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Introduction to Pollution Prevention and Treatment 污染防治概論 莊清榮 2/25/2004. 環境污染現象. 依環境介質區分 (a) 空氣污染 (b) 水污染 (c) 土染污染 依介質物理性質的改變 (a) 噪音 (b) 熱污染 (c) 輻射污染. 水污染之污染物種類. 重金屬: Pb, Cr, Hg, Cd 毒性物質: HCN, KCN 有機污染物 微生物 ( 細菌、病毒 ) 膠體微粒 (<1 μ m) 放射性物質. 水污染防治法 (80. 5 公佈 ).
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Introduction to Pollution Preventionand Treatment污染防治概論莊清榮2/25/2004
環境污染現象 • 依環境介質區分 (a) 空氣污染 (b) 水污染 (c) 土染污染 • 依介質物理性質的改變 (a) 噪音 (b) 熱污染 (c) 輻射污染
水污染之污染物種類 • 重金屬:Pb, Cr, Hg, Cd • 毒性物質:HCN, KCN • 有機污染物 • 微生物(細菌、病毒) • 膠體微粒(<1μm) • 放射性物質
水污染防治法(80. 5 公佈) 五、放流水標準(80.1.16 修正 ,以82.1.1及87.1.1分定兩不同標準) (a) 規定重金屬及有毒物質濃度上限 (b) 規定BOD及COD上限 (c) 規定懸浮固體量(SS)、透視度及pH等之上限 BOD: Biochemical oxygen demand (mg/l or ppm) COD: Chemical oxygen demand (mg/l or ppm) SS: Suspended solid (mg/l)
廢水污染特性 物理特性:溫度、濁度、顏色、臭味、總固體量 化學特性:pH、無機重金屬、有機物 生物特性:藻類、細菌、微生物
廢水處理程度之分級 • 初級處理(Primary treatment) 去除懸浮固體(以物理法為主),如沉砂池、沉澱池、柵欄等。 • 二級處理(Secondary treatment) 去除呈膠體和溶解狀態的有機務,即BOD物質( 為生物處理)。 • 三級處理(Tertiary treatment) 去除二級處理未能去除的污染物,如氮、磷及重金屬等可溶性無機物或其他不易生物分解之有機物等。 # 水質優養化(eutrophication)
廢水總固體量 • 懸浮性粒子(粒徑大於1μm) 粒徑大於10μm 為可沉降 • 膠體(colloid) (粒徑介於1~10-3μm) • 溶解性物質(小於10-3μm)
廢水處理 1. 物理處理 目的:改變污染物有害成分之濃度;減少體積或改變存在相以利進一步分離。 2. 化學處理 目的:將污染物之危害性降低,減少體積,或將轉變成另一種形式,以利進一步處理。 3. 生物處理 目的:降低BOD
物理處理(以固液分離為主) • 篩析(screening) • 沉降(sedimentation) (a) gravity; (b) centrifuge • 浮除(flotation) • 過濾(filtration) (a)濾餅過濾(cake filtration) (b)澄清過濾(deep bed filtration) (c)薄膜分離 (membrane separation) • 壓榨(expression)
物理處理(均相分離) • 蒸餾(distillation) • *蒸發(evaporation) • 萃取(extraction) • 吸附(adsorption) • 離子交換(ion exchange) • 電解(electrolysis)
化學處理 去除微小懸浮物質、溶解性有機物及重金屬離子 • pH調整(pH adjustment) • 化學混凝(coagulation and flocculation) • 化學沉澱(chemical precipitation) • 氧化、還原(oxidation and reduction)
pH調整法 • 生物處理:廢水 • 重金屬處理:Cr+6 Cr+3 Cr(OH)3(S) • 氮脫除:NH4+ NH3 氨氮氣提 • 放流水標準: pH=6~9 pH=6.5~8.5 生物處理 適合生物成長 pH=8.0~9.0 pH=2.0~3.0 還原劑 pH=11.0 stripping
化學混凝 Coagulant; Alum, FeCl3 flocculant polymer Colloids floc
化學氧化、還原 • 化學氧化:對於生物不易分解或不可分解之有機物及CN—等,利用強氧化劑進行破壞、分解。 強氧化劑:H2O2,KMnO4,O3,ClO2,Cl2 in situ Ex. O3+CN-- CNO-- +O2 • 化學還原:降低物質氧化態,以減低其毒性或易於進一步處理。
生物處理 • 好氣性(喜氣性)生物處理(aerobic treatment) (a) 活性污泥法(activated sludge) (b) 滴濾池(trickling filtration) (c) 生物旋轉盤(rotating biological contactor) • 厭氣性生物處理 (anaerobic treatment)
好氧與厭氧處理之比較 • 厭氧可省略掉連續混合和曝氣所需動力消耗,且可回收甲烷氣。 • 污泥產生量僅為好氧的15%左右。 • 設備佔地面積為好氣的1/3 左右。 • 厭氣反應為密閉空間,較無空氣污染之虞。