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1、 在製造過程中，應用生命週期評估及執行適當的污染預防技術。可以大幅地削減工業活動所排放的污染量。不過沒有一種工業製程是有效率的及製程零污染。某些廢棄物的副產物在生產過程中仍舊會產生，就算提高生產效率，總還是會有些殘留物質無法以經濟或可行的方法自廢棄物流中移出。廢棄物事實上是一種資源，不過通常還參雜了其他物質使廢棄物不適合或無法做回收或再利用。故藉著污染預防措施實施，以儘可能減少需要處理的殘留物量。一、前言二、廢水處理 工業廢水在組成、濃度與水量上就業別或廠家而言，差異都非常大。有些廢水可能是酸性或鹼性及含耗氧物質(BOD5)、營養物質或懸浮固體物等。許多較老舊的工廠將製程廢水、冷卻水與衛生下水
2、道混合在同一條污水管線中。污染物質可能干擾到其他污染物質的處理或使其他污染物較難處理。例如：廢水中若含重金屬的話，重金屬的毒性可能會干擾微生物正常功能。故工業需針對自身工廠廢水特性做出妥善的處理方式，才能減少廢水污染問題。2二、廢水處理處理方式 目前工業廢水處理方案大致可分為三種方式：、先經過工業廢水處理廠處理再排放到承受水體。、可直接排放至都市污水下水道，再由都市污水處理廠處理。（稱為公共污水處理廠）、可能在工廠內先做前處理，以減少污染量，接著再排入公共 污水處理廠進行最後處理。許多工廠傾向將廢水排入公共污水處理廠處理，這樣能免除申請廢水排入水體的繁雜程序。不過工廠還是需要對水質進行監測，但
3、是這比操作工廠的廢水處理設施容易許多，也便宜許多。(例)3二、廢水處理物化處理廢水物化處理方式大約可分為下列幾項方法：、廢水中和、過濾、沈澱 、薄膜程序、浮除、混凝、沈降、化學氧化還原、過濾、活性碳處理、離子交換 4二、廢水處理廢水中和 工業廢水常常出現PH值偏高或偏低的情況，故在排入處理設施或承受水體前必須先作中和處理。中和為酸性反應劑加入鹼性廢水或將鹼性反應劑加入酸性廢水中，使廢水中PH值調整在適當的範圍內之處理程序。中和廢水PH值所需之反應劑用量可以以滴定曲線決定。酸性廢水可以利用石灰石或添加消石灰(Ca(OH)2)、苛性鈉（NaOH)或蘇打灰(Na2CO3)等進行中和。然而若廢水中含有
4、相當量的硫酸，使用石灰，會形成CaSO4，可能會形成沈澱物造成結垢與阻塞的問題。而典型的酸性反應劑包括強礦酸，如H2SO4、HCL與CO2，CO2為最便宜的中和劑。但如果不能獲得CO2，其他礦酸雖價格較貴但是反應較迅速。(表)5二、廢水處理沈澱 許多工業廢水含相當可觀的懸浮固體物，他們可能沈澱下來或沾附在管壁、池壁上造成處理單元的問題。懸浮固體物沈澱特性可分成三類：單顆粒沈澱（第一型）、膠凝沈澱（第二型）與層沈澱（第三型）。壓密沈澱（第四型）發生在沈澱池底部，形成堆積狀污泥，水分受到污泥固體物擠壓，逐漸脫離固體物。第一型沈澱：粒子在沈澱過程中不與其他沈澱的粒子互相反應，因此不會改變其形狀與大小
5、或密度。粒子沈澱作用由重力與浮力互相競爭可獲得最終沈澱速度為史脫克斯定律（StokesLaw)。這類典型沈澱物為顆粒狀、彼此不黏聚的砂粒或稀濃度下的懸浮固體物之沈澱。6二、廢水處理沈澱 膠凝沈澱（第二型）出現在粒子並非獨立地沈澱。工業廢水粒子以第二型沈澱為主。第二型粒子沈澱時，沈澱較快的粒子與較慢的粒子碰擊在一起（或黏在一起），形成較大的粒子沈澱速度加快。層沈澱(第三型）出現在產生膠凝作用的化學沈降與生物膠羽。此類型沈降在澄清區與污泥區之間出現明顯界面。當污泥區持續下降，界面也逐漸降低，澄清區的體積量增加，污泥開始在沈降池底部累積。7二、廢水處理浮除 浮除為沈澱相反。廢水含的粒子或不相容的液體
6、比水輕，它們會浮在浮除槽的表面，之後就會被清除掉。普遍被使用的浮除單元係應用於油水分離，但並非所有的油脂都是呈現自由型態的。乳化油無法直接由水中分離。乳化狀態必須打破。這往往是一個複雜的程序需要使用熱、酸、清潔劑、特殊聚合物、鋁或鐵鹽。從乳化狀態回復到自由狀態的油脂，才可以在浮除單元中回收。(例)8二、廢水處理混凝 工業廢水中常含有懸浮固體物或細膠體物質，這類物質因為粒子太小無法以重力沈澱方式去除，處理難度在於粒子上帶有電荷，互相排斥，無法凝聚成大顆粒沈降。而將粒子表面電荷以混凝劑中和穩定，使粒子聚集一起形成可沈澱的大顆粒，這就是混凝。常用的混凝劑大約是硫酸鋁Al2(SO4)3、鐵鹽等。混凝作
7、用通常在快混池內進行，快速混合使混凝劑與廢水充分接觸。混凝作用幾乎是立即發生。但高度紊流無法形成較大的膠羽，因此廢水接著進入膠羽池進行緩和的混合形成更大的膠羽，或廢水可以送到固體接觸式或向上流式的沉澱池。9二、廢水處理沈降 化學沈降是添加化學藥劑於廢水中，將其中溶解相的污染物轉化成不溶解的形式，以利沈澱去除的程序。沈降最常用來去除廢水中的重金屬。許多金屬有最小溶解度及對應之PH值，特別是金屬的氫氧化物。廢水中若含有重金屬，處理上會較為困難，因為每一種金屬的最佳PH值不同。重金屬也可以與硫化物反應以形成非常不溶解的金屬硫化物。最常用的硫化物是硫化鈉與硫化氫鈉。硫化物主要的物種視PH而定，因此，大
8、部分的情況下廢水的PH值並不能有效地與硫化物反應。需要的藥劑要比理論值大很多。硫化物比石灰貴很多但效果好很多。但是它們的缺點是有惡臭，以及可能產生有毒的H2S(如果碰到酸性物質的話）。(例)10二、廢水處理化學氧化還原程序 化學氧化還原系統可以用來處理若干工業廢水，最近的高級氧化程序很有發展的淺力應該很快能使用在許多情況中。化學氧化程序是將被氧化的化學物質的一個或多個電子移到驅動電子轉移的化學物質（氧化劑）上。在工業廢水處理上，污染物經過氧化還原處理，可已變成較不具毒性、較迅速被生物分解或較容易被吸附去除。它們可能並未完全氧化或還原，重點在於將污染物變較不具毒性以容易做進一步處理。它們主要應用
9、在金屬，特別是鉻的還原上，將六價鉻被還原成較不具毒性與較不具溶解的三價鉻。11二、廢水處理化學氧化還原程序 臭氧是最強的氧化劑之一，臭氧是一種不穩定的化合物 ，很容易分解，所以它不能運送或貯存，必須在處理設施現場製造。故常利用乾燥空氣以高電壓製造出來。臭氧具高度選擇性，對於還原態的金屬或酚的氧化作用很有效，但是對於有機物如飽和的碳氫化合物或氯化脂肪族的氧化反應動力很差。臭氧處理也常使用於去除廢水的色度。更有效利用臭氧的方式是高級氧化程序，這程序結合了臭氧與紫外線，這組合提昇了強氧化性自由基的形成，所呈現出來的氧化反應速率比單獨的臭氧分子要快上一百萬倍。氫氧自由基比臭氧更強的氧化劑，也是非常不具
10、選擇性的氧化劑，因此，可以氧化非常大範圍的化合物。12二、廢水處理化學氧化還原程序 過氧化氫本身對有機物的氧化並非很有效，但是在催化劑存在的條件下，它可以形成氫氧化自由基，並且與有機物及其他還原的化合物反應。氰化物也可以利用過氧化氫在鹼性條件下氧化成碳酸鹽與氨。氰化物在許多工廠廢水中存在如電鍍廠、礦場等。在鹼性條件下氧化氰化物，稱為鹼性氧化。含氰化物的廢水必須小心處理，不得與酸性廢水接觸，否則將會形成毒性的氰化氣。完全氧化氰化物是採取兩段式反應，第一階段反應將氰化物轉化成氯化氰，氯化氰是具揮發性與毒性，該反應與PH無關。如果PH值維持在10以上，氰化鈉會很快轉化成覺無毒性的氰酸鈉。氰酸鈉的毒性
11、只有氰化物的0.1而且在酸性環境中很容易水解成氨與二氧化碳。因此，許多工業排放氰酸鹽。如果在排放廢水之前有必要進一步氧化氰酸鹽。13二、廢水處理化學氧化還原程序 氯劑可以氣體或次氯酸鹽的形式存在。他常常被用做氧化劑，特別是氧化氰化物。氯劑也常常應用在廢水色度的去除上。它們不用於有機物的氧化方面，因為該反應最終產物往往出現氯化機物，它們本身也有毒性。超臨界條件中也可以應用在氧化水溶液中的污染物質。超臨界氧化供給氧到水中，並且增加溫度與壓力，使臨界點（3740C、218atm)，使有機物氧化作用迅速，並且產生無機鹽類之一種氧化作用。這種廢水處理程序還未商業化，但是模型廠試驗結果指出對於廣大範圍的有
12、機物之破壞效率超過99.99%。14二、廢水處理化學氧化還原程序 廢水處理應用中還原的處理方法主要是在鉻的 去除上。此還原法使具有毒性與溶解性的六 價鉻，使成為較不具毒性與不溶解的三價鉻，接著使三價鉻在鹼性 條件下以氫氧化鉻的型態沈降去除。硫酸亞鐵是很常用的，因為它 較便宜而且反應速率也非常快。但反應中所形成的鐵離子也與鹼度 反應形成不溶解的氫氧化鐵，所以產生必須處置的污泥量很多。其 他還原劑所形成的硫酸鹽仍然是溶解性的，不會增加污泥量。處理後廢水排入下水道攪拌器攪拌器沈澱池含鉻廢水加酸控制PH值還原劑加鹼控制PH值與金屬之沈降效果污泥鉻還原與沈降程序15二、廢水處理活性碳處理 活性碳吸附可以
13、用來去除任何其他處理程序困難移除的工業有機污染物。最常使用的吸附劑是活性碳，因為它具有最大的表面積，有吸附大範圍有機物的能力以及成本較便宜等優點。吸附容量與使用的活性碳及吸附物質特性有關。當廢水通過活性碳吸附柱時，污染物將迅速被吸附直到達成平衡狀態為止。當所有活性碳呈現飽和現象時，出流水污染物濃度將等於進流水污染濃度。在所有的活性碳達到完全飽和之前所出現的污染物貫穿現象意味著某些活性碳柱的容量無法被利用。活性碳須移走並且替入新鮮的或再生的活性碳。16二、廢水處理離子交換 離子交換原理是將水溶液中不想要的陽離子或陰離子與離子交換樹脂上較不具毒性的離子交換。所交換的離子濃縮在樹脂上，以利後續處理。
14、工業用的陽離子交換樹脂常常以鈉循環或氫循環再生，是最初所附著在樹脂上的是鈉或是氫。大部分的離子交換樹脂是含可交換的鈉或氫的。在離子交換樹脂內的去除機制與在活性碳吸附柱內的相似。每一種樹脂都有最大的離子交換容量，視樹脂上可交換的位置數而定，亦即所熟知的離子交換容量。離子交換容量可以用來預測處理一定量廢水所需的樹脂量或估計兩次再生之間的處理時間。(例)17二、廢水處理過濾 過濾單元常常設在沈澱池下游，以去除未沈澱的懸浮固體物。例如：篩濾、顆粒濾料過濾器。顆粒濾料過濾器在工業上採用重力式的過濾方式，不過大多採用加壓式的過濾。顆粒濾料過濾器移除粒子的機制包括過濾、粒子吸附到濾料表面以及在濾料孔隙內發生
15、的膠凝沈澱現象。石英砂常常被用做濾料。當進行砂子反沖洗時，石英砂會自行分佈成較輕的顆粒在頂部，較重的顆粒在底部的現象。為克服這種困難，常常使用在第二種濾料，如無煙煤、濾砂混合，構成所謂的雙重濾料過濾器。多重濾料過濾器通常含石榴石、濾砂與無煙煤，在反沖洗後，這些濾料會呈現無煙煤在上層、濾砂在中間，石榴石在下層的分佈狀態。18二、廢水處理薄膜程序 以薄膜分離工業廢水中的固體物質之程序事實上是一連串的過濾作用。他用來分離膠體與溶解固體物，這類物質無法以過濾方式濾除。其所使用的膜孔隙非常小，甚至小分子或離子也可能被去除。薄膜程序非常有效。薄膜過濾包括很大範圍的處理程序：超過濾、滲析、電透析、逆滲透等。
16、它們常常應用在製程的產品回收上，但是很少用在廢水處理。因為廢水容易造成滲透膜的結垢與阻塞。逆滲透則被應用在很多工業廢水上。逆滲透使用一個半滲透膜與壓力差，以驅使新鮮水通過該半滲透膜，將污染物濃縮在膜的拒決側，這現象可以先檢視滲透的現象。由濃度差異所產生的化學勢能的差距。驅動水的力量與膜兩側的濃度差異有關，它也被稱為滲透壓。19二、廢水處理薄膜程序 逆滲透系統的設計通常是根據水的產生率、薄膜特性以及操作條件決定的。RO逆滲透膜的水流通率很低，因此，需要很大的表面積才能獲得有效的處理效率。要減少這些系統所需要空間，往往採用管狀、真空纖維或螺旋纏繞的模組，代替採用單張薄膜的配置。逆滲透也已經應用在工業界，以產生脫鹽的製程用水以及處裡電鍍廢水。此外，所產生的高品質出流水可以用作電鍍的清洗水，所回收的金屬常常被送到電鍍槽浴內。(例)20二、廢水處理生物廢水處理 唯一可破壞工業廢水中污染物的技術是生物處理。不論是做為排入承受水體前的最後處理步驟或是做為排入都市污水下水道系統的前處理都可以。生物處理是都市污水處理的主要型態。許多應用在都市污水的生物處理技術也同樣可以應用在工業廢水上。如果條件適當的話
