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廢水處理單元最適化操作模式

中央大學永續環境科技研究中心

產業環保技術服務團

顧問兼任助理教授：翁煥廷

(E-mail: htweng0717 @ gmail.com)

104年8月27日

104年度工業區環保中心處理單元最適化操作參數建立講習班

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報告內容

一、廢水處理系統概要

二、處理設施操作參數設定

三、最適化操作模式建立

四、合理性操作參數查核

五、結語

一、廢水處理系統概要

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廢水處理系統由土木設施、機器、電機、儀控及配管等設備所組合而成，具有系統化之設施，必須依據原設計之理念有效的操作維護，始能發揮廢水處理的功能。

工業區聯合污水處理廠進流水質與水量特性，隨著不同行業納管工廠製程變動較難穩定，尤其必須概括承受工廠客製化製程無預警排出未知的有害毒性作業廢水，已超乎工廠納管水質管制範圍，造成污水廠生物處理系統異常，嚴重影響放流水質，此時但憑長期累積操作經驗，調整適當的操作參數排除，才能維持處理設施正常功能。

一、廢水處理系統概要

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近程任務：

各工業區廢水處理設施早已建置固定，因此廢水處理廠之日常操作模式，也兼具彌補設計或施工上的缺陷、日漸老舊設備適當更新維護等，才能通過日漸嚴格放流水標準。

遠程目標：

尋找高效率經濟最佳可行操作運轉模式，開源節流的營運管理策略，健全財務收入自給自足支應設備折舊更新費用，更進一步提升處理等級全面建置水資源回收中水二元供水系統，並符合社區居民高漲環保意識要求，營造敦親睦鄰友善環境，達成永續污水處理操作之理念。

一、廢水處理系統概要

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依廢污水特性可區分兩種：

1.無機廢水:主要含酸鹼廢液及重金屬等污染物

2.有機廢水:主要含有機污染物之廢水

因應不同之處理方法亦可分兩大類：

1.物理化學處理:主要用於去除無機物或具沉降性、漂浮性或可吸附性之有機物

2.生物處理:主要利用微生物分解去除溶解性有機物污染物，一般綜合考量承受水體水資源利用、水質標準、涵容能力、廢水流量與水質等算出處理程度，就可初步決定採用之處理方式。

一、廢水處理系統概要

採用生物處理程序之特點：

，藉由肉眼看不到特定的族群微生物，將欲去除之有機物代謝分解，經由生物細胞合成轉換成無害化有機污泥。

預期最終產品則是排出穩定生物性乾淨的放流水與含高熱值有機性生物污泥，很適合水資源回收程序與污泥資源化(沼氣發電與綠美化堆肥)。

相較於物化處理增生無機性化學污泥，生物處理僅產出有機物轉化之生物污泥，更符合污泥減量化的環保處理程序。

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完整的廢水處理系統(如流程圖)，依處理程度，分為初級、二級、三級處理設施，另化學藥劑、營養劑之填加單元，以及廢水固液分離之污泥處理單元等，歸類分成以下主要處理設施子系統：

1.前處理及初級處理設施子系統：主要為攔污、計量、沉砂、除油、調整、中和、初沉、浮除等物化程序。

2.二級處理設施子系統-一般亦指生物處理，包括各種活性污泥法、生物膜法及生物去氮除磷程序。

3.三級處理設施子系統-消毒、砂濾、薄膜過濾、活性碳吸附、離子交換、高級氧化等物化與生物程序。

一、廢水處理系統概要

8

4. 污泥處理設施子系統-通常包含濃縮單元、消化單元、脫水單元 5.加藥設施子系統-通常包含酸鹼藥劑、氮磷營養鹽、混凝/膠凝劑、污泥脫水助凝劑等添加單元

6.其他尚有各種輔助設施如：VOC（volatile organic

compounds）處理單元或厭氧生物處理單元產生的沼氣處理系統等。

(規劃設計階段依據不同的處理廢水水質/水量，要求處理等級水質標準等條件，經由精確的演算程序以選用不同設施組合之子系統，產生不同工業區各有專屬的污水處理系統型式)。

一、廢水處理系統概要

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典型廢水處理系統流程圖

圖

10

典型污泥處理系統圖

預處理

貯存

濃縮 穩定 調理 脫水 乾燥 最終處置

來自廢水處理過程之污泥

混合

粉碎

重力濃縮

浮除濃縮

離心

好氧氧化

加氯氧化

厭氧氧化

石灰穩定

熱處理

化學調理

真空過濾

壓濾

帶濾

離心

乾燥床

污泥塘

氣烘乾燥

噴霧乾燥

旋轉乾燥

多床乾燥

堆肥

熱處理

焚化

掩埋

填地

再利用

消化

消化

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歸納-

上述各子系統亦因不同水質水量特性（例如：粒狀物或油脂含量之高低等）、處理目標（例如：處理水直接排放或回收使用等）、場址可用面積，或是廢棄污泥後續處置方式之不同（例如：焚化或直接掩埋等）等，須於各子系統中選擇合適之處理單元及各單元所需採用之設備型式。(如表)

有鑑於工廠不同製程廢水含有特異性有害物質，必須加設重要的預先處理及初級處理單元，提供物理與化學程序去除廢水中生物難以分解的固體雜質，才能進入二級生物處理程序。

工業廢水配合二級處理設施，進一步經過三級處理後，視水質狀況鼓勵回收再利用於製程用水或沖洗以及其他用水等。

一、廢水處理系統概要

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二、處理設施操作參數設定

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二、處理設施操作參數設定 根據廢水處理系統生命週期，各處理設施操作參數設定，係源自：

1.系統規劃設計階段：處理程序考量選擇因子過程，選取主要的處理單元設計參數，經由各單元設定之設計處理效率(反應動力係數等)及設計準則(規範)（design

criteria）及質量不滅定律，進行整體流程之平衡計算。

2.系統設置試車操作階段：施工過程牽涉主客觀環境變遷差異性，必須進行功能試車階段，設計參數轉為設施運轉操作參數，試車報告提供日後正式SOP與SMP數據資料來源。

3.系統營運管理階段：常須因應納管工廠水質水量變異性，執行異常排除運轉管理，以達連續正常發揮維持處理機能並兼顧經濟考量，終成為最適化操作模式之操控參數。

廢水處理系統生命週期流程圖

規劃與管理 系統分析步驟 系統生命週期

需求與問題產生 需求產生

問題瞭解與界定

目標與有效性確定

變數與限制條件確認

最佳化模式建立或擬定替代方案

最佳方案決定

方案追蹤考核與修正

最佳化模式求解或替代方案評析

最佳方案設置與執行

問題解決與需求滿足 需求滿足

系統規劃

系統設計

系統操作

規劃階段

管理階段

系統設置

系統管理系統維護

[資料：[2006.Liaw]

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系統規劃設計階段(選取正確的設計參數)

程序規劃工作如下：

1. 根據業主給定之設計水質/水量，選擇主要之處理單元

2. 針對選定之處理流程進行質量平衡計算(mass balance calculation)-依據各單元設定之設計處理效率及準則（design criteria）及質量不滅定律，進行整體流程之平衡計算

3. 根據質量平衡計算結果進行功能計算(functional calculation)

4. 根據功能計算結果進行繪製—

水力剖面圖(hydraulic profile)

管線儀表流程圖(process & instrumentation diagram，P&ID)

廢水處理廠平面配置(layout drawing)

其他細部設計圖

陸二、處理設施操作參數設定

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1.根據業主給定之設計水質水量選擇主要之處理單元-

(1) 廢水量大且含高濃度BOD廢水

考慮厭氧加好氧的生物處理程序

(2) 廢水中有機物為主要為生物難分解者

考慮化學氧化處理單元

(3) 需同時去除BOD及氨氮：

考慮採用單階段或二階段厭氧與好氧生物處理單元；廢水量不大且可用土地面積有限時，可採用連續批次活性污泥法（SBR)

(4) 廢水中COD 含量已符合放流標準，但含有大量的重金屬離子或懸浮微粒時

可僅採混凝沉澱或浮除方式。

(5) 廢水處理後預計回收使用時

可採用薄膜生物反應單元(MBR)，以取代傳統沉澱池、過濾池

及消毒池，亦可當作RO 逆滲透單元之前的預過濾單元， 如微

濾膜(microfiltration, MF) 及超濾膜(ultrafiltration,UF)等。

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處理程序考量選擇因子

1. 程序適用性(Process applicability)

2. 適用的流量範圍(Applicable flow range)

3. 適用的流量變動(Applicable flow variation )

4. 進流廢水特性(Influent wastewater characteristics)

5. 抑制及無影響之成分(Inhibiting and unaffected constituents)

6. 氣候限制因子(Climatic constraints)

7. 反應動力速率之程序評估及程序負荷標準(Process sizing based on reaction kinetics rates or process loading criteria)

[from：Metcalf & Eddy]

18

8. 質量傳輸速率之程序評估及程序負荷標準(Process sizing based on mass transfer rates or process loading criteria)

9. 操作需求(Performance)

10.處理殘餘物(Treatment residuals)

11.污泥處理(Sludge processing)

12.環境限制因子(Environmental constraints)

13.化學藥劑需求(Chemical requirements)

14.能源需求(Energy requirements)

15.其他資源需求(Other resource requirements)

16.人力需求(Personnel requirements)

處理程序考量選擇因子 [from：Metcalf & Eddy]

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17.操作及維護需求(Operating and maintenance requirements)

18.輔助程序(Ancillary processes)

19.可靠性(Reliability)

20.複雜性(Complexity)

21.協調性(Compatibility)

22.適應性(Adaptability)

23.經濟之使用生命循環分析(Economic life-cycle analysis )

24.土地可利用度(Land availability)

處理程序考量選擇因子 [from：Metcalf & Eddy]

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常見處理單元可去除污染物質種類及去除機制

處理單元 去除理論機制 污染物質

沉澱/浮除 重力/浮力 固體－有機物/無機物

混凝沉澱 顆粒聚合、重力 固體－有機物/無機物

膠體－有機物/無機物

化學鍵

膠體－無機物

生物處理 顆粒聚合、生物

分解、重力

固體－有機物/無機物

膠體－有機物/無機物

生物可分解之溶解性有機物

過濾 截除

固體－有機物/無機物

顆粒聚合、吸附 膠體－有機物/無機物

碳吸附 吸附

溶解質－可吸附之有機物/無機物

截除

固體－有機物/無機物

顆粒聚合、吸附

膠體－有機物/無機物

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廢水廠處理後排放水中殘存物質之處理技術一覽表

深層過濾

表面過濾

MF/

UF

逆滲透

電透析

吸收

氣提

離子交換

高級氧化

蒸餾

化學沉降

化學氧化

有機及無機膠體及懸浮物質

懸浮固體物

V

V

V

V

V

V

V

V

V

膠體固體物

V

V

V

V

V

V

V

V

V

有機固體物

V

V

V

V

溶解性有機質

總有機碳

V

V

V

V

V

V

V

V

難分解有機物

V

V

V

V

V

揮發性有機物

V

V

V

V

V

V

溶解性無機物

氨

V

V

V

V

V

硝酸根

V

V

V

V

磷酸根

V

V

V

V

V

總溶解固體物

V

V

V

V

微生物

細菌

V

V

V

V

原生動物孢囊 V

V

V

V

V

V

V

V

病毒

V

V

V

[資料：EPA訓練教材]

22

2.針對選定之處理流程進行質量平衡計算 (1) 一般至少針對Q、COD及SS進行平衡計算

(2)可計算得各單元處理前後的水質水量及產生之剩餘污泥量及加藥量

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3.根據質量平衡計算結果進行功能計算

(1)廢水處理廠功能計算亦可稱之為尺寸計算

（dimensioning calculation)

(2)槽池及機械設備之容量計算

主要需考慮因素---

各單元水力負荷（hydraulic loading）

有機質或固體物負荷等

配合個案所需操作彈性（例如：需設置成平行操作的二組序列）

現場可用面積等

(3)為節省操作動力，若預期初期廢水量較小，可選擇

設置多台鼓風機及泵浦對應一個槽池

採用變頻器以控制馬達轉速

24

功能計算書範例

25

4.根據功能計算結果進行繪製

(1)水力剖面圖(參考圖例)

標示各處理單元設置高程及設計水位高程剖面圖

可供快速明瞭整體廢水廠水位變化概況

合適的水力設計可確保水流之順暢，亦可減少非必要的開挖工作

此資料對於重力流管線設施更顯重要

(2)管線儀表流程圖 提供流程設計之基本概念，以便能快速的、準確的獲得相關的技

術資訊：包括主要設備、主流程管線及流程內各流線(stream line)

之編號與程序數據(process data)

(3)平面配置圖 考量水力及操作人員動線等因素，將廢水處理程序中所有

的槽池設備等平面空間資料標示於圖面上，可供相關規劃數

據的校核及發展成可供現場建造的設計圖面基礎

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4.根據功能計算結果進行繪製-(1)水力剖面圖

D

C

B

A

EE

D

C

B

A

5 6 7 81 2 3 4

PC-6222A/B

TK-

6222

TK-6221

HWL. 4 M

LWL. 1 MLLWL. 0.5 M

HHWL. 7 M

TK-6223

HHWL. 2 M

HWL. 1.8 M

LWL. 0.5 M

LLWL. 0.3 M

EL. 9.5 M

PC-6223A/B PC-6225A FS-6225A

TK-6224A

NWL. 6.5 M

LWL. 1 MLLWL. 0.5 M

HHWL. 7 M

TK-6226

PC-6227ATK-6227

HWL. 2.9 M

HWL. 0.5 M

4 M

3 M

2 M

1 M

0 M

-1 M

5 M

6 M

7 M

8 M

9 M

10 M

PD-6232TK-6232

HWL. 2 M

FS-6233

TK-6235

PC-6235

Sludge Treatment system

Effluent

TK-6236

PC-6236 PC-6237

HWL. 2.3 M

常見各處理程序設計參數 [資料來源：林;2015]

常見各處理程序設計參數 [資料來源：林;2015]

三、最適化操作模式建立

29

30

1.水質分析：進流水及處理水之BOD、COD、 SS、VS、MLSS濃度，

2.運轉控制：即時進行機械設備的操作監控，達到目標處理水水質。 3.維護檢查：維持各種機械良好狀態而進行機械的維修、分解檢查、及潤滑油脂類的補充。 4.監視：維持各種正常操作機械，確認不正常機械狀況(停機)、超負荷以及不正常電流值等。 5.定期作業項目：主要為機械不能自動化或人工進行者如篩渣之去除、消毒用藥劑的補充及廠內清潔。 6.各種量測：例如流入水量及迴流污泥量量測等。

三、最適化操作模式建立

建立廢水處理設施各種運轉管理項目關係圖，包括：

廢水處理設施運轉管理項目關係圖

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1.水質分析

6.各種量測

2.運轉控制

3.維護檢查

4.監視

5.定期作業

處理設施及各機械(沉澱池、反應槽、主泵曝氣設備等)

管理基準及作業順序

進流水

1.水質分析

6.各種量測

1.水質分析

6.各種量測

放流水

目的

[from：EPA訓練教材]

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運轉控制系統由下列五大項目的所組成： (1)監視(獲得維護檢查所必須之資訊，運轉條件的掌 握、進流水及處理水等水質的掌握)。 (2)資訊之獲得（經由監視或資訊的掌握及蓄積）。 (3)獲得之資訊的綜合性分析及判斷。 (4)控制（運轉條件的變更）。 (5)故障時之修理及異常時之對應。

處理程序之運轉控制系統之組成及各項目之關係如圖所示。

三、最適化操作模式建立

為達到廢水處理的良好操作運轉，應充分掌握處理程序的特性，依當時之實際狀況設定最適化的運轉條件

(運轉管理項目)。

處理設施之運轉控制系統圖

水質管理項 目

運轉管理項 目

判 斷

檢修項目

問題整理

異常校核

判斷基準

運轉條件變更之指示

資訊 資訊指示作詳細的

量測分析

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[資料：EPA訓練教材]

控制的判斷基準包括： (難以訂定統一的判斷基準)

(1)原設計及試車資料

(2)一般處理廠共通者

(3)採用同一處理法之廢水處理廠的共通者

(4)各別處理廠所固有的項目

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三、最適化操作模式建立

依據獲得的資訊為基礎，做為運轉狀況的綜合判斷必須有一基準，藉以了解處理程序是否在良好的運轉條件的範圍內運轉。

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廢水處理技術與系統的研發、規劃、設計及操控上，通常是以降低處理成本與提升處理效率及水質為其訴求目標。

廢水處理系統屬於半開放性的動態系統，其內部之運作與反應除受周圍環境的不斷變化所影響之外，亦受外部之進流水質與水量的不斷改變所影響。

因此，在處理系統的操控上，若未能即時掌握各種變化與影響，並進行因應性的調整與控制，實難以確保系統功能之正常發揮與目的。

三、最適化操作模式建立

運用廢水自動監控系統，提升運轉控制效率

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廢水自動監控概要 自動控制之定義：在一流程中，利用儀器將量測部分所得之變數轉變為控制能力，來調節程序操作使達到期望值。包括：基本量測、程序控制器、及最終控制(作動)等三元件。

輸入 最終控制元件 程 序 輸出

偏差偵檢器

期望值

量測元件

擾動

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項次 類別 常用自動監測儀

一 物理測量

Physical

measurement

操作時間

溫度

壓力

水位

流量測量

MLSS濃度

污泥氈高度

污泥體積

濁度

微生物監測器

二 物理化學測量

Chemophysic

al

measurement

pH值

電導度

DO

CH4濃度

CO2濃度

BOD

Meter for respiration rate

三 化學測量

Chemical

measurement

COD

TOD、TOC

總氮、總磷

酚（Phenol）氟（Fluorine）

總汞

鎘（Cadmium）

氰化物（Cyanide）、油

鉻（Chromium）、有機污染物

廢水自動監控概要

38 38

監測對象（單元） 監測項目 監測用途

原廢水、放流水、污水收集管線

COD 監視水質變化、警報

原廢水、放流水、污水收集管線

SS 監視水質變化、警報

厭氧處理污泥槽 ORP 污泥反應情形

原廢水、放流水 電導度 監視水質變化，協助廢水操作控制

污泥處理單元 污泥濃度計

控制排泥

生物曝氣池混合液 MLSS 控制活性生物污泥迴流量

原廢水、放流水、初沉池、三沉池

pH 監視水質變化及加藥系統之控制。

生物曝氣池混合液、廢水 DO 控制曝氣機轉動，節省電力

進流站、調和池、廢水及污泥儲槽

液位計 監控液位變化

廢水自動監控概要

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常用儀表控制設備功能與操作介紹

儀控系統有如污水處理廠之大腦及神經系統，確保各單元水質正常，並保障所有設備、操作流程以及人員的安全，

執行高階控制與維護管理，不但有助於操作效率的提高，更可以結合人員管理與庫存管理等系統，進行績效分析與評估，以達到最佳操作營運績效。

監控系統：運用監控設備，收集流程上變量情報，作為分析研判資料，再依資料分析、處理、研判，擬出因應指令。

自動控制：利用儀器將所測得之變數轉變為控制，來調解程序之操作，使達到期望值。包括：基本量測、程序控制器、及最終控制(作動)等三元件。

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常用儀表控制設備功能與操作介紹- 一、儀控系統之架構

DCS網路架構示意 (污水處理常用儀控系統)(PLC+乙太網路)

發展趨勢： 傳統中央監控 分散式控制系統(DCS) 統合式系統(TPS)監控 人工智慧(AI)監控 遠距監控系統(RS)

[資料：EPA訓練教材]

生物系統異常操作運轉管理流程圖

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污泥濃縮

流入 沉砂池 攔污柵 抽水機最初

沉澱池

污水調整池

放流消毒設施

最終沉澱池

反應槽

重力沉砂曝氣沉砂

粗柵細柵 二級處理

提升二級處理

氧化渠法長時間曝氣法

批式活性污泥法

好氧過濾法

去氮除磷法

標準活性污泥法接觸曝氣法

氯臭氧 紫外線

再利用

高級處理

[快濾法]

迴流污泥

剩餘污泥

最初沉澱池污泥

污泥脫水污泥調理

重力式機械式

帶壓脫水離心脫水

[添加藥劑]污泥消化

綠農地利用建設材料利用

掩埋

污泥焚化

[流動床]

污泥溶融

溶融

污泥利用

下水污泥

[資料：2000,歐陽]

[資料：2000,歐陽]

各處理單元操控參數 [資料來源：楊;2015]

各處理單元操控參數 [資料來源：楊;2015]

各處理單元操控參數 [資料來源：楊;2015]

46

[資料來源：楊;2015]

A2O生物去氮除磷處理程序之操作參數

47

生物去氮除磷處理程序之操作參數：

0200～400400100～300％內循環水

25～5050～10050～10020～50％迴流污泥

0.5～1.好氧區-2

2～4無氧區-2

2.5～44～123.5～6.0好氧區-1

2～42～40.5～1.0無氧區-11.0～1.5厭氧-1

3.0～3.5好氧-1

1.5～2.0缺氧-1

1.5～2.0好氧-2

1.5～2.0缺氧-2

0.5～1.0好氧-2

1～21～20.5～1.5厭氧區水力停留時間

(hr)

2000～40001500～3000

2000～40003000～5000

mg/LMLSS

5～155～1010～404～27天固體停留時間

0.1～0.20.1～0.20.1～0.20.15～0.25kgBOD/kg

MLSS.d食微比

TNCUModified

UCT法Modified

Bardenpho法A2O

處理程序

單位設計參數

0200～400400100～300％內循環水

25～5050～10050～10020～50％迴流污泥

0.5～1.好氧區-2

2～4無氧區-2

2.5～44～123.5～6.0好氧區-1

2～42～40.5～1.0無氧區-11.0～1.5厭氧-1

3.0～3.5好氧-1

1.5～2.0缺氧-1

1.5～2.0好氧-2

1.5～2.0缺氧-2

0.5～1.0好氧-2

1～21～20.5～1.5厭氧區水力停留時間

(hr)

2000～40001500～3000

2000～40003000～5000

mg/LMLSS

5～155～1010～404～27天固體停留時間

0.1～0.20.1～0.20.1～0.20.15～0.25kgBOD/kg

MLSS.d食微比

TNCUModified

UCT法Modified

Bardenpho法A2O

處理程序

單位設計參數

[from：EPA甲水教材]

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廢水處理功能記錄表範例

[資料：EPA 訓練教材]

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日常操作紀錄及自動檢查表例

A攪拌機 B攪拌機 C攪拌機 ORP DO 空氣壓D攪拌機 E攪拌機 F攪拌機 ORP DO 空氣壓

運轉 運轉 運轉 mv mg/l CMM 運轉 運轉 運轉 mv mg/l CMM

操作參數 >2 >2

設備狀況

07:30

11:30

15:30

19:30

23:30

04:00

設備

時間

NO.1生物處理池 MX-3012A→R NO.2生物處理池 MX-3012A→R

入口壓 出口壓 電流 入口壓 出口壓 電流 入口壓 出口壓 電流 入口壓 出口壓 電流

操作參數 <765mbar <43.1A <765mbar <43.1A <765mbar <43.1A <765mbar <43.1A

設備狀況

07:30

11:30

15:30

19:30

23:30

04:00

設備

時間

離心式鼓風機 BL-3204A→E

NO.1 (A) NO.2 (B) NO.3 (C ) NO.4 (D)

[資料：2000,北市衛工處]

50

四、合理性操作參數查核

51

廢水處理廠由進流到出流之間各水處理單元，常見之操作控制缺失包含： 人為操作缺失:廢水處理廠操作管理人員應有判斷水質之經驗，具推斷及分析水質異常能力，並須針對水質異常時適度進行操作條件調整，以解決異常情形發生時所造成之衝擊，避免水質變化過大，放流水質異常；

設備異常所產生的缺失：設備異常方面則需了解該設備本身狀況，適時保養及簡易維修，使污水廠各單元設備運轉正常。 因此，廢水處理廠操作管理人員對廠內各單元操作應有基本的檢視及查核，以及早發現及預防水質異常問題發生，污水廠常見之操作缺失及查核要領介紹如后。

四、合理性操作參數查核

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四、合理性操作參數查核 全面進行廢水處理功能查核，進行各單元原設計參數設定值與現場操作參數實際值驗算，可透過自動監控系統進行合理性操作參數差異調整：

– 進水抽水井

– 曝氣沉砂池

– 調整池

– 快混池

– 膠凝池(G=60 1/s 、30 1/s)

– 初沉池(圓形、方形)

– 曝氣池(操作係數、曝氣傳氧係數)

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四、合理性操作參數查核

廢水處理功能查核作業：

各單元之功能查核項目及計算公式說明：

設定值：為該設施一開始採用設計參數及功能計算初始設計值

實際值：為經由功能驗算調整後各單元池體之合理尺寸及成為現有設施之實際操作運轉參數

查核值：為考量廢水處理廠操作經年，其初始設計條件可能產生重大變化異常極端值。

因此透過以下處理功能查核過程，重新核算在遭遇異常流量情況下，此時運轉控制操作參數是否仍介於設定值範圍內，以維持處理設施正常功能。

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進水抽水井：單日尖峰進水量(Qpeak) 25.5 CMM進行進水井管中流速V1之查核。(查核結果：處理設施功能正常)

項目 m3/d m3/min m3/s

進水量Qa 20,000 13.89 0.231

進水量Qmax 30,000 20.83 0.347

進水量Qpeak 40,000 27.78 0.463

設定值 實際值 查核值

Qpeak=25.5CMM

管中流速V1(=1.5-3 m/sec) 1.7 1.64 1.51

抽水量Q peak(CMM) - -

管徑D(mm)=146(Qpeak/V1)0.5 590 調整為600 -

抽水時間Θ(min) )(10~30min) 30 - -

濕井容積V(m3 )=(Θ×Q a)/4 104.17 - -

[資料：EPA訓練教材]

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曝氣沉砂池：單日尖峰進水量(Qpeak) 25.5CMM，進行停留時間DT之查核( 查核結果：處理設施功能正常)

項目 m3/d m3/min m3/s

進水量Qa 20,000 13.89 0.231

進水量Qmax 30,000 20.83 0.347

進水量Qpeak 40,000 27.78 0.463

設定值 實際值 查核值

Qpeak=25.5CMM

停留時間DT(=120-300 sec) 180.00 186.61 203.3

沉砂池容積V(m3 )= Qpeak×DT×60 s/min 83.33 86.40 -

寬W(=2.5-7.5 m) 3.60 3.60 -

寬深比WHr(=1-5) 1.20 1.20 -

深H(=2-5 m)= W/WHr 3.00 3.00 -

長L(=7.5-20 m)=V/(W×H) 7.72 調整為8.00 -

供氣量Ad(0.15~0.45 m3 /min-m(池長L) 0.15 0.15 -

供氣量( m3 /min)=池長L×A d 1.16 1.20 -

沉砂量Gd(m3 /103 m3 ) (0.004-0.2 ) 0.05 0.05 -

每天沉砂量 d(m3 /d )=G d×Qpeak 2.00 2.00 -

[資料：EPA訓練教材]

56

調整池：單日最大進水量Qmax＝4,630 CMD＝193 m3/h進行停留時間(DT)之查核。(查核結果：處理設施停留時間略長) 項目 m3/d m3/h

進水量Qmax 5,000 208.3

設定值 實際值 查核值

Qmax=193CMH

停留時間DT(=6-8 h) 8.00 8.64 9.33

調和池容積V(m3 )=DT×Qmax 1,667 1,800

長寬比(=2-3) 2 2

有效水深H(=2-7m) 4.00 4.00

寬W(m) 14.43 調整為15.00

長 L(m) 28.87 調整為30.00

最高水位D1(m) 5.00 5.00

最低水位D1(m) 1.00 1.00

[資料：EPA訓練教材]

57

快混池：單日最大進水量(Qmax) ＝18,000CMD進行停留時間(DT)之查核 (查核結果：處理設施功能正常)

項目 CMD m3/min

進水量Qmax 20,000 13.9

設定值 實際值 查核值

Qmax=18000CMD

停留時間DT(=1-3 min) 2.00 2.52 2.8

快混池容積V(m3)=

Qmax×DT÷1440 27.8 35.00

有效水深D(m) 1.40 1.40

長L(m)=(V÷D)0.5 4.73 調整為5.00

寬W(m) 4.73 調整為5.00

池深D1(m) 2.00 2.00

黏滯係數μ(N-s/m2) 0.001 0.001

速度梯度G(=300-1,000 s-1) 300 300

攪拌動力P( kW)=μV(G)2 2.5 3.5

58

膠凝池(G=60 1/s) ：單日最大進水量(Qmax) ＝18,000CMD進行停留時間(DT)之查核 (查核結果：處理設施功能正常)

進水量Qmax= 20,000 CMD (=13.9m3/min)

項 目 設定值 實際值 查核值

Qmax=18000CMD

停留時間DT(=20-30 min) 20.0 21.17 23.52

快混池容積V(m3 )= Qmax×DT÷1,440 277.8 294.00

有效水深D(m) 3.00 3.00

池數N 2.00 2.00

長L(m)=(V÷D÷N)0.5 6.80 調整為7.00

寬W(m) 6.80 調整為7.00

池深D1(m) 4.29 4.29

黏滯係數μ(N-s/m2) 0.001 0.001

速度梯度G(=20-80 s-1) 60 60

攪拌動力P( kW)=μV(G)2 1. 0 1.1

[資料：EPA訓練教材]

59

膠凝池(G=30 1/s) ：單日最大進水量(Qmax) ＝18,000CMD進行停留時間(DT)之查核 (查核結果：處理設施功能正常)

進水量Qmax= 20,000 CMD (=13.9m3/min)

項 目 設定值 實際值 查核值

Qmax=18000CMD

停留時間DT(=20-30 min) 20.0 21.17 23.52

快混池容積V(m3 )= Qmax×DT÷1,440 277.8 294.00

有效水深D(m) 3.00 3.00

池數N 2.00 2.00

長L(m)=(V÷D÷N)0.5 6.80 調整為7.00

寬W(m) 6.80 調整為7.00

池深D1(m) 4.29 4.29

黏滯係數μ(N-s/m2) 0.001 0.001

速度梯度G(=20-80 s-1) 30 30

攪拌動力P( kW)=μV(G)2 1.0 1.1

[資料：EPA訓練教材]

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初沉池(圓形)：單日最大進水量(Qmax) ＝4,000 CMD進行停留時間(DT)、表面負荷率 (OR)、堰負荷率(WR)之查核。(查核結果：停留時間略長、堰負荷率略低)

進水量Qmax=5,000 CMD (=208.333CMH)

項 目 設定值 實際值

查核值

Qmax=4000CMD

停留時間DT(=1.5-2.5 h) 2.00 2.55 3.19

表面負荷率OR(=30-50 m3/m2-d) 40.0 37.67 30.14

堰負荷率WR(=125-500 m3/m-d) 126.17 122.43 97.94

初沉池容積V(m3 ) 416.67 530.93

初沉池每池表面積A(m2 )=

Qmax/OR

125.00 132.73

直徑D(=3.6-60 m)=(4A/π) 0.5 12.62 調整為13.00

有效水深H(=3-5m)=V/A 3.33 調整為4.00

堰長L=D×π 39.63 40.84

[資料：EPA訓練教材]

61

初沉池(方形)：單日最大進水量(Qmax) ＝4,000 CMD進行停留時間(DT)、表面負荷率 (OR) 之查核。(查核結果：停留時間略長、表面負荷率略低)

進水量Qmax=5,000 CMD(=208.333CMH)

項 目 設定值 實際值 查核值

Qmax=4000CMD

停留時間DT(=1.5-2.5 h) 2.00 2.42 3.02

表面負荷率OR(=30-50 m3/m2-d) 40.0 34.72 27.78

堰負荷率WR(=125-500 m3/m-d) 500.0 -

初沉池容積V(m3 ) 416.67 504.00

初沉池每池表面積A(m2 )= Qmax/OR 125.00 144.00

長L(=15-90 m)=(WR)0.5 22.36 調整為24.00

寬W(=3-24m)=L/4 5.59 調整為6.00

長寬比LWR(=1-7.5) 4.00 4.00

長深比LHR(=4.2-25) 6.71 6.86

有效水深H(=3-5 m)=V/A 3.33 調整為3.50

[資料：EPA訓練教材]

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曝氣池操作係數(二級生物處理單元)：一般查核合理範圍參考

方法

食微比 F/M

(kg.BOD/kg MLVSS-d)

BOD容積負荷F/V

(kg BOD/m3 -d)

污泥齡θ (d)

SRT

污泥停留時間 MCRT

(d)

水力停留 時間 DT (hr)

供氧量 (kgO2/m

3

-d)

標準活性污泥法

0.15-0.4 0.3-1 4-15 5-15 4-8 0.8-1.1

延長曝氣法

≦0.15 0.1-0.4 ≦20 20-30 16-36 1.4-1.6

階梯曝氣法

0.2-0.5 0.2-0.5 3-15 5-15 3-8 0.8-1.1

氧化深渠法

0.03-0.05 0.1-0.2 20-30 24-28 -

批式活性污泥法

0.05-0.5 0.15-0.4 10-40 - 8-24 -

[資料：EPA訓練教材]

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曝氣傳氧係數(二級生物處理單元)：一般查核合理範圍參考

項目 範圍 平均 kg O2/HP-hr kg O2/kW-hr

粗泡散氣盤 4-8% 6% 0.92-1.84(1.38)* 0.56-1.12(0.84)

細泡散氣盤 8-12% 9% 1.84-2.76(2.07) 1.12-1.68(1.26)

低速表曝 - - 2-3.9 1.22-2.38

高速表曝 - - 2-3.9 1.22-2.38

轉輪表曝 - - 3-3.5 1.83-2.13

沉水曝氣 - - 2.0-3.0 1.22-1.83

噴射曝氣 - - 3.1-4.1 1.9-2.5

( ) *內為平均值

[資料：EPA訓練教材]

五、結語

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五、結語-健全操作與管理 廢水處理廠之操作管理，首先必須有各種不同專長，適合之專業人才擔任各相關工作，以發揮專業技能，並隨時接受新知，增進智能助益工作。

在工作上應以落實 ISO 9001 P – D – C - A

（ Plan – Do - - Check - Action）的精神，藉持續改善，以提升效率，包括內部有完善的評鑑及外部評鑑，以強化營運成效。

在日常操作管理中，能防患不正常於未然，並能隨時共同改善操作，以提升功能。

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五、結語-健全操作與管理

有完善的操作、管理及維修紀錄，掌握處理水量，降低能源消耗、資源回收利用之經濟效益，同時達到對環境的友善，回收能源和資源之效益。

並達到對對周邊環境影響最小，而成為一優質的清水生產園地，進而扮演啟蒙社區居民進一步認識工業區污水處理功能，共同關心更友善促進廢水處理的問題，將是未來操作管理人員之使命。

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報告完畢!!謝謝聆聽!!

魚兒上鉤-93.4.20 下午17:00 拍攝於內湖污水處理廠基隆河放流口