水及废水处理厂设计

水及廢水處理廠設計1.概論1-1常用術語1-2廢水處理廠與下水道系統1-3廢水處理廠的基本構成1-4相關法規與政策1-5規劃與設計文件1-1常用術語下水道及相關設施定義下水道法下水：排水區域內雨水、家庭污水及事業廢水下水道：為處理下水而設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：指供特定地區或場所使用而設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備：用戶接用下水道之管渠設備下水道工程設施標準下水道工程設施：管渠、抽水站、污水處理廠及其相關設施1-1常用術語廢(污)水處理廠中文常見用法污水處理廠(污水廠)廢水處理廠(廢水廠)水資源回收中心英文常見用法WastewaterTreatmentPlant(WWTP)MunicipalWWTPWaterReclamationPlantWaterPollutionControlPlantPubliclyOwnedTreatmentWorks(POTWs)1-1常用術語廢水處理常用術語(1/4)(Metcalf&Eddy)生物固體(biosolids)：有機性半乾狀之廢水處理殘餘物，經生物或化學方法穩定，適合再生利用ClassAbiosolids：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ClassBbiosolids：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、化學及生物等組成(composition)：構成廢水的物理、化學及生物成份1-1常用術語廢水處理常用術語(2/4)(Metcalf&Eddy)成份(constituents)：廢水中單一類物質、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質(impurities)：使用過程中加至自來水的成份非點源(nonpointsources)：在一相當大面積的污染源中有多個排放來源1-1常用術語廢水處理常用術語(3/4)(Metcalf&Eddy)營養鹽(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(parameter)：一項可度量的因子，例如溫度點源(pointsources)：自特定地點如管線或放流口排出的污染負荷污染物(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)：為有利的目的而再利用處理過的廢水或生物固體1-1常用術語廢水處理常用術語(4/4)(Metcalf&Eddy)再淨化(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、再淨化廢水或穩定之生物固體污泥(sludge)：廢水處理過程中所移除的固體物，經過適當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，或是污泥脫水操作中產生的固態殘餘物1-1常用術語處理層級定義(下水道工程設施標準)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程；通常為廢(污)水處理之最先處理過程二級處理：經初級處理後之廢(污)水之後續處理，以去除溶解性、膠狀性之有機物為目的之處理過程高級處理：利用獨特生物處理過程，獲得二級處理程度以上或相當三級處理水質之處理過程三級處理：利用物理、化學或生物方法將經二級處理後之廢(污)水中之營養物質、低濃度懸浮固體等去除之處理過程1-1常用術語處理層級定義(1/2)(Metcalf&Eddy)前處理(preliminary)：去除廢水中會引發操作維護問題的成份，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物強化初級處理(enhancedprimary)：強化懸浮固體物及有機物之去除，通常使用化學加藥或過濾二級處理(secondary)：去除生物可分解之有機物(溶解或懸浮)及懸浮固體物，傳統二級處理定義中通常也包括消毒1-1常用術語處理層級定義(2/2)(Metcalf&Eddy)可去除營養鹽之二級處理(secondarywithnutrientremoval)：去除生物可分解有機物、懸浮固體物以及營養鹽(氮或磷或二者同時去除)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，以因應各種用途之水再利用1-2廢水處處理廠廠與下下水道道系統統下水道道管渠渠主次幹幹管、、分支支管網網、用用戶接接管人孔中繼抽抽水站站截流站站廢水處處理廠廠其他廢水處處理相相關設設施(Metcalf&Eddy)1-3廢水處處理廠廠的基基本構構成1-3-1廢水處處理廠廠的功功能1-3-2廢水處處理廠廠的硬硬體組組成1-3-3廢水處處理廠廠的軟軟體組組成1-3-4廢水處處理廠廠的形形成過過程1-3-5新世代代的廢廢水處處理廠廠觀念念1-3-1廢水處處理廠廠的功功能污水的的輸送送與水水位揚揚升抽水站站(pumpingstation)：進流流(influent)、放流流(effluent)、中繼繼(intermediate)管線(pipingoryardpiping)污水的的淨化化處理理(treatment)前處理理(preliminarytreatment)初級處處理(primarytreatment)二級處處理(secondarytreatment)消毒(disinfection)1-3-1廢水處處理廠廠的功功能高度淨淨化(purification)或再生生利用用(reuse)三級處處理(tertiarytreatment)或高級級處理理(advancedtreatment)污泥處處理(sludgetreatment)濃縮(thickening)消化(digestion)脫水(dewatering)乾燥(drying)1-3-1廢水處處理廠廠的功功能污水處處理廠廠的單單元與與流程程(1/3)因應污污水或或污泥泥性質質及處處理功功能需需求，，設置置處理理單元元(unit)單元的組成成池槽(tankorbasin)及其其構構造造物物機械械設設備備(equipment)管線線(pipeline)控制制裝裝制制：：閘閘門門(gate)、閥(valve)……電氣儀錶設施施其他1-3-1廢水處理廠的的功能污水處理廠的的單元與流程程(2/3)例如－－初沉沉池(primaryclarifier)單元池槽：：初沉沉池、、浮渣渣槽、、溢流流堰機械設設備：：刮泥泥機、、刮渣渣機、、污泥泥泵、、浮渣渣泵管線：：污泥泥管、、浮渣渣管控制裝裝置：：進流流閘門門電氣儀儀錶設設施：：馬達達控制制中心心(MCC)、污泥泥泵定定時器器、浮浮渣槽槽液位位開關關為使處處理單單元發發揮正正常功功能，，廠內內須設設置輔輔助單單元數個處處理單單元構構成處處理程程序(process)初沉池(八里污水處理廠)1-3-1廢水處處理廠廠的功功能污水處處理廠廠的單單元與與流程程(3/3)例如：：活性性污泥泥(activatedsludge)程序單元1：曝氣氣池(aerationtank)單元元2：二二沉沉池池(secondaryclarifier)單元元3：迴迴流流污污泥泥抽抽送送站站(returnedsludgepumpingstation)單元元4：鼓鼓風風設設備備室室(blowerroom)全廠廠所所有有處處理理程程序序構構成成污污水水處處理理廠廠的的處處理理流流程程(flowdiagram)處理理流流程程可可簡簡單單區區分分為為污污水水處處理理流流程程(liquidstream)及污泥處處理流程程(solidstream)活性污泥程序(安平污水處理廠)1-3-2廢水處理理廠的硬硬體組成成土建工程程池槽、機機房、管管廊……多為RC或鋼構構構造物機械工程程機械設備備固液分離離：攔污污柵、刮刮泥機、、脫水機機流體輸送送：泵、、鼓風機機質量傳送送：散氣氣器、攪攪拌機熱傳送：：污泥熱熱交換器器其他閘門及閥閥類1-3-2廢水處理理廠的硬硬體組成成機械工程程管線鑄鐵管：：污水、、污泥鋼管：清清水、空空氣塑膠管：：化學藥藥劑實驗室設設備電氣工程程受電及配配電MCC緊急發電電機電話、CCTV、照明等等弱電系系統1-3-2廢水處理理廠的硬硬體組成成儀錶控制制工程中央控制制／分散散控制現場儀錶錶其他HVAC大地工程程放流水工工或放流流管道路工程程景觀工程程生態保育育工程1-3-3廢水處理理廠的軟軟體組成成人員組織織污水廠主主管操作人員員維護人員員實驗室分分析人員員行政人員員操作維護護方法操作控制制策略操作維護護手冊管理制度度排班出勤勤維修計畫畫與備品品庫存管管理1-3-4廢水處理理廠的形形成過程程法令及政政策(lawandpolicy)下水道法法(施行細則則、下水水道工程程設施標標準)國家發展展計畫規劃(planning)下水道系系統/廢水處理理廠規劃劃實施計畫畫BOT可行性評評估工程設計計(design)概念設計計(conceptualdesign)基本設計計(basicdesign)(初步設計計)細部設計計(detaildesign)1-3-4廢水處理理廠的形形成過程程工程招標標(bidding)統包(turn-key)BOT／BOO施工(construction)試運轉(commissioning)操作營運運(operation)功能提升升(upgrading)、更新改改善(retrofitting)、容量擴擴建(expansion)1-3-5新世代的的廢水處處理廠觀觀念廢水處理理未來課課題設施老化化問題程序分析析與控制制方法的的更新處理程序序效能與與可靠度度(reliability)廢水消毒毒新技術術合流污水水溢流(combinedseweroverflows,CSOs)、衛生污污水溢流流及非點點源控制制迴流廢液液處理臭味及VOC逸散控制制廢水處理理廠更新新與提升升(retrofittingandupgrading)1-3-5新世代的的廢水處處理廠觀觀念資源再生生利用水資源再再生三級處理理集中處理理vs.分散處理理污泥資源源再生多功能利利用景觀生態態教育親水休閒閒蛋形消化槽(八里污水處理廠)迪化污水處理廠上部空間利用內湖污水處理廠親水公園1-3-5新世代的的廢水處處理廠觀觀念高效率高效率的的處理程程序或設設備高效率設設備自動化控控制省能源省能源的的處理程程序或設設備省能源的的操作方方法安全考量量減少工安安事故後911時代的省省思1-4相關法規規與政策策下水道法法下水道法法下水道屬屬地方自自治事項項，應由由直轄市市或縣(市)主管機關關負責規規劃、實實施及管管理下水道法法施行細細則下水道工工程設施施標準下水道政政策污水下水水道發展展方案挑戰2008國家發展展重點計計畫新十大建建設促進民間間參與污污水下水水道系統統建設推推動方案案1-4相關法規規與政策策水污染防防治法水污染防防治法基本措施施排放廢(污)水於地面水水體者，應應符合放流流水標準污泥應妥善善處理依水體之涵涵容能力實實施總量管管制水污染防治治費防治措施設立許可及及排放許可可設置專責單單位或人員員申報操作記記錄及放流流水水質水水量放流水標準準1-4相關法規與與政策其他環境影響評評估法空氣污染防防制法噪音管制法法廢棄物清理理法資源回收再再利用法促進民間參參與公共建建設法建築法、建建築技術規規則消防法1-5規劃與設計計文件1-5-1污水下水道道規劃成果果1-5-2廢水處理廠廠設計成果果1-5-3污水下水道道BOT規劃1-5-1污水下水道道規劃成果果污水下水道道系統實施施計畫(1/2)計畫緣起計畫範圍環境背景及及污染現況況調查基本數據(目標年、人人口推估、、污水量與與污染量推推估)定案方案定案計畫工程內容分期分區實實施計畫工程進度1-5-1污水下水道道規劃成果果污水下水道道系統實施施計畫(2/2)工程經費概概估財務計畫計畫原則建設費籌措措計畫營運費籌措措計畫工程效益營運管理計計畫用戶接管工工作計畫1-5-2廢水處理廠廠設計成果果概念設計報報告計畫概述地形測量成成果設計準則處理流程(處理流程圖圖)質量平衡計計算功能計算廠站與管線線佈置(廠區平面配配置圖)水力計算(水力剖面圖圖)電力容量與與供電方式式概估工程經經費1-5-2廢水處理廠廠設計成果果基本設計報報告計畫概述地質鑽探及及試驗成果果處理流程圖圖及各單元元平面配置置圖各單元處理理流程控制制說明電氣設計說說明總工程經費費估算主要設備資資料及規範範功能計算書書、質量平平衡計算書書、水理詳詳細計算書書及水力剖剖面圖景觀及環境境整理平面面圖工程計畫1-5-2廢水處理廠廠設計成果果細部設計報報告(1/2)各單元處理理設施設設設計圖說一般圖(G)流程及儀錶錶圖(I)機械管線圖圖(M)結構及地工工圖(S)土木圖(C)建築圖(A)、景觀圖圖(L)電氣工程程圖(E)消防圖(F)空調及通通風圖(V)1-5-2廢水處理理廠設計計成果細部設計計報告(2/2)環境影響響說明及及對策施工規範範(PCCES)工程預算算書(PCCES)計算書(數量計算算書、結結構計算算書、水水理計算算書)主要設備備器材型型錄與估估價單工程施工工預算進進度施工計畫畫(含工程分分標計畫畫)1-5-2廢水處理理廠設計計成果招標文件件招標公告告投標須知知及補充充說明設計圖說說施工規規範工程契契約草草案標單與與標封封1-5-3污水下下水道道BOT規劃污水下下水道道BOT(建設-營運-轉移)之法源源依據據促進民民間參參與公公共建建設法法第42條：經經主辦辦機關關評估估得由由民間間參與與政府府規劃劃之公公共建建設，，主辦辦機關關應將將該建建設之之興建建、營營運規規劃內內容及及申請請人之之資格格條件件等相相關事事項，，公告徵徵求民民間參參與第46條：民間自自行規規劃申申請參參與公共建建設者者，應應擬具具相關關土地地使用用計畫畫、興興建計計畫、、營運運計畫畫、財財務計計畫、、金融融機構構融資資意願願書及及其他他法令令規定定文件件，向向主辦辦機關關提出出申請請促進民民間參參與污污水下下水道道系統統建設設推動動方案案1-5-3污水下下水道道BOT規劃污水下下水道道系統統BOT可行性性評估估(1/2)興辦目目的市場可可行性性分析析市場供供需現現況調調查及及預測測分析析市場競競爭及及投資資意願願調查查法律可可行性性分析析適用促促參法法之可可行性性工程技技術可可行性性分析析初步工工程規