的排水加熱，在空氣中曝氣的處理方式。可先將造成優養化現象之因素排除。 其次是 pH 調整池 ，此處之主要目的是為了有效進行混凝和沉澱等處理的重要步驟，最終去除廢水中的金屬離子。含有金屬離子的廢水一般是酸性的，當加入鹼（通常為 45%的液鹼）逐漸提高 pH 值時，金屬離子會和氫氧根離子反應生成氫氧化物而沉澱。這是因為隨著 pH 值的上升，氫氧根離子的濃度會變高，金屬離子的溶解度會變小的緣故。為了處理這些在 pH 調整池中所產生的反應物廢水，接著
5、便是一連串的混凝處理。其主要分為兩部分，即混凝反應與膠凝反應。其中，混凝反應為 快混與慢混池 的設立，此時要加入混凝劑。快混的目的是在使混凝劑與廢水迅速結合。慢混則是要獲得接觸的機會及迅速的凝集，但又不能破壞已經形成的膠羽。這些個目的是要使廢水中的懸浮物(SS)變大。目前較常使用的混凝劑為石灰、PAC 多元氯化鋁、鋁及鐵鹽，這些混凝劑的適用 pH 範圍則大致落在弱酸到強鹼區間，其中鋁及鐵鹽之膠羽相當脆弱，可加入長鏈陰離子性或非離子性聚合物(polymer)，可使膠羽在整個膠羽化時間內聚集在一起且變大。也因此，在先前的 pH 調整池中先將廢水調整至鹼性區間，對於後續的混凝反應是非常有幫助的。最後
6、的膠凝反應，其使用的 膠凝沉澱池 ，主要則是利用比重差讓懸浮固體沉積在下部的沉澱處理裝置。若先前之混凝反應無法產生粒子比重或直徑較大之膠羽化產物，則可在快混池添加混凝劑時額外添助凝劑(具有使小膠羽聚集成大膠羽的功能，是一種與無機混凝劑併用時可提高混凝效果的藥品)。以公司為例首先，來自廠房的製程廢水會先至所 謂的廢水調整池暫存。因廠內並無使用會 造成氨氮或硫化物之製程藥液，故此區並無曝氣。接著，是進行pH 的調整 、 快混以及凝集 。經凝集後的廢水，再進入慢混池中與凝集劑進行凝集，並產生膠羽，隨後再經由管路抽至膠凝沉澱池進行固液分離的動作。經分離後的上層液，則由圖中箭頭處溢流至放流池後放流(圈起
7、處)。底層的凝集物則由沉澱池底的大型刮勺刮至重力式濃縮池 ，而後再由污泥脫水機製成污泥。 因此處理程序廣為業界所使用，故其合理性是可被認同的，當然，在如此的流程下，各家公司的做法又不甚相同，但就處理上的概念應都是相類似的。三、處理單元操作鑑定一、 初級沉澱池操作：1. 控制水力停留時間、水面積負荷(又稱溢流率)及溢流堰負荷依實際水量、水質狀況，藉由控制調整池出流水量調整，以得最高去除效率。2. 刮泥及排泥系統操作A.依初沉池進、出流水量及水質，計算污泥產生量。B.依污泥產生量調整刮泥速度及抽泥頻率。C.矩形池刮泥速度不超過 1.2 公尺/分鐘，圓形池不超過 3 尺/分鐘，以免造成上浮現象。3.
8、 一般操作事項A.初沉池表面有浮渣蓄積時，應利用刮除器或人工刮除。B.溢流堰有雜物或藻類附著時，應立即清洗。C.檢查刮泥機及排泥泵運轉情形。D.檢查污泥有無上浮情形。E.進流閘門一般以全開操作為原則，以避免造成亂流或渦流。F.同一沉澱池內各閘門之開口度應平衡，避免發生短流。G.沉澱池兩池以上時，開口度應適當設計且排設使進流量穩定。二、 混凝沉澱操作：1. 混凝劑之選擇及加藥濃度混凝劑的選擇依去除物質的種類、量、膠體粒子、濃度、水溫、pH、共存鹽類及懸浮物質等而定。2. 快慢混操作條件A.快混：快混操作目的，在於使混凝劑與廢水迅速混合，因此注藥位置、進流點、出流點皆需充分注意，以達到充分攪拌並避
9、免發生短流現象；一般停留時間約為 1-5 分鐘，槽內流速通常為 1.5m/sec 以上。B.慢混：慢混之目的，是要獲得接觸的機會及迅速的凝集，但不能使其破壞已形成的膠羽，慢混凝聚所形成之粒子，通常於流速 9cm/sec 以下時發生沉澱，流速 75cm/sec 以上時則被破壞，故應維持流速在 15-60cm/sec 之範圍。一般停留時間以 20-30 分鐘為宜。3. 操作要點A.控制最佳加藥量，通常由 jar test 來決定最佳加藥量操作之條件。B.加藥操作：.高分子助凝劑不易溶解，需藉由機械或曝器攪拌，以均勻溶解另藥劑應避免存放過久而劣化失效。.操作時，應視處理水量、水質及膠羽形成情形調整加
10、藥量。並不定時量測實際加藥量，以達到最佳加藥量。.控制 pH 值，已達到最佳混凝沉澱之條件。C.觀察膠羽生成之大小及沉降速度，並適時調整操作條件。三、 加壓浮除：1. 加壓泵：加壓泵主要功能是將廢水或迴流水加壓到 3-5kg/cm2，依加壓浮除處理流程不同，其加壓水量並不相同，一般加壓水量為迴流水量 25-50%不等。2. 溶氣槽：溶氣槽可使加壓水量與注入之空氣充份混合，一般溶氣槽水力停留時間約 3-5 分鐘，溶氧槽壓力一般維持在 3-5kg/cm2，即可提供足夠空氣量。3. 空氣供應設備：空氣供應設備及壓力是加壓浮除槽操作之重要指標，空壓機壓力宜在 7kg/cm2以上，所需空氣量可由 A/S
11、 經驗公式加以計算。4. 浮除槽：浮除槽表面積水力負荷宜控制在 4m3/m2.hr，一般水力停留時間需在 20 分鐘以上，應避免水力負荷過大，而造成處理效率降低之情形。四、 中和處理：1. 化學中和滴定曲線之建立。2. 酸鹼中和藥劑之選擇。3. 一般操作注意事項：A.廢水收集系統：應利用酸性廢水中和鹼性廢水，在廢水中和後尚無法達到適宜 pH 值後，在加入酸、鹼性藥劑，避免引起過量加藥之情形。B.pH 加藥控制：依後續處理單元或放流水質標準，設定 PH 加藥控制範圍，以符合經濟加藥原則。C.pH 電極校正及清洗。五、 化學氧化還原處理：1. 化學氧化處理：A.次氯酸鈉處理電鍍廢水操作程序(氰系廢
12、水)：I. 進流水的水量及濃度的調節II.氰化物的氧化是加入酸或鹼保持 PH 在 10.5 到 11.5 和加入次氯酸納，並保持氧化還原電位(ORP)在 670mV 以上，停留時間 20 到 45分鐘。III. 氰酸鹽的氧化式加入酸或鹼保持 PH 在 8.5 到 9.5 和加入次氯酸納，並保持氧化還原電位(ORP)在 800mV 以上，停留時間 45 到 90分鐘。IV.在重力輸送至沉澱池時，加入聚合物以改善膠凝。V. 在放流之前，懸浮固體必須在重力沉澱池中停留 1 到 3 個小時。B. 臭氧處理程序：操作系統安全注意事項：i. 當保持合理操作壓力時時，電壓應儘可能維持低壓。保持低電壓可保護介
13、體或電極表面免於高電壓的危害。ii. 該使用高頻率交流電(AC)。iii. 應儘可能增加餘熱的去除效率。iv. 臭氧產生率決定於進氣的氧含量，在壓力 8-15psig 之間進氣流率可以改變。v. 電暈功率則決定於電脈衝撞擊電暈單元的頻率。臭氧濃度與操作成本應保持平衡。vi. 產生低臭氧濃度(1-2%)通常花費較少，但較高濃度可得最好的結果。vii. 當校正用臭氧監測器及進氣露點於臭氧生產過程中有改變時，應將伏特數、安培數、單元溫度、管線壓力、氣體流率等加以紀錄。2. 化學還原處理：處理過程中利用還原劑還原，再利用鹼性藥劑形成不溶性沉澱去除。四、處理單元異常排除1.處理單元流程圖低 濃 度 廢
14、水 進 流 水 抽 水 站 曝 氣 沉 砂 除 油 調 合 池 浮 渣 槽 浮 渣 槽 浮 渣 槽 放 流 二 次 沉 澱 池 曝 氣 池 中 和 池 初 沉 池 二 級 沉 澱 池 初 沉 底 泥 浮 渣 槽 污 泥 濃 縮 池 上 層 液 送 喜 氣 調 合 池 好 氧 處 理 底 泥 送 厭 氣 進 流 緩 衝 槽 厭 氣 處 理 1. 初級處理單元一共分為：(1) 進流水抽水站(2) 曝氣沉砂除油設備與浮渣槽(3) 調和池(4) 初級沉澱池3. 處理單元之異常排除：(1) 進流水抽水站：一般異常情形以及處理對策現象 可能原因 檢測項目 對策(1) 廢水變黑、發臭(1) 抽水站操作不當(
15、2) 收集系統坡度過緩(1) 檢視抽水站(2) 測定管線中之流速(1) 修改異常點(2) 必要時進行管線淤積清管計畫或抽換管徑(2) 間續流或湧流(1) 液位控制不當(2) 抽水站容量過大(3) 偷排因素(1) 檢測液位控制點(2) 校核設計容量(3) 檢視收集系統中之排入源(1) 調整液位控制器(2) 設置緩衝槽(3) 排除不合法之接管(3) 豪雨時間續流或湧流(1) 雨水自人孔流入(2) 管線破(1) 檢測污水人孔蓋密封狀況(2) 檢測管線(1) 更換損壞之人孔(2) 修補破管線(4) 抽水機無法運轉 (1) 控制線路有問題(2) 馬達故障 (1) 檢視迴路(2) 檢測馬達 (1) 更換有
16、問題之部份(2) 更換馬達(5) 電路斷路器無法重新啟動以致無法運轉(1) 抽水機阻塞或閥關閉(1) 檢視抽水機之阻塞情形(1) 清除阻塞物(6) 抽送量減少(1) 氣塞(2) 輪阻塞或損壞(3) 襯墊(wearing ring)磨損(4) 阻塞(5) 過度磨損(1) 檢視可能氣塞管線(2) 檢視輪(3) 檢測間隙(1) 清除管線可能積氣之高點(2) 清除阻塞物或更換輪(3) 更換磨損零件(7) 抽水機或吸水管端阻塞(1) 油脂/異物積 (1) 檢視積之情形(1) 定期清洗、去除(8) 單位抽送量消耗動力增加(1) 抽水機阻塞(2) 傳動皮帶定位不佳(1) 校核抽送水量記錄(2) 定位(1) 清除阻塞物(2) 傳送皮帶重新定位(9) 液位不正確(1) 液位探棒覆蓋雜物(2) 浮
