水处理工艺设计指南.

水處理程序設計指南鍾政諺2001/2/22

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一、淨化處理 2

二、軟水處理 4

三、飲用水處理8

四、鍋爐用水處理10

五、醫療用水處理11

六、醫藥用水處理，生化用水處理12

七、食品飲料用水處理

八、實驗室用水處理

九、電著電鍍用水處理

十、海水淡化處理

十一、電子廠超純水處理

十二、冷卻水塔

十三、Condensate 回收

十四、電子廠low TOC last rinse reclamation 處理

十五、電子廠酸性廢水回收處理

十六、封裝廠切割廢水回收處理(參考用)

十七、封裝廠研磨廢水回收處理(參考用)

十八、晶元廠CMP廢水回收處理(參考用)

十九、水處理單元特性說明

二十、水處理需求調查資料表

二十一、水量平衡計算

二十二、水處理系統之管理

二十三、水處理發展之趨勢

二十四、水處理書單

二十五、其他

二十六、附錄

一.淨水處理:

淨水處理之作用及目的:

一般淨水處理指將原水做初步之淨化處理,許多地區並不提供工業用水或自來水，因此需就近引進水源；並視水源之情況實施初步之淨化；即稱之為淨水處理。淨水處理之要求為將水質處理至自來水標準，通常並不牽涉到脫鹽(desalination)程序。其主要要求為脫色、脫臭、除鐵錳、消毒、降低濁度等。

淨水處理後水質要求，可參考台灣省自來水標準。

淨水處理之程序:

地面水之淨水處理:

地面水受季節及氣候變化，其進水水質變化較大。在水質調查部份最好有全年度之水文調查資料,以便於掌握設計變數。一般之處理程序如下:

1.引水：引進水源，通常為土木工程範圍；例如引水渠道；伏流井取水等。

2.沉砂：原水引進通常挾帶泥沙及雜物，通常於進水口處設置欄柵阻攔雜物，原

水進入一緩衝池中，將挾帶之泥沙沉澱。

3.過濾：此處過濾常採用重力式過濾，凝集加藥亦有時合併使用。

4.加氯：加氯之主要作用在於氧化及消毒，採用加氯法之優點在於殘餘氯仍有持

續之殺菌能力。一般加氯法皆採用折點加氯法。但最大加氯量不超過

10ppm.一般加氯後之餘氯量為0.5ppm。

5.輸送：將淨化水輸送至下一製程。

最典型之應用為自來水公司之淨水場；本公司之客戶中例如苗栗長春石化之原水即採用後龍溪之伏流水，即經上述之處理程序。

地下水之淨水處理:

地下水一般鐵錳含量較高，濁度較低，其水質較穩定，淨化處理並須針對水質情況設計；大部份之地下水淨化流程如下：

1.除沙：一般地下水經沉水式幫浦抽取輸送至一旋風分離機(cyclone)將水中之砂

粒去除。

2.氧化：經除砂後,隨即添加漂白水(折點家氯法)加氯氧化，或使用臭氧氧化，亦

有採用三至四層之氣曝塔實施氣曝氧化。其目的為將水中之二價鐵氧化

為三價鐵，即可凝集沉澱。

3.沉澱：經氧化後，大部份鐵錳即氧化沉澱，此時可添加助凝劑及高分子來加大

其顆粒，水中之其他小顆粒及膠羽亦可變成大顆粒沉澱。

4.過濾：沉澱池之上層澄清液再經多層過濾器過濾即可得到淨水。

5.除鐵錳：如對鐵錳要求程度較高時，可在多層過濾器後設置錳紗過濾器

(green sand)過濾，錳砂過濾之設計參數與活性碳相同，一般希望其

過濾流速約為12M/hr。錳砂經一段時間使用後，其效果降低時，可

使用過錳酸鉀(強氧化劑)再生之。

地下水經淨化處理後，其處理效果鐵錳含量通常<0.05ppm

以上之淨水處理常用之設計方式，常採用澄清池clarifier (或稱快速凝集沉降池)及重力式過濾器(gravity filter)視其水量及場地之大小決定程序之配置，一般因有加氯或臭氧添加，設備皆設置於室外。

二.軟水處理：

軟水之定義：水中之總硬度>40ppm as CaCO3，即稱之為軟水。

軟化之程度視使用者對硬度要求而定，而軟化程序之選定亦隨原水水質及軟化程度不同而異。

廣泛之說法為凡可將水中之硬度去除之程序皆可稱之為軟化程序。

使用藥品例如：6偏磷酸鈉或抗垢劑等，並無法降低水中硬度，不能稱之為軟化。軟化程序之種類:以下之程序皆可達到降低硬度之效果。

1.煮沸或蒸發

2.石灰軟化法(lime softener)

3.天然沸石軟化

4.陽離子交換樹脂

5.納濾(NF,nanofiltration)或逆滲透法

6.電透析法(E.D.:eletrodialysis)

其適用時機及流程安排茲分述如下：

1.煮沸或蒸發法：

使用煮沸法一般只能去除暫時硬度，而無法去除永久硬度。

蒸發法則可去除所有硬度。

不論使用煮沸法或蒸發法；因為其能源消耗量大，故適用於廢熱充裕或能源充裕之地區，如產油國家。

煮沸法程序：

多效蒸發法(MSF：multi-stage-flash)：中東地區使用作為海水淡化

減壓蒸餾法(V.C.：vapor compressor)

比MSF較節省能源之蒸發法：

基本上，採用蒸發法當然不只去除硬度，甚至可脫除大部份鹽類，達到海水淡化之程度。

結冰法:

市場上亦有使用冷卻至結冰之方式來達到脫鹽及軟化之效果。

2.石灰軟化法：

石灰軟化法是大量用水去除暫時硬度常用之方法。其程序如下：

操作溫度如果在40℃以上時，稱之為Hot lime softener,效果較佳

部份之SiO2亦可去除；其機制為沉墊Mg(OH)2時之共沉效應；平均去除7.1ppm 之Mg++時，可同時去除1ppm之SiO2

使用此法只可去除暫時硬度，因此要提高去除硬度效果時，則必須添加大量蘇打(Na2CO3)，使用石灰軟化法時會產生大量之污泥

3.天然沸石軟化法:

天然沸石之功能與鈉型陽離子樹脂一樣；皆可實施離子交換功能；其使用方式亦同樣使用鹽水再生；由於離子交換樹脂之通用；目前此法已經少人使用。