水及廢水處理廠設(shè)計(jì)

1、水及廢水處理廠設(shè)計(jì)1.概論 1-1 常用術(shù)語 1-2 廢水處理廠與下水道系統(tǒng)1-3 廢水處理廠的基本構(gòu)成 1-4 相關(guān)法規(guī)與政策 1-5 規(guī)劃與設(shè)計(jì)文件1-1 常用術(shù)語下水道及相關(guān)設(shè)施定義下水道法下水：排水區(qū)域內(nèi)雨水、家庭污水及事業(yè)廢水 下水道：為處理下水而設(shè)之公共及專用下水道 公共下水道：指供公共使用之下水道 專用下水道：指供特定地區(qū)或場所使用而設(shè)置尚未納入公共下水道之下水道 下水道用戶：依法接用下水道者 用戶排水設(shè)備：用戶接用下水道之管渠設(shè)備下水道工程設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)下水道工程設(shè)施：管渠、抽水站、污水處理廠及其相關(guān)設(shè)施1-1 常用術(shù)語廢(污)水處理廠中文常見用法污水處理廠(污水廠)廢水處理廠(廢水

2、廠)水資源回收中心英文常見用法Wastewater Treatment Plant (WWTP)Municipal WWTPWater Reclamation PlantWater Pollution Control PlantPublicly Owned Treatment Works (POTWs)1-1 常用術(shù)語廢水處理常用術(shù)語(1/4) (Metcalf & Eddy)生物固體(biosolids)：有機(jī)性半乾狀之廢水處理殘餘物，經(jīng)生物或化學(xué)方法穩(wěn)定，適合再生利用Class 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Class B bioso

3、lids：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(xué)及生物等組成(composition)：構(gòu)成廢水的物理、化學(xué)及生物成份1-1 常用術(shù)語廢水處理常用術(shù)語(2/4) (Metcalf & Eddy)成份(constituents)：廢水中單一類物質(zhì)、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(xué)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

4、質(zhì)(impurities)：使用過程中加至自來水的成份非點(diǎn)源(nonpoint sources)：在一相當(dāng)大面積的污染源中有多個排放來源1-1 常用術(shù)語廢水處理常用術(shù)語(3/4) (Metcalf & Eddy)營養(yǎng)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(shù)(parameter)：一項(xiàng)可度量的因子，例如溫度點(diǎn)源(point sources)：自特定地點(diǎn)如管線或放流口排出的污染負(fù)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

5、目的而再利用處理過的廢水或生物固體1-1 常用術(shù)語廢水處理常用術(shù)語(4/4) (Metcalf & Eddy)再淨(jìng)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(jìng)化廢水或穩(wěn)定之生物固體污泥(sludge)：廢水處理過程中所移除的固體物，經(jīng)過適當(dāng)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(zhì)，或是污泥脫水操作中產(chǎn)生的固態(tài)殘餘物1-1 常用術(shù)語處理層級定義(下水道工程設(shè)施標(biāo)準(zhǔn))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

6、程；通常為廢(污)水處理之最先處理過程二級處理：經(jīng)初級處理後之廢(污)水之後續(xù)處理，以去除溶解性、膠狀性之有機(jī)物為目的之處理過程高級處理：利用獨(dú)特生物處理過程，獲得二級處理程度以上或相當(dāng)三級處理水質(zhì)之處理過程三級處理：利用物理、化學(xué)或生物方法將經(jīng)二級處理後之廢(污)水中之營養(yǎng)物質(zhì)、低濃度懸浮固體等去除之處理過程 1-1 常用術(shù)語處理層級定義(1/2) (Metcalf & Eddy)前處理(preliminary)：去除廢水中會引發(fā)操作維護(hù)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(jī)物強(qiáng)化初級處理(enhanced primary)：強(qiáng)

7、化懸浮固體物及有機(jī)物之去除，通常使用化學(xué)加藥或過濾二級處理(secondary)：去除生物可分解之有機(jī)物(溶解或懸浮)及懸浮固體物，傳統(tǒng)二級處理定義中通常也包括消毒1-1 常用術(shù)語處理層級定義(2/2) (Metcalf & Eddy)可去除營養(yǎng)鹽之二級處理(secondary with nutrient removal)：去除生物可分解有機(jī)物、懸浮固體物以及營養(yǎng)鹽(氮或磷或二者同時(shí)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(yǎng)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(zhì)，以因應(yīng)各種用途之水

8、再利用1-2 廢水處理廠與下水道系統(tǒng)下水道管渠主次幹管、分支管網(wǎng)、用戶接管人孔中繼抽水站截流站廢水處理廠其他廢水處理相關(guān)設(shè)施(Metcalf & Eddy)1-3 廢水處理廠的基本構(gòu)成1-3-1 廢水處理廠的功能1-3-2 廢水處理廠的硬體組成1-3-3 廢水處理廠的軟體組成1-3-4 廢水處理廠的形成過程1-3-5 新世代的廢水處理廠觀念1-3-1 廢水處理廠的功能污水的輸送與水位揚(yáng)升抽水站(pumping station)：進(jìn)流(influent)、放流(effluent)、中繼(intermediate)管線(piping or yard piping)污水的淨(jìng)化處理(treatment

9、)前處理(preliminary treatment)初級處理(primary treatment)二級處理(secondary treatment)消毒(disinfection)1-3-1 廢水處理廠的功能高度淨(jìng)化(purification)或再生利用(reuse)三級處理(tertiary treatment)或高級處理(advanced treatment)污泥處理(sludge treatment)濃縮(thickening)消化(digestion)脫水(dewatering)乾燥(drying)1-3-1 廢水處理廠的功能污水處理廠的單元與流程(1/3)因應(yīng)污水或污泥性質(zhì)及處理功

10、能需求，設(shè)置處理單元(unit) 單元的組成池槽(tank or basin)及其構(gòu)造物機(jī)械設(shè)備(equipment)管線(pipeline)控制裝制：閘門(gate)、閥(valve)電氣儀錶設(shè)施其他1-3-1 廢水處理廠的功能污水處理廠的單元與流程(2/3)例如初沉池(primary clarifier)單元池槽：初沉池、浮渣槽、溢流堰機(jī)械設(shè)備：刮泥機(jī)、刮渣機(jī)、污泥泵、浮渣泵管線：污泥管、浮渣管控制裝置：進(jìn)流閘門電氣儀錶設(shè)施：馬達(dá)控制中心(MCC)、污泥泵定時(shí)器、浮渣槽液位開關(guān)為使處理單元發(fā)揮正常功能，廠內(nèi)須設(shè)置輔助單元數(shù)個處理單元構(gòu)成處理程序(process)初沉池(八里污水處理廠)1-

11、3-1 廢水處理廠的功能污水處理廠的單元與流程(3/3)例如：活性污泥 (activated sludge)程序單元1：曝氣池(aeration tank)單元2：二沉池(secondary clarifier)單元3：迴流污泥抽送站(returned sludge pumping station)單元4：鼓風(fēng)設(shè)備室(blower room)全廠所有處理程序構(gòu)成污水處理廠的處理流程(flow diagram)處理流程可簡單區(qū)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土建工程池槽、機(jī)房、管

12、廊多為RC或鋼構(gòu)構(gòu)造物機(jī)械工程機(jī)械設(shè)備固液分離：攔污柵、刮泥機(jī)、脫水機(jī)流體輸送：泵、鼓風(fēng)機(jī)質(zhì)量傳送：散氣器、攪拌機(jī)熱傳送：污泥熱交換器其他閘門及閥類1-3-2 廢水處理廠的硬體組成機(jī)械工程管線鑄鐵管：污水、污泥鋼管：清水、空氣塑膠管：化學(xué)藥劑實(shí)驗(yàn)室設(shè)備電氣工程受電及配電MCC緊急發(fā)電機(jī)電話、CCTV、照明等弱電系統(tǒng)1-3-2 廢水處理廠的硬體組成儀錶控制工程中央控制分散控制現(xiàn)場儀錶其他HVAC大地工程放流水工或放流管道路工程景觀工程生態(tài)保育工程1-3-3 廢水處理廠的軟體組成人員組織污水廠主管操作人員維護(hù)人員實(shí)驗(yàn)室分析人員行政人員操作維護(hù)方法操作控制策略操作維護(hù)手冊管理制度排班出勤維修計(jì)畫與備

13、品庫存管理1-3-4 廢水處理廠的形成過程法令及政策(law and policy)下水道法(施行細(xì)則、下水道工程設(shè)施標(biāo)準(zhǔn))國家發(fā)展計(jì)畫規(guī)劃(planning)下水道系統(tǒng)/廢水處理廠規(guī)劃實(shí)施計(jì)畫BOT可行性評估工程設(shè)計(jì)(design)概念設(shè)計(jì)(conceptual design)基本設(shè)計(jì)(basic design) (初步設(shè)計(jì))細(xì)部設(shè)計(jì)(detail design)1-3-4 廢水處理廠的形成過程工程招標(biāo)(bidding)統(tǒng)包(turn-key)BOTBOO施工(construction)試運(yùn)轉(zhuǎn)(commissioning)操作營運(yùn)(operation)功能提升(upgrading)、更新改善

14、(retrofitting)、容量擴(kuò)建(expansion)1-3-5 新世代的廢水處理廠觀念廢水處理未來課題設(shè)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(shù)合流污水溢流(combined sewer overflows, CSOs)、衛(wèi)生污水溢流及非點(diǎn)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資源再生利用水資源再生三級處理集中處理 vs. 分散處理污泥資源再生多功能利用景觀生態(tài)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

15、用內(nèi)湖污水處理廠親水公園1-3-5 新世代的廢水處理廠觀念高效率高效率的處理程序或設(shè)備高效率設(shè)備自動化控制省能源省能源的處理程序或設(shè)備省能源的操作方法安全考量減少工安事故後911時(shí)代的省思1-4 相關(guān)法規(guī)與政策下水道法下水道法下水道屬地方自治事項(xiàng)，應(yīng)由直轄市或縣(市)主管機(jī)關(guān)負(fù)責(zé)規(guī)劃、實(shí)施及管理下水道法施行細(xì)則下水道工程設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)下水道政策污水下水道發(fā)展方案挑戰(zhàn)2008國家發(fā)展重點(diǎn)計(jì)畫新十大建設(shè) 促進(jìn)民間參與污水下水道系統(tǒng)建設(shè)推動方案1-4 相關(guān)法規(guī)與政策水污染防治法水污染防治法基本措施排放廢(污)水於地面水體者，應(yīng)符合放流水標(biāo)準(zhǔn)污泥應(yīng)妥善處理依水體之涵容能力實(shí)施總量管制水污染防治費(fèi)防治措施設(shè)立

16、許可及排放許可設(shè)置專責(zé)單位或人員申報(bào)操作記錄及放流水水質(zhì)水量放流水標(biāo)準(zhǔn)1-4 相關(guān)法規(guī)與政策其他環(huán)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(jìn)民間參與公共建設(shè)法建築法、建築技術(shù)規(guī)則消防法1-5 規(guī)劃與設(shè)計(jì)文件1-5-1 污水下水道規(guī)劃成果1-5-2 廢水處理廠設(shè)計(jì)成果1-5-3 污水下水道BOT規(guī)劃1-5-1 污水下水道規(guī)劃成果污水下水道系統(tǒng)實(shí)施計(jì)畫(1/2)計(jì)畫緣起計(jì)畫範(fàn)圍環(huán)境背景及污染現(xiàn)況調(diào)查基本數(shù)據(jù)(目標(biāo)年、人口推估、污水量與污染量推估)定案方案定案計(jì)畫工程內(nèi)容分期分區(qū)實(shí)施計(jì)畫工程進(jìn)度1-5-1 污水下水道規(guī)劃成果污水下水道系統(tǒng)實(shí)施計(jì)畫(2/2)工程經(jīng)費(fèi)概估財(cái)務(wù)計(jì)

17、畫計(jì)畫原則建設(shè)費(fèi)籌措計(jì)畫營運(yùn)費(fèi)籌措計(jì)畫工程效益營運(yùn)管理計(jì)畫用戶接管工作計(jì)畫1-5-2 廢水處理廠設(shè)計(jì)成果概念設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)畫概述地形測量成果設(shè)計(jì)準(zhǔn)則處理流程(處理流程圖)質(zhì)量平衡計(jì)算功能計(jì)算廠站與管線佈置(廠區(qū)平面配置圖)水力計(jì)算(水力剖面圖)電力容量與供電方式概估工程經(jīng)費(fèi) 1-5-2 廢水處理廠設(shè)計(jì)成果基本設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)畫概述地質(zhì)鑽探及試驗(yàn)成果處理流程圖及各單元平面配置圖各單元處理流程控制說明電氣設(shè)計(jì)說明總工程經(jīng)費(fèi)估算主要設(shè)備資料及規(guī)範(fàn)功能計(jì)算書、質(zhì)量平衡計(jì)算書、水理詳細(xì)計(jì)算書及水力剖面圖景觀及環(huán)境整理平面圖工程計(jì)畫1-5-2 廢水處理廠設(shè)計(jì)成果細(xì)部設(shè)計(jì)報(bào)告(1/2)各單元處理設(shè)施設(shè)設(shè)計(jì)圖說一般圖(

18、G)流程及儀錶圖(I)機(jī)械管線圖(M)結(jié)構(gòu)及地工圖(S)土木圖(C)建築圖(A)、景觀圖(L)電氣工程圖(E)消防圖(F)空調(diào)及通風(fēng)圖(V)1-5-2 廢水處理廠設(shè)計(jì)成果細(xì)部設(shè)計(jì)報(bào)告(2/2)環(huán)境影響說明及對策施工規(guī)範(fàn)(PCCES)工程預(yù)算書(PCCES)計(jì)算書(數(shù)量計(jì)算書、結(jié)構(gòu)計(jì)算書、水理計(jì)算書)主要設(shè)備器材型錄與估價(jià)單工程施工預(yù)算進(jìn)度施工計(jì)畫(含工程分標(biāo)計(jì)畫)1-5-2 廢水處理廠設(shè)計(jì)成果招標(biāo)文件招標(biāo)公告投標(biāo)須知及補(bǔ)充說明設(shè)計(jì)圖說施工規(guī)範(fàn)工程契約草案標(biāo)單與標(biāo)封1-5-3 污水下水道BOT規(guī)劃污水下水道BOT(建設(shè)-營運(yùn)-轉(zhuǎn)移)之法源依據(jù)促進(jìn)民間參與公共建設(shè)法第42條：經(jīng)主辦機(jī)關(guān)評估得由民間參與政府規(guī)劃之公共建設(shè)，主辦機(jī)關(guān)應(yīng)將該建設(shè)之興建、營運(yùn)規(guī)劃內(nèi)容及申請人之資格條件等相關(guān)事項(xiàng)，公