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廢水處理技術概論 資源與環境管理 胡子陵 水污染的定義 Pollution源自拉丁字pollutus，即沾污的意思。 污染物：任何導致水污染之物質、生物、能量。 污染源：主要是人類活動，直接或間接的將污染物帶入水體。 水的病媒危害：細菌、寄生蟲、原蟲及病毒散播。 經人為利用而排棄之廢水，其中介入污染物質於水中，改變水質之原有面貌，引起水質物理、化學或生物特性改變，背離常態，致影響水正常用途或危害人類健康及生活環境。 廢（污）水相關定義 廢水(Wastewater) 指事業於製造、操作、自然資源開發過程中或作業環境所產生含有污染物之水 污水(Sewage) 指事業以外所產生含有污染物之水 廢(污)水處理設施(Wastewater and sewage treatment facility) 指廢（污）水為符合水污染防治管制標準，而以物理、化學或生物方法處理之設施 水污染的分類 耗氧物質(oxygen demanding wastes) 病源物質(disease causing agents) 植物營養份(plant nutrients) 有機化合物(organic compounds) 油脂(oil) 無機化合物(inorganic chemicals) 沉積物(sediments) 放射性物質(radioactive materials) 熱(heat) 污染物_氨氮 指以氨或銨離子形式存在的化合氨，亦即水中之氮以NH4+(NH4+-N)，NH3(NH3-N )形態存在者，單位為mg/l 主要來源：於人和動物的排泄物，生活污水、雨水逕流以及農用化肥的流失也是氮的重要來源。另外，氨氮還來自化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業廢水中。 當氨溶于水時，其中一部分氨與水反應生成銨離子，一部分形成水合氨，也稱非離子氨NH3-N。非離子氨是引起水生生物毒害的主要因數，而氨離子相對基本無毒。 氨氮是水體中的營養素，可導致水富營養化現象產生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。 耗氧物質 含生物可分解的有機物及還原性的無機物 C + O2 → CO2 C需要3倍氧量始可完全分解，即一加崙水中溶氧只夠一滴油作用。 BOD：生化需氧量，指耗氧物質在氧化時需用掉的溶氧(一般將樣水培養五天測定DO變化) 魚殖生物：典型需至少有5~6ppm的溶氧 在20℃時，水中DO之飽和量約9.1ppm(隨水溫、高度而異) 水污染與水體自淨能力 自淨能力亦即涵容(assimilation)能力，其作用如下 物理：稀釋擴散、混合及沉澱 化學：伴隨物理作用過程中發生氧化、還原、吸附或凝聚現象 生物化學：有機物被水中微生物分解而發生氧化、還原等現象 水污染與水體自淨能力 大部分的有機物和簡單的無機離子(不含重金屬)，所含的碳、氫、氧、氮、硫、磷等元素，在天然環境或廢水處理廠中，可被微生物分解成CO2、H2O、NO3-、SO42-、PO43-等無害的小分子或離子。然而水中的重金屬無法被微生物所分解，有些甚至於可因生物作用而生成毒性更大的物質累積於生物體中。 水污染與水體自淨能力_現象 自淨作用之現象 水中之自淨 稀釋、擴散、生物化學分解 大氣與水之間自淨 放出CO2、H2S等氣體 水與底泥之自淨 沉澱及吸附作用 底泥之中的自淨 微生物分解 水污染與水體自淨能力_分解 生物分解作用 好氧性分解 含碳有機物 → CO2 + H2O 含氮有機物 → NH3 → NO2- → NO3- 含硫有機物 → H2S → SO42- 厭養性分解 複雜有機物 有機酸中間產物 CH4 + CO2 水污染與水體自淨能力 厭養性分解 含碳有機物 → CH4 + CO2 含氮有機物 → NH3 → N2 含硫有機物 → SO42- → H2S 河川溶氧平衡 袪氧(deoxygenation)作用：微生物分解有機物 再氧化(reaeration)作用：水面曝氣及水棲植物之光合作用 運用氧垂曲線公式，可以預測在河流中下游任何地點之溶氧及生化需氧量情況，並可估計廢污水所應採之處理程度及稀釋所需程度。 廢水處理的基本原理 廢水處理的技術方法盡管有許多，但其最基本的作用原理卻只有三項，即：分離、轉化和利用 分離，採用各種技術方法，把廢水中的懸浮物或膠體微粒、微滴分離出來，從而使廢水得到淨化，或者使廢水中污染物減少到最低限度 轉化，對於已經溶解在水中，無法“取”出來或者不需要“取”出來的污染物，採用生物化學的的方法、化學和電化學的方法，使水中溶解的污染物轉化成無害的物質（如轉化成 H2O、 CO2、 CH4、NO3 -等等），或者轉化成容易分離的物質（如沉澱物、附著物、上浮物、不溶性氣體等等）。總之，使水中污染物發生有利於處理的化