唯一可破壞工業(yè)廢水中污染物的技術是生物處理課件

唯一可破壞工業(yè)廢水中污染物的技術是生物處理課件在製造過程中，應用生命週期評估及執(zhí)行適當?shù)奈廴绢A防技術。可以大幅地削減工業(yè)活動所排放的污染量。不過沒有一種工業(yè)製程是１００％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(jīng)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１在製造過程中，應用生命週期評估及執(zhí)行適當?shù)奈廴绢A防一二、廢水處理

工業(yè)廢水在組成、濃度與水量上就業(yè)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(yǎng)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(wèi)生下水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(yè)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、廢水處理工業(yè)廢水在組成、濃度與水量上就業(yè)別或廠家二、廢水處理－處理方式目前工業(yè)廢水處理方案大致可分為三種方式：１、先經(jīng)過工業(yè)廢水處理廠處理再排放到承受水體。２、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）３、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(jiān)測，但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－處理方式目前工業(yè)廢水處理方案大致可二、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：１、廢水中和１０、過濾２、沈澱１１、薄膜程序３、浮除４、混凝５、沈降６、化學氧化還原７、過濾８、活性碳處理９、離子交換

4二、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二、廢水處理－廢水中和

工業(yè)廢水常常出現(xiàn)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?shù)墓爣鷥戎幚沓绦颉Ｖ泻蛷U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－廢水中和工業(yè)廢水常常出現(xiàn)PH值偏高或偏二、廢水處理－沈澱許多工業(yè)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(fā)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（Stokes’Law)。這類典型沈澱物為顆粒狀、彼此不黏聚的砂?；蛳舛认碌膽腋」腆w物之沈澱。

6二、廢水處理－沈澱許多工業(yè)廢水含相當可觀的懸浮固體物二、廢水處理－沈澱

膠凝沈澱（第二型）出現(xiàn)在粒子並非獨立地沈澱。工業(yè)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(xiàn)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(qū)與污泥區(qū)之間出現(xiàn)明顯界面。當污泥區(qū)持續(xù)下降，界面也逐漸降低，澄清區(qū)的體積量增加，污泥開始在沈降池底部累積。7二、廢水處理－沈澱膠凝沈澱（第二型）出現(xiàn)在粒子並非獨二、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(xiàn)自由型態(tài)的。乳化油無法直接由水中分離。乳化狀態(tài)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(tài)回復到自由狀態(tài)的油脂，才可以在浮除單元中回收。(例)8二、廢水處理－浮除浮除為沈澱相反。廢水含的粒子或不相二、廢水處理－混凝

工業(yè)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(wěn)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?；炷饔猛ǔＴ诳旎斐貎冗M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(fā)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－混凝工業(yè)廢水中常含有懸浮固體物或細膠體二、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－沈降化學沈降是添加化學藥劑於廢水中，將二、廢水處理－化學氧化還原程序化學氧化還原系統(tǒng)可以用來處理若干工業(yè)廢水，最近的高級氧化程序很有發(fā)展的淺力應該很快能使用在許多情況中?；瘜W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(yè)廢水處理上，污染物經(jīng)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－化學氧化還原程序化學氧化還原系統(tǒng)可以用二、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(wěn)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(xiàn)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(tài)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(xiàn)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(fā)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。氰酸鈉的毒性只有氰化物的0.1而且在酸性環(huán)境中很容易水解成氨與二氧化碳。因此，許多工業(yè)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(xiàn)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(yè)化，但是模型廠試驗結果指出對於廣大範圍的有機物之破壞效率超過99.99%。14二、廢水處理－化學氧化還原程序氯劑可以二、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(tài)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?？臁５磻兴纬傻蔫F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－化學氧化還原程序二、廢水處理－活性碳處理

活性碳吸附可以用來去除任何其他處理程序困難移除的工業(yè)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(yōu)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(tài)為止。當所有活性碳呈現(xiàn)飽和現(xiàn)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(xiàn)的污染物貫穿現(xiàn)象意味著某些活性碳柱的容量無法被利用?；钚蕴柬氁谱邅K且替入新鮮的或再生的活性碳。16二、廢水處理－活性碳處理活性碳吸附可以用來去除任何其二、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(xù)處理。工業(yè)用的陽離子交換樹脂常常以鈉循環(huán)或氫循環(huán)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(shù)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－離子交換離子交換原理是將水溶液中不想要二、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(yè)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(fā)生的膠凝沈澱現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)無煙煤在上層、濾砂在中間，石榴石在下層的分佈狀態(tài)。18二、廢水處理－過濾過濾單元常常設在沈澱池下游，以去除二、廢水處理－薄膜程序

以薄膜分離工業(yè)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。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(yè)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(xiàn)象可以先檢視滲透的現(xiàn)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－薄膜程序以薄膜分離工業(yè)廢水中的固體物質二、廢水處理－薄膜程序

逆滲透系統(tǒng)的設計通常是根據(jù)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(tǒng)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(jīng)應用在工業(yè)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－薄膜程序逆滲透系統(tǒng)的設計通常是根據(jù)水二、廢水處理－生物廢水處理

唯一可破壞工業(yè)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(tǒng)的前處理都可以。生物處理是都市污水處理的主要型態(tài)。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(yè)廢水上。如果條件適當?shù)脑挘踔炼拘杂袡C廢棄物也可能被生物分解成無害的最終產物。微生物需要多種營養(yǎng)來成長。其中包括了主要營養(yǎng)素如碳、氫、氧與氮，次要營養(yǎng)如磷、鉀、硫與鎂以及許多微量營養(yǎng)。除了營養(yǎng)外，微生物也需要能量來源。其來源可能是化學能或光化學能。每單位廢水中基質的微生物生長量，或生產量，在厭氧狀況下是比好氧狀況低。(例)21二、廢水處理－生物廢水處理唯一可破壞工業(yè)廢水中污染物二、廢水處理－生物廢水處理主要生物廢水處理有下列幾種：１、活性污泥系統(tǒng)２、生物膜系統(tǒng)３、穩(wěn)定塘與污水塘４、土地處理

22二、廢水處理－生物廢水處理主要生物廢水處理有下列幾種：22二、廢水處理－生物廢水處理

大部分都市污水處理系統(tǒng)利用好氧生物分解程序，因為它們在分解有機物方面更有效率，使廢水更新更迅速，也比厭氧處理更便宜。然而，有些工業(yè)廢水中有機物並不適宜做好氧分解，而是需要進行厭氧分解。許多的生物處理系統(tǒng)，通?？梢苑殖蓱腋∩L系統(tǒng)與附著生成系統(tǒng)。懸浮生長系統(tǒng)的例子有活性污泥程序與好氧穩(wěn)定塘。在固定膜系統(tǒng)裡，微生物附著在一個基材或固體物表面上，令廢水流過它們。生物質量在支撐表面可能是固定的石頭或塑膠片，或是流動的砂子或其他可以在廢水中流動的特殊材質。例如滴濾池、旋轉生物接觸池與流體化床反應槽。23二、廢水處理－生物廢水處理大部分都市污水處理系統(tǒng)利用二、廢水處理－活性污泥系統(tǒng)

活性污泥系統(tǒng)的設計是要維持大量細菌與氧氣與廢水密切的接觸。這些微生物被「活性化」，可以立即攝食新的基質，因此將它們稱為活性污泥?；钚晕勰喑绦虮仨毦S持曝氣槽穩(wěn)定的微生物族群量。微生物做持續(xù)地排棄，以維持穩(wěn)定的曝氣槽活性污泥量。污泥程序包括多種如階段曝氣法、接觸穩(wěn)定法、高率活性污泥法、延長曝氣法。這些系統(tǒng)也可以採用純氧，但是非常昂貴。另一種應用於工業(yè)廢水的活性污泥法是添加PAC於曝氣槽內，PAC被活性污泥膠羽捕捉後，可以吸附廢水中難以被分解的有機物。這些有機物可能在未被分解的情形下流出處理系統(tǒng)。有時候吸附的有機物最後也被生長在活性碳表面的細菌分解掉。(參數(shù))24二、廢水處理－活性污泥系統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的設計是要維持二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)

固定膜系統(tǒng)是水處理技術中最早被應用在工程上的。系統(tǒng)由一個石塊床即將廢水噴灑在石塊上的灑水設備所構成。當廢水流通過石塊時，細菌開始附著在石塊表面上，並攝取廢水中的有機物。這類單元稱為滴濾池，至今仍然很常用，包括滴濾池、生物塔、旋轉生物接觸池與流體化反應槽。所有生物膜系統(tǒng)的處理機制基本是一樣的。當廢水通過生物膜時，有機物與營養(yǎng)物質擴散到生物膜內部，接著被微生物吸收。微生物產生的二氧化碳與其他代謝副產物則擴散到廢水中，然後被帶走。廢水流過生物膜的時間只有幾分鐘，但是所吸收的有機物與營養(yǎng)物質在生物膜內停留幾小時。25二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)固定膜系統(tǒng)是水處理技術中最早二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)

滴濾池的用語是一種錯誤的用法，因為實際上並沒有過濾作用。污染物質是以擴散方式進入生物膜，再被微生物分解。滴濾池由石塊床及散水設備所構成。廢水散水設備常常是採用一個旋轉散水器，他能平緩地將水流分散在石塊床上，再讓水以滴漏的方式通過石塊床，也使得供給氧氣的空氣可以穿流過石塊間的孔隙。滴濾池的出水在放流前則進一步經(jīng)過沈澱池去除任何剝落的生物膜或其他固體物。淨化的廢水可能回流到滴濾池頂部以供給更均勻的流量，也可以稀釋高濃度進流水，或提供去除廢水中有機物所需足夠的接觸時間。超高率滴濾池採用合成塑膠濾材，可以是模組化的，也可以是隨意堆置，以增加單位體積的生物生長表面積。(例)26二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)滴濾池的用語是一種錯誤的用法二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)

第二種固定膜處理系統(tǒng)是旋轉生物接觸池。在這系統(tǒng)裡，生物膜生長在直徑為2-4公尺、緊密間隔、固定在一支穿過含廢水的水池的旋轉軸圓盤上。在生物膜內的生物吸收與生物分解作用與先前介紹的滴濾池相同。這類處理單元常常被工業(yè)界以完整套裝的形式設置。第三種形式的生物膜系統(tǒng)是流體化床反應槽，在此一系統(tǒng)中，生物膜係附著在顆粒狀的支撐介質。這類系統(tǒng)提供了生物膜附著在支撐介質所需的大量表面床反應積。因此小的反應槽可以提供高效率的處理程度。流體化床反應槽通常是應用在工業(yè)廢水處理上。27二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)第二種固定膜處理系統(tǒng)是旋轉生二、廢水處理－穩(wěn)定塘與污水塘

穩(wěn)定塘與污水塘常常用來處理工業(yè)廢水。它們的建造費用與操作維護費相對便宜。穩(wěn)定塘與污水塘一般是土池構造，將廢水停留其中一段時間直到達到所需要的處理程度為止，或許需要鋪設池底的襯裡，以防止廢水滲入地下水。穩(wěn)定塘可以分成幾種類型：喜氣塘：淺的池塘，由於藻類的光合作用，整個池水深度都有溶氧兼氣塘：其上層為喜氣層，中間為兼氣層，下層為厭氣層。厭氣污水塘：是一種深渠式的污水塘，整個池深都呈現(xiàn)厭氧狀態(tài)。曝氣污水塘：利用表面曝氣機或擴散式曝氣系統(tǒng)空氣打入水中。污水塘被廣泛應用在工業(yè)廢水的處理上，因為它們比活性污泥法更便宜。28二、廢水處理－穩(wěn)定塘與污水塘穩(wěn)定塘與污水塘常常用來處二、廢水處理－土地處理

土地處理或土地利用係將廢水以傳統(tǒng)灌溉方式導入土壤中。廢水經(jīng)過植物與土壤時透過天然分解程序達到處理效果?；居兴姆N土地處理方式。慢率程序是最普遍採用的土地處理系統(tǒng)，其將廢水依灌溉方式引到有作物的農地上做灌溉水源，用噴灑式或淹沒的方式。此在設計上要避免造成地表逕流?？焖偃霛B系統(tǒng)是將廢水引到具滲透能力的窪池中，處理效果主要是透過土壤細菌分解而成。此方法的優(yōu)點是可以補助地下水的不足。慢地流法的設計意是降低滲入地下的水量，其處理效果是藉著植物與表層土壤微生物的作用。淨化的廢水在坡面底部收集，再排入地面承受水體。第四種方式是溼地處理，也稱為水生處理。廢水被排入天然或人工的溼地，其處理作用來自沈澱與溼地的植物、微生物之活動。土地處理系統(tǒng)常常用來處理罐頭、紙漿等工業(yè)廢水。29二、廢水處理－土地處理土地處理或土地利用係將廢水以傳二、廢水處理－污泥管理

污泥是由固液(沉澱與過濾)、化學沈澱或生物處理系統(tǒng)（廢棄活性污泥）所產生。許多污泥是大量的、黏稠的、有結合水的，因而很難做後續(xù)處理。大部分的污泥成分是水，含量為90~99%。這類污泥脫水到較容易管理的量。不過，脫水經(jīng)常是一種困難與花錢的程序。有機污泥常常仍然含有大量可被生物分解的有機物質，這將導致高度臭味與耗氧等環(huán)境問題。穩(wěn)定後的污泥，包括化學污泥在處置之前仍然需要脫水。脫水技術包括真空過濾、壓濾、污泥曬乾床、離心機、污泥塘與熱處理。脫水後的污泥可以進行掩埋或焚化。30二、廢水處理－污泥管理污泥是由固液(沉澱與過濾)、化三、空氣污染控制-粒子控制

典型的空氣污染控制設備可以分成控制粒子狀物與控制氣狀污染物兩類。有些處理程序可以同時去除這兩種污染物。最簡單的粒狀物質之控制設備是沈降室。其去除原理是重力沈降，實際上，沈降室所能去除的粒徑下限為50~100μm，約為人頭髮之粗細，更小的粒子需要採用其他設備。對於粒徑小於10μm左右的塵粒，所採用的集塵設備通常是旋風集塵器。這是一種簡單、經(jīng)濟的處理單元，沒有重力的物件，所憑藉的是粒子的慣性衝擊。含塵粒的廢棄被送到一個有圓錐的圓柱桶內，迫使形成螺旋的氣流並且產生加速作用。加在粒子上的離心力使它們移動到圓桶的內壁上，再滑落下來，到達底部的圓錐筒，以利運棄。31三、空氣污染控制-粒子控制典型的空氣污染控制設備可以三、空氣污染控制-粒子控制

當粒子直徑小於10μm或者需要更高的集塵效率時，可以採用袋式集塵器。它們廣泛地應用在工業(yè)上。他的構造包括一個集塵室，內部設置一些天然或人工合成材料做成的濾袋，令髒空氣通過濾袋。大於濾袋孔隙的粒子被濾除掉，較小的粒子則被濾袋攔截或受到粒子與濾袋之間的靜電作用被除去部分。他集塵效率非常高，可以濾除次微米的粒子。然它們不適用於潮濕的廢氣流中。它們也不能處理高溫的廢氣否則會對濾袋造成傷害。洗塵器是另一種用來去除空氣中塵粒設備在面對無法使用袋式集塵器具有潮濕、腐蝕、高溫的廢氣時，格外顯示出他的價值。要高效率地去除粒子，可以採用文德利洗塵器與旋風集塵器的組合。然而由於離開文德利洗塵器的空氣是含飽和的水蒸氣，會使得煙柱很容易被觀察到，造成美觀的困擾。32三、空氣污染控制-粒子控制當粒子直徑小於10μm或者三、空氣污染控制-粒子控制

第四種形式的粒子控制設備是靜電集塵器。ESP是一種高效率的乾式集塵器。ESP的效率非常高，它們最常應用在火力發(fā)電廠。它們也可以應用在熔煉爐、水泥旋轉窯、金屬冶煉以及酸液製造等工業(yè)廢氣之處理上。總之，各類型的粒子控制設備的效率與粒子直徑及其組成有關。以圖來看可知袋式集塵器是最有效率，緊接的是洗塵器。(例)33三、空氣污染控制-粒子控制第四種形式的粒子控制設備是三、空氣污染控制－氣體去除主要的氣狀污染物為SOX、NOX、CO、CO2、碳氫化合物與其他有機物、無機氣體。氣狀污染物主要的控制方法為吸附、吸收與焚化。有些程序將污染物做化學轉化或焚化破壞。溼式洗塵器可以利用水滴吸收方式去除氣狀污染物。這設備將污染物由氣相轉移到水相再予以進一步處理。只有高度溶解於水的污染物可以用溼式洗塵器有效去除。吸附系統(tǒng)係用來去除空氣污染物，該系統(tǒng)是由一個吸附材料所構成的吸附床?；钚蕴际亲钇毡榈目諝馕廴疚镂絼．斘絼┲饺萘繛槲廴疚镔|飽和時，將出現(xiàn)貫穿現(xiàn)象，吸附劑必須更換或再生。焚化可以將CO與有機空氣污染氧化成二氧化碳與水，可以採用直接火焰燃燒或催化燃燒。催化焚化係以催化劑加速燃燒反應速率，使焚化得以在較直接火焰燃燒低的溫度下進行。燃燒不適用於所有的有機物，有些有機物氧化成更毒的有機物。34三、空氣污染控制－氣體去除主要的氣狀污染物為SOX、四、固體廢棄物處置

工業(yè)界產生了一般廢棄物及大量的包裝與製程廢棄物。這些廢棄物都必須安全、衛(wèi)生的方式處置。通常採用掩埋或焚化處理。更值得關心的問題是毒性與有害廢棄物的處置問題，大部分的這類廢棄物禁止以掩埋方式處置或送到都市焚化爐焚化處理。它們必須儘可能被破壞、去毒性或減量，但是殘留廢棄物的最終處置經(jīng)常是委託專業(yè)的有害廢棄物處理公司，在明訂合下，執(zhí)行清除與最終處置的工作。有害廢棄物掩埋場與焚化爐其建造費與操作維護費往往太昂貴，而且要操作工廠所擁有的有害廢棄物設施所需的文件十分龐大。35四、固體廢棄物處置工業(yè)界產生了一般廢棄物及大量的包裝簡報完畢請多多指教簡報完畢★★★★NaOH反應劑NaOH加藥控制酸性廢水PH偵測器攪拌器中和的廢水定量加藥機★NaOH反應劑NaOH加藥控制酸性廢水PH偵測器攪拌器中和的鹼劑當量重每一公噸鹼劑成本（美元）中和能力kg鹼度/kg鹼劑每一公噸鹼劑成本（美元）Ca(OH)2281201.868NaOH408001.25640Na2CO3碳酸鈉534001.9210NaHCO3844000.6670NH4OH氫氧化銨148003.6220MgO氧化鎂

203602.5140★鹼劑當量重每一公噸鹼劑成本（美元）中和能力kg鹼度/kg鹼劑需要劑量★需要劑量★４ｇ（Ｐｐ－Ｐｌ）Ｄν＝3Cdplν＝粒子的終端沈澱速度Ｐｐ=粒子密度Ｐｌ=流體的密度Ｄ=粒子直徑ｇ=重力加速度Cd＝牽曳係數(shù)★４ｇ（Ｐｐ－Ｐｌ）Ｄν＝3Cdplν＝粒子的終端沈澱速度★過程一A加壓浮除式油水分離機B廢油收集槽C過濾污泥細篩機過程二A經(jīng)過加壓浮除乳化油脂浮上.水程乳白色B自動清洗內部槽體

過程三A濾部過濾網(wǎng)目小於0.05mm

過程四水質放流檢測槽★過程一A加壓浮除式B廢油收集槽C過濾污泥細過程二A經(jīng)原廢水快混槽混凝劑攪拌機膠凝機膠凝池沉澱池污泥沉澱後流出水★原廢水快混槽混凝劑攪拌機膠凝機膠凝池沉澱池污泥沉澱後★加藥點減速驅動裝置走道輻射堰流出水排泥管污泥坑刮泥機進流水周邊出水堰快混膠凝與固體物接觸向上流與污泥氈區(qū)★加藥點減速驅動裝置走道輻射堰流出水排泥管污泥坑刮泥機進流水周★★鉛鋅銀銅鎘之溶解度與PH值之關係★鉛鋅銀銅鎘之溶解度與PH值之關係★六氯聯(lián)苯溴氯甲烷三氯甲烷六氯甲烷三氯乙烯三氯乙烯三氯甲烷溴氯甲烷PH6-7，臭氧劑量=1.0~1.4mg/L?min，低壓水銀燈之UV頻率為254nm，能量為0.42W/L(資料來源：Glaze,1987)★六氯聯(lián)苯溴氯甲烷三氯甲烷六氯甲烷三氯乙烯三氯乙烯三氯甲烷溴氯★★Co/CoC4/CoC3/CoC2/CoC1/Co貫穿點時間或處理的累積廢水體積吸附區(qū)★01.0Co/CoC4/CoC3/CoC2/CoC1/Co貫穿點時間強酸型陽離子交換樹脂弱酸型陽離子交換樹脂Ba2+HPb2+Cu2+Ca2+Ca2+Ni2+Mg2+Cd2+KCu2+NaZn2+Mg2+CeRbKNH4NaHLi★強酸型陽離子交換樹脂弱酸型陽離子交換樹脂Ba2+HPb2+C進水H+基的陰離子交換樹脂進水OH+基的陰離子交換樹脂空氣+CO2CO2脫除器空氣製程用水進流反沖洗水流量分配器髒的反沖洗水濾石砂出流水集水管★★進水H+基的陰離子交換樹脂進水OH+基的陰離子交換樹脂空氣+逆滲透電透析離子交換滲析超過濾超離心分離微過濾離心分離重力沉澱布質材料過濾離子範圍巨大分子範圍微米範圍粒子範圍★逆滲透電透析離子交換滲析超過濾超離心分離微過濾離心分離重力沉最初情形最終情形選擇性可滲透膜最初情形超出滲透壓之壓力逆滲透最終情形鹽滲透壓超出滲透押之壓力鹽液★最初情形最終情形選擇性可滲透膜最初情形超出滲透壓之壓力逆滲透有薄膜的多孔支撐含鹽的進水滲透的產出水產出水鹽水濃縮液流緊箍環(huán)濃縮液出口纖維纖維的開口端環(huán)氧樹脂管套多孔墊盤緊箍環(huán)滲透液末端蓋板環(huán)封多孔進水配管外殼纖維末端蓋板滲透液流進水滲透管黏著劑包覆螺旋模組濃縮液流支撐材料薄膜分隔網(wǎng)薄膜‘Ｏ’環(huán)封‘Ｏ’環(huán)封進水★有薄膜的多孔支撐含鹽的進水滲透的產出水產出水鹽水濃縮液流緊箍★★模組類型表面積(m2膜/m3設備）水流通率(L/day?m2)單位產出水量(L/s?m3設備）管狀661,3001真空纖維(酯酸鹽纖維）8,20040039真空纖維（尼龍）17,700418螺旋纏繞8201,30012損失的熱能終產物的能量呼吸損失的能量細胞質合成所貯存的能量由於缺乏氫接受者無法使用的能量損失的熱能呼吸損失的能量細胞合成貯存的能量基質中的能量基質中的能量★★模組類型表面積水流通率單位產出水量管狀661,3001真空纖比生長率︵μ︶基質濃度（Ｓ）★比生長率︵μ︶基質濃度（Ｓ）★進流廢水空氣曝氣池回流活性污泥廢氣活性污泥最終沈澱池放流廢水★進流廢水空氣曝氣池回流活性污泥廢氣活性污泥最終沈澱池放流廢水處理程序平均細胞停留時間(days)食微比(kgBOD5/kgMLSS)有機負荷(kg/BOD5/m3?day)水力停留時間(h)MLSS(mg/L)回流比傳統(tǒng)法5-150.2-0.40.3-0.64-81,500-3,0000.25-1.0階段曝氣法5-150.2-0.40.6-1.03-52,000-3,5000.25-0.75完全混合流法5-300.1-0.60.8-2.03-62,500-4,0000.25-1.5接觸穩(wěn)定法5-150.2-0.61.0-1.20.5(contact)3-6(stabil)1,000-3,0004,000-10,0000.5-1.5高率法5-100.4-1.51.6-162-44,000-10,0001.0-5.0延長曝氣法20-300.05-0.150.16-0.418-363,000-6,0000.75-1.5純氧曝氣法8-200.25-1.01.6-3.21-33,000-8,0000.25-0.5★處理程序平均細胞停留時間食微比有機負荷水力停留時間MLSS回微生物膜液體有機物質溶氧最終產物廢水往下移動好氧厭氧散水管臂濾床介質進流管通風管中央柱出流渠的覆蓋石塊集水渠出流水渠★★微生物膜液體有機物質溶氧最終產物廢水往下移動好氧厭氧散水管臂初步沉澱池進流水回流滴濾池廢棄污泥最終出流水最後沉澱池交錯流式管狀覆蓋環(huán)★★初步沉澱池進流水回流滴濾池廢棄污泥最終出流水最後沉澱池交錯流項目低率過濾池高率過濾池超高率過濾池水力負荷(m3/m2?day)1-410-4040-200有機負荷(kgBOD5/m3?day)0.08-0.320.32-1.00.8-6.0深度(m)1.5-3.01.0-2.04.5-12.0回流比01-31-4過濾材質石頭、爐石等石頭、爐石、合成物質濾池蠅很多少量，幼蟲被沖走少量或沒有生物膜剝落間斷地持續(xù)地持續(xù)地供水間隔〈5分鐘〈15秒持續(xù)放流水往往充分硝化在低負荷時出現(xiàn)硝化現(xiàn)象在低負荷時出現(xiàn)硝化現(xiàn)象★項目低率過濾池高率過濾池超高率過濾池水力負荷1-410-40初步沈澱池進流沈澱固體物回流最終沈澱池出流水四段式RBC進流渠旋轉生物圓盤渠底設有通口之隔板出流渠污泥貯泥★初步沈澱池進流沈澱固體物回流最終沈澱池出流水四段式RBC進流喜氣與兼氣污水塘污水塘工業(yè)種類平均面積(m2)水力停留時間(天)有機負荷(g/m2?day)BOD去除率(%)平均面積(m2)水力停留時間(天)有機負荷(g/m2?day)BOD去除率(%)肉品與家禽5,26078.1804,05016141.280罐頭27,9003815.69810,1201544.051化學品125,4601017.687570656.189造紙339,9503011.880287,3401838.950紡織12,5501418.5458,9004160.644糖80,94029.667141,6505026.961★喜氣與兼氣污水塘污水塘工業(yè)平均面積(m2)水力停留時間(天)地表應用植物根區(qū)次土壤蒸發(fā)作物深層滲漏表面應用揮發(fā)入滲滲漏舊水層地下水補助區(qū)曝氣與處理區(qū)水風信子蒸發(fā)水櫻花有機物土壤貓尾草蘆葦好氧區(qū)無氧區(qū)地表應用坡度6%草與植物滲漏蒸發(fā)逕流截流★地表應用植物根區(qū)次土壤蒸發(fā)作物深層滲漏表面應用揮發(fā)入滲滲漏舊特徵慢率灌法快速入滲法漫地流法人工溼地處理法水力負荷(cm/day)0.2-1.51.5-300.6-3.61.4-4.7每1,000m3/day處理量之需要土地面積63.4-3963.2-63.426.4-15921.3-71.4土壤種類砂土到黏土砂黏土到黏壤土砂壤土到黏土土地滲透性適當緩慢到快速快慢慢★特徵慢率灌法快速入滲法漫地流法人工溼地處理法水力負荷(cm/污泥曬乾床真空過濾桶(600)污泥壓濾機★污泥曬乾床真空過濾桶(600)污泥壓濾機★淨化後空氣流出含灰塵空氣流入灰塵出口淨化後空氣流出袋子含灰塵空氣流入灰塵出口捕捉的粒子淨化後空氣流出噴水含灰塵空氣流入髒水出口含灰塵空氣流入放電電極(線)淨化後空氣流出收集板★淨化後空氣流出含灰塵空氣流入灰塵出口淨化後空氣流出袋子含灰塵袋式集塵器旋風集塵器★★袋式集塵器旋風集塵器★★靜電集塵器★靜電集塵器★去除率（％）粒子直徑（μm)★去除率（％）粒子直徑（μm)★焚化爐洗塵器吸附塔溼式洗塵器袋式集塵器靜電集塵器重力塵降室旋風分離器污染物直徑(μm)★焚化爐洗塵器吸附塔溼式洗塵器袋式集塵器靜電集塵器重力塵降室旋★★唯一可破壞工業(yè)廢水中污染物的技術是生物處理課件在製造過程中，應用生命週期評估及執(zhí)行適當?shù)奈廴绢A防技術。可以大幅地削減工業(yè)活動所排放的污染量。不過沒有一種工業(yè)製程是１００％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(jīng)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１在製造過程中，應用生命週期評估及執(zhí)行適當?shù)奈廴绢A防一二、廢水處理

工業(yè)廢水在組成、濃度與水量上就業(yè)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(yǎng)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(wèi)生下水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(yè)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、廢水處理工業(yè)廢水在組成、濃度與水量上就業(yè)別或廠家二、廢水處理－處理方式目前工業(yè)廢水處理方案大致可分為三種方式：１、先經(jīng)過工業(yè)廢水處理廠處理再排放到承受水體。２、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）３、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(jiān)測，但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－處理方式目前工業(yè)廢水處理方案大致可二、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：１、廢水中和１０、過濾２、沈澱１１、薄膜程序３、浮除４、混凝５、沈降６、化學氧化還原７、過濾８、活性碳處理９、離子交換

4二、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二、廢水處理－廢水中和

工業(yè)廢水常常出現(xiàn)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?shù)墓爣鷥戎幚沓绦颉Ｖ泻蛷U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－廢水中和工業(yè)廢水常常出現(xiàn)PH值偏高或偏二、廢水處理－沈澱許多工業(yè)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(fā)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（Stokes’Law)。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－沈澱許多工業(yè)廢水含相當可觀的懸浮固體物二、廢水處理－沈澱

膠凝沈澱（第二型）出現(xiàn)在粒子並非獨立地沈澱。工業(yè)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(xiàn)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(qū)與污泥區(qū)之間出現(xiàn)明顯界面。當污泥區(qū)持續(xù)下降，界面也逐漸降低，澄清區(qū)的體積量增加，污泥開始在沈降池底部累積。7二、廢水處理－沈澱膠凝沈澱（第二型）出現(xiàn)在粒子並非獨二、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(xiàn)自由型態(tài)的。乳化油無法直接由水中分離。乳化狀態(tài)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(tài)回復到自由狀態(tài)的油脂，才可以在浮除單元中回收。(例)8二、廢水處理－浮除浮除為沈澱相反。廢水含的粒子或不相二、廢水處理－混凝

工業(yè)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(wěn)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?；炷饔猛ǔＴ诳旎斐貎冗M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(fā)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－混凝工業(yè)廢水中常含有懸浮固體物或細膠體二、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－沈降化學沈降是添加化學藥劑於廢水中，將二、廢水處理－化學氧化還原程序化學氧化還原系統(tǒng)可以用來處理若干工業(yè)廢水，最近的高級氧化程序很有發(fā)展的淺力應該很快能使用在許多情況中?；瘜W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(yè)廢水處理上，污染物經(jīng)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－化學氧化還原程序化學氧化還原系統(tǒng)可以用二、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(wěn)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(xiàn)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(tài)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(xiàn)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(fā)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。氰酸鈉的毒性只有氰化物的0.1而且在酸性環(huán)境中很容易水解成氨與二氧化碳。因此，許多工業(yè)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(xiàn)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(yè)化，但是模型廠試驗結果指出對於廣大範圍的有機物之破壞效率超過99.99%。14二、廢水處理－化學氧化還原程序氯劑可以二、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(tài)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?？?。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－化學氧化還原程序二、廢水處理－活性碳處理

活性碳吸附可以用來去除任何其他處理程序困難移除的工業(yè)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(yōu)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(tài)為止。當所有活性碳呈現(xiàn)飽和現(xiàn)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(xiàn)的污染物貫穿現(xiàn)象意味著某些活性碳柱的容量無法被利用?；钚蕴柬氁谱邅K且替入新鮮的或再生的活性碳。16二、廢水處理－活性碳處理活性碳吸附可以用來去除任何其二、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(xù)處理。工業(yè)用的陽離子交換樹脂常常以鈉循環(huán)或氫循環(huán)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(shù)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－離子交換離子交換原理是將水溶液中不想要二、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(yè)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(fā)生的膠凝沈澱現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)無煙煤在上層、濾砂在中間，石榴石在下層的分佈狀態(tài)。18二、廢水處理－過濾過濾單元常常設在沈澱池下游，以去除二、廢水處理－薄膜程序

以薄膜分離工業(yè)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。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(yè)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(xiàn)象可以先檢視滲透的現(xiàn)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－薄膜程序以薄膜分離工業(yè)廢水中的固體物質二、廢水處理－薄膜程序

逆滲透系統(tǒng)的設計通常是根據(jù)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(tǒng)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(jīng)應用在工業(yè)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－薄膜程序逆滲透系統(tǒng)的設計通常是根據(jù)水二、廢水處理－生物廢水處理

唯一可破壞工業(yè)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(tǒng)的前處理都可以。生物處理是都市污水處理的主要型態(tài)。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(yè)廢水上。如果條件適當?shù)脑?，甚至毒性有機廢棄物也可能被生物分解成無害的最終產物。微生物需要多種營養(yǎng)來成長。其中包括了主要營養(yǎng)素如碳、氫、氧與氮，次要營養(yǎng)如磷、鉀、硫與鎂以及許多微量營養(yǎng)。除了營養(yǎng)外，微生物也需要能量來源。其來源可能是化學能或光化學能。每單位廢水中基質的微生物生長量，或生產量，在厭氧狀況下是比好氧狀況低。(例)21二、廢水處理－生物廢水處理唯一可破壞工業(yè)廢水中污染物二、廢水處理－生物廢水處理主要生物廢水處理有下列幾種：１、活性污泥系統(tǒng)２、生物膜系統(tǒng)３、穩(wěn)定塘與污水塘４、土地處理

22二、廢水處理－生物廢水處理主要生物廢水處理有下列幾種：22二、廢水處理－生物廢水處理

大部分都市污水處理系統(tǒng)利用好氧生物分解程序，因為它們在分解有機物方面更有效率，使廢水更新更迅速，也比厭氧處理更便宜。然而，有些工業(yè)廢水中有機物並不適宜做好氧分解，而是需要進行厭氧分解。許多的生物處理系統(tǒng)，通?？梢苑殖蓱腋∩L系統(tǒng)與附著生成系統(tǒng)。懸浮生長系統(tǒng)的例子有活性污泥程序與好氧穩(wěn)定塘。在固定膜系統(tǒng)裡，微生物附著在一個基材或固體物表面上，令廢水流過它們。生物質量在支撐表面可能是固定的石頭或塑膠片，或是流動的砂子或其他可以在廢水中流動的特殊材質。例如滴濾池、旋轉生物接觸池與流體化床反應槽。23二、廢水處理－生物廢水處理大部分都市污水處理系統(tǒng)利用二、廢水處理－活性污泥系統(tǒng)

活性污泥系統(tǒng)的設計是要維持大量細菌與氧氣與廢水密切的接觸。這些微生物被「活性化」，可以立即攝食新的基質，因此將它們稱為活性污泥。活性污泥程序必須維持曝氣槽穩(wěn)定的微生物族群量。微生物做持續(xù)地排棄，以維持穩(wěn)定的曝氣槽活性污泥量。污泥程序包括多種如階段曝氣法、接觸穩(wěn)定法、高率活性污泥法、延長曝氣法。這些系統(tǒng)也可以採用純氧，但是非常昂貴。另一種應用於工業(yè)廢水的活性污泥法是添加PAC於曝氣槽內，PAC被活性污泥膠羽捕捉後，可以吸附廢水中難以被分解的有機物。這些有機物可能在未被分解的情形下流出處理系統(tǒng)。有時候吸附的有機物最後也被生長在活性碳表面的細菌分解掉。(參數(shù))24二、廢水處理－活性污泥系統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的設計是要維持二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)

固定膜系統(tǒng)是水處理技術中最早被應用在工程上的。系統(tǒng)由一個石塊床即將廢水噴灑在石塊上的灑水設備所構成。當廢水流通過石塊時，細菌開始附著在石塊表面上，並攝取廢水中的有機物。這類單元稱為滴濾池，至今仍然很常用，包括滴濾池、生物塔、旋轉生物接觸池與流體化反應槽。所有生物膜系統(tǒng)的處理機制基本是一樣的。當廢水通過生物膜時，有機物與營養(yǎng)物質擴散到生物膜內部，接著被微生物吸收。微生物產生的二氧化碳與其他代謝副產物則擴散到廢水中，然後被帶走。廢水流過生物膜的時間只有幾分鐘，但是所吸收的有機物與營養(yǎng)物質在生物膜內停留幾小時。25二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)固定膜系統(tǒng)是水處理技術中最早二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)

滴濾池的用語是一種錯誤的用法，因為實際上並沒有過濾作用。污染物質是以擴散方式進入生物膜，再被微生物分解。滴濾池由石塊床及散水設備所構成。廢水散水設備常常是採用一個旋轉散水器，他能平緩地將水流分散在石塊床上，再讓水以滴漏的方式通過石塊床，也使得供給氧氣的空氣可以穿流過石塊間的孔隙。滴濾池的出水在放流前則進一步經(jīng)過沈澱池去除任何剝落的生物膜或其他固體物。淨化的廢水可能回流到滴濾池頂部以供給更均勻的流量，也可以稀釋高濃度進流水，或提供去除廢水中有機物所需足夠的接觸時間。超高率滴濾池採用合成塑膠濾材，可以是模組化的，也可以是隨意堆置，以增加單位體積的生物生長表面積。(例)26二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)滴濾池的用語是一種錯誤的用法二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)

第二種固定膜處理系統(tǒng)是旋轉生物接觸池。在這系統(tǒng)裡，生物膜生長在直徑為2-4公尺、緊密間隔、固定在一支穿過含廢水的水池的旋轉軸圓盤上。在生物膜內的生物吸收與生物分解作用與先前介紹的滴濾池相同。這類處理單元常常被工業(yè)界以完整套裝的形式設置。第三種形式的生物膜系統(tǒng)是流體化床反應槽，在此一系統(tǒng)中，生物膜係附著在顆粒狀的支撐介質。這類系統(tǒng)提供了生物膜附著在支撐介質所需的大量表面床反應積。因此小的反應槽可以提供高效率的處理程度。流體化床反應槽通常是應用在工業(yè)廢水處理上。27二、廢水處理－生物膜系統(tǒng)第二種固定膜處理系統(tǒng)是旋轉生二、廢水處理－穩(wěn)定塘與污水塘

穩(wěn)定塘與污水塘常常用來處理工業(yè)廢水。它們的建造費用與操作維護費相對便宜。穩(wěn)定塘與污水塘一般是土池構造，將廢水停留其中一段時間直到達到所需要的處理程度為止，或許需要鋪設池底的襯裡，以防止廢水滲入地下水。穩(wěn)定塘可以分成幾種類型：喜氣塘：淺的池塘，由於藻類的光合作用，整個池水深度都有溶氧兼氣塘：其上層為喜氣層，中間為兼氣層，下層為厭氣層。厭氣污水塘：是一種深渠式的污水塘，整個池深都呈現(xiàn)厭氧狀態(tài)。曝氣污水塘：利用表面曝氣機或擴散式曝氣系統(tǒng)空氣打入水中。污水塘被廣泛應用在工業(yè)廢水的處理上，因為它們比活性污泥法更便宜。28二、廢水處理－穩(wěn)定塘與污水塘穩(wěn)定塘與污水塘常常用來處二、廢水處理－土地處理

土地處理或土地利用係將廢水以傳統(tǒng)灌溉方式導入土壤中。廢水經(jīng)過植物與土壤時透過天然分解程序達到處理效果?；居兴姆N土地處理方式。慢率程序是最普遍採用的土地處理系統(tǒng)，其將廢水依灌溉方式引到有作物的農地上做灌溉水源，用噴灑式或淹沒的方式。此在設計上要避免造成地表逕流?？焖偃霛B系統(tǒng)是將廢水引到具滲透能力的窪池中，處理效果主要是透過土壤細菌分解而成。此方法的優(yōu)點是可以補助地下水的不足。慢地流法的設計意是降低滲入地下的水量，其處理效果是藉著植物與表層土壤微生物的作用。淨化的廢水在坡面底部收集，再排入地面承受水體。第四種方式是溼地處理，也稱為水生處理。廢水被排入天然或人工的溼地，其處理作用來自沈澱與溼地的植物、微生物之活動。土地處理系統(tǒng)常常用來處理罐頭、紙漿等工業(yè)廢水。29二、廢水處理－土地處理土地處理或土地利用係將廢水以傳二、廢水處理－污泥管理

污泥是由固液(沉澱與過濾)、化學沈澱或生物處理系統(tǒng)（廢棄活性污泥）所產生。許多污泥是大量的、黏稠的、有結合水的，因而很難做後續(xù)處理。大部分的污泥成分是水，含量為90~99%。這類污泥脫水到較容易管理的量。不過，脫水經(jīng)常是一種困難與花錢的程序。有機污泥常常仍然含有大量可被生物分解的有機物質，這將導致高度臭味與耗氧等環(huán)境問題。穩(wěn)定後的污泥，包括化學污泥在處置之前仍然需要脫水。脫水技術包括真空過濾、壓濾、污泥曬乾床、離心機、污泥塘與熱處理。脫水後的污泥可以進行掩埋或焚化。30二、廢水處理－污泥管理污泥是由固液(沉澱與過濾)、化三、空氣污染控制-粒子控制

典型的空氣污染控制設備可以分成控制粒子狀物與控制氣狀污染物兩類。有些處理程序可以同時去除這兩種污染物。最簡單的粒狀物質之控制設備是沈降室。其去除原理是重力沈降，實際上，沈降室所能去除的粒徑下限為50~100μm，約為人頭髮之粗細，更小的粒子需要採用其他設備。對於粒徑小於10μm左右的塵粒，所採用的集塵設備通常是旋風集塵器。這是一種簡單、經(jīng)濟的處理單元，沒有重力的物件，所憑藉的是粒子的慣性衝擊。含塵粒的廢棄被送到一個有圓錐的圓柱桶內，迫使形成螺旋的氣流並且產生加速作用。加在粒子上的離心力使它們移動到圓桶的內壁上，再滑落下來，到達底部的圓錐筒，以利運棄。31三、空氣污染控制-粒子控制典型的空氣污染控制設備可以三、空氣污染控制-粒子控制

當粒子直徑小於10μm或者需要更高的集塵效率時，可以採用袋式集塵器。它們廣泛地應用在工業(yè)上。他的構造包括一個集塵室，內部設置一些天然或人工合成材料做成的濾袋，令髒空氣通過濾袋。大於濾袋孔隙的粒子被濾除掉，較小的粒子則被濾袋攔截或受到粒子與濾袋之間的靜電作用被除去部分。他集塵效率非常高，可以濾除次微米的粒子。然它們不適用於潮濕的廢氣流中。它們也不能處理高溫的廢氣否則會對濾袋造成傷害。洗塵器是另一種用來去除空氣中塵粒設備在面對無法使用袋式集塵器具有潮濕、腐蝕、高溫的廢氣時，格外顯示出他的價值。要高效率地去除粒子，可以採用文德利洗塵器與旋風集塵器的組合。然而由於離開文德利洗塵器的空氣是含飽和的水蒸氣，會使得煙柱很容易被觀察到，造成美觀的困擾。32三、空氣污染控制-粒子控制當粒子直徑小於10μm或者三、空氣污染控制-粒子控制

第四種形式的粒子控制設備是靜電集塵器。ESP是一種高效率的乾式集塵器。ESP的效率非常高，它們最常應用在火力發(fā)電廠。它們也可以應用在熔煉爐、水泥旋轉窯、金屬冶煉以及酸液製造等工業(yè)廢氣之處理上?？傊?，各類型的粒子控制設備的效率與粒子直徑及其組成有關。以圖來看可知袋式集塵器是最有效率，緊接的是洗塵器。(例)33三、空氣污染控制-粒子控制第四種形式的粒子控制設備是三、空氣污染控制－氣體去除主要的氣狀污染物為SOX、NOX、CO、CO2、碳氫化合物與其他有機物、無機氣體。氣狀污染物主要的控制方法為吸附、吸收與焚化。有些程序將污染物做化學轉化或焚化破壞。溼式洗塵器可以利用水滴吸收方式去除氣狀污染物。這設備將污染物由氣相轉移到水相再予以進一步處理。只有高度溶解於水的污染物可以用溼式洗塵器有效去除。吸附系統(tǒng)係用來去除空氣污染物，該系統(tǒng)是由一個吸附材料所構成的吸附床。活性碳是最普遍的空氣污染物吸附劑。當吸附劑之吸附容量為污染物質飽和時，將出現(xiàn)貫穿現(xiàn)象，吸附劑必須更換或再生。焚化可以將CO與有機空氣污染氧化成二氧化碳與水，可以採用直接火焰燃燒或催化燃燒。催化焚化係以催化劑加速燃燒反應速率，使焚化得以在較直接火焰燃燒低的溫度下進行。燃燒不適用於所有的有機物，有些有機物氧化成更毒的有機物。34三、空氣污染控制－氣體去除主要的氣狀污染物為SOX、四、固體廢棄物處置

工業(yè)界產生了一般廢棄物及大量的包裝與製程廢棄物。這些廢棄物都必須安全、衛(wèi)生的方式處置。通常採用掩埋或焚化處理。更值得關心的問題是毒性與有害廢棄物的處置問題，大部分的這類廢棄物禁止以掩埋方式處置或送到都市焚化爐焚化處理。它們必須儘可能被破壞、去毒性或減量，但是殘留廢棄物的最終處置經(jīng)常是委託專業(yè)的有害廢棄物處理公司，在明訂合下，執(zhí)行清除與最終處置的工作。有害廢棄物掩埋場與焚化爐其建造費與操作維護費往往太昂貴，而且要操作工廠所擁有的有害廢棄物設施所需的文件十分龐大。35四、固體廢棄物處置工業(yè)界產生了一般廢棄物及大量的包裝簡報完畢請多多指教簡報完畢★★★★NaOH反應劑NaOH加藥控制酸性廢水PH偵測器攪拌器中和的廢水定量加藥機★NaOH反應劑NaOH加藥控制酸性廢水PH偵測器攪拌器中和的鹼劑當量重每一公噸鹼劑成本（美元）中和能力kg鹼度/kg鹼劑每一公噸鹼劑成本（美元）Ca(OH)2281201.868NaOH408001.25640Na2CO3碳酸鈉534001.9210NaHCO3844000.6670NH4OH氫氧化銨148003.6220MgO氧化鎂

203602.5140★鹼劑當量重每一公噸鹼劑成本（美元）中和能力kg鹼度/kg鹼劑需要劑量★需要劑量★４ｇ（Ｐｐ－Ｐｌ）Ｄν＝3Cdplν＝粒子的終端沈澱速度Ｐｐ=粒子密度Ｐｌ=流體的密度Ｄ=粒子直徑ｇ=重力加速度Cd＝牽曳係數(shù)★４ｇ（Ｐｐ－Ｐｌ）Ｄν＝3Cdplν＝粒子的終端沈澱速度★過程一A加壓浮除式油水分離機B廢油收集槽C過濾污泥細篩機過程二A經(jīng)過加壓浮除乳化油脂浮上