废水处理系统规划及基本设计指引

Waste Water Treatment System Plan and Basic Design Guide 废水处理系统规划及基本设计指引 技术手册 目 录 1.0系统简介 3 2.0设计准则 18 3.0 设计应注意事项 29 4.0 应研读之法规-标准、书籍或数据 42 5.0 ABC 科技股份有限公司范例 59 1.0系统简介 1.1名词释义 1.混凝(Coagulation) 由于微粒表面电荷中和后，利用粒子与粒子间彼此微弱的 vander walls 吸引力所造成的凝集作用。此种力量非常薄弱，容易受到机 械力的破坏，因此混凝作用时，常加入助凝剂 (如 polymer)利用胶 羽使粒子与粒子结合成较大的凝集体。常用之混凝剂有硫酸铝(明 矾)，多元氯化铝(PAC)，硫酸亚铁 (绿矾)。 2.胶凝(Flocculation) 在两个或多个微粒间，利用高分子聚和物 (polymer)来做架桥作用， 使微粒聚集成较大凝集体而增加沉降速度。 3.沉淀(Sedimentation) 水质经凝结及凝聚作用后形成较大的凝集体，在沉淀池内使有足够 的沉降时间与沉降速度使凝集体沉积池底。 污泥脱水(Sludge Dewatering)污泥脱水之目的在于减少污泥体积， 使污泥易于搬运及废弃。一般污泥脱水可分为自然脱水与机械脱水。 自然脱水乃利用干燥砂床将污泥披撒其上，藉重力把水份过滤掉在 经由蒸气干燥达到脱水目的。 4.PH 值 代表水值酸碱程度的一指标，pH=7 为中性；Ph7 为碱性。 5.BOD 5 (Biochemical Oxygen Demand)五日生化需氧量 用以表示废水及表面水有机污染物的重要参数。主要是测量水中被 微生物用来分解有机物所耗的溶解氧量。 6.COD(Chemical Oxygen Demand)化学需氧量 COD 试验是用测量废水及天然水中有机物能被氧化之氧当量。一 般来说，废水之 COD 较 BOD 高，因为能被化学氧化的化合物较 被生物氧化的化合物为多，又 COD 与 BOD 间存有某种关系且 COD 约 3 小时即可测出，因此，通常用 COD 值来当做处理废水 之依据。 7.S.S. (Suspended Solid)悬浮固定体 指悬浮于水中之物质，其范围有自细小的胶状粒子至粗大的固定物， 为污水水质之重要指标。 8.F (Fluoride)氟离子 高浓度的氟化物对河川中生物具有毒性，因此对放流水质之氟离子 含量有其规定限值。 1.2废水来源及水质水量之分析 以电子厂废水来源及特性来看，大致可分为： 1.一般酸碱废水 包括 Wet Bench 排水含 HCL、HNO3、H2SO4、H3PO4、CH3COOH、NH4OH、H2O2 etc。 特性为 pH 变动大，水中缓冲(buffer)少，此类废水量一般为最大 宗。 2.有机废水 此类废水通常在 TFT-LCD 或 PDP 制程产生，其 COD 浓度平均 1800 mg/L，变化范围一般在 10004500 mg/L。一般需生物处 理法去除。 3.含氟废水 主要为晶圆厂蚀刻制程经清洗产生之废水，一般可分为低浓度(F- ：200 mg/L) 高浓度(57%)。需特别注意浓度高于 10% 之氢氟 酸，应视为化学品废液纳入化学系统之废液收集系统。 4.CMP 研磨废水 化学机械研磨(CMP)制程为 12晶圆制造的必备制程，其废水含 有大量奈米级 (小于 100mm)的颗粒(其成份可能含有 Cu、W、Ti、Ce 等重金属及不可知的商业机密有机成份)，一般研 磨液可分为氧化膜及金属膜两大类。 5.重金属废水 一般晶圆厂及 TFT-LCD 厂较少有重金属废水产生，但对 PDP 制程， 其它电子组件，如：MLCC、CHIP-R 或电镀制程者，就必需处理 金属废水，另外，如：砷化镓制程有含砷废水，而铜制程 CMP 废 水则含 Cu 离子需去除。 6.BG 晶背研磨废水 BG 废水为晶圆制程过程晶背研磨之清洗废水，含有大量 SiO2颗粒， 其粒径 小于 0.5m。 7.其他废水 纯水再生废水：MMF、ACF 反洗水主要污染成份为 SS，离子交换 树脂再生废水主要污染特性为 pH 值，其他如 RO、EDI、UF 浓缩 水一般均可回收利用。 废气洗涤塔排放水：主要含 SS 及依其废气性质而定之酸碱废水。 冷却水塔旁滤系统反洗水：主要含 SS。 生活污水：一般为 BOD=230mg/L，COD=460mg/L，SS=230mg/L 为设计基准。 1.3 各股废水之处理方法 1.一般酸碱废水处理 一般将全厂废水经前处理后或具酸碱废水性质者，均纳入此系统， 集中后以酸碱药剂中和至符合放流水标准(或园区/工业区纳管标准) 后排放。一般设计时，需考虑两段式中和处理，其原因为电子厂酸 碱废水一般缓冲物质(BUFFER)少，故 pH 调整不易，在设计时甚 至有人建议应采三段式中和设计。 如图一所示：为两段式中和处理系统 2.有机废水处理 电子厂有机废水其主要特点是 BOD5/CODcr 值，属生化性不3 . 0 好的废水。生化处理由于技术成熟、运行成本较低、操作管理简单， 已成为目前有机废水处理的技术核心。其中最早采用是传统活性污 泥法，但随着在实际生产上的广泛应用和技术上的不断革新改进， 特别是近几十年来，在对其生物反应和净化机制进行深入研究、探 讨的基础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的理论方面以及在 制程方面都得到了长足的发展。人们开发了一系列生化处理新方法， 例如：吸附一生物氧化法(AB 法)；厌氧/好氧活性污泥法(A/O 法)； 厌氧/缺氧/好氧活性污泥法(A2/O 法)；氧化渠法；批次式活性污泥 法(SBR 法)及其变形(MSBR、CAST、UNITANK 等)。近来又推出 了两种新的污水处理技术，其一是 BIOPUR 法(曝气生物滤池)，其 二是 MBR 法(薄膜生物反应器)。 有机废水设计时，一般考虑 COD 浓度去除率，由于放流水标准 COD 订为 100mg/L，因此如何搭配不同处理单元即成为设计重点。 一般常见的处理流程如下： 可将 COD 由 1000 mg/L 降至 100 mg/L 以下，若进口浓度更高， 则可考虑在末段加一组活性碳。若进口 COD 浓度低至 200300 mg/L，则可以仅考虑接触氧化处理，如图二所示： 溶解空气上浮水解酸化沉淀过滤接触氧化消毒 3.含氟废水处理 氢氟酸废水可分为高浓度含氟废水及低浓度含氟废水，由制程排出 分别收集于贮槽。 当低浓度含氟废水贮槽液位达设定高液位时，由液位控制传达讯号 启动泵浦，定量输送贮槽内之低浓度含氟废水至贮槽与高浓度含氟 废水混合。 高浓度含氟废水经收集至贮槽与低浓度含氟废水混合，当液位达设 定高液位时由液位控制传达讯号启动泵浦，定量输送贮槽内之废水 至反应槽，石灰亦同时定量输至反应槽，反应槽内经 pH 控制侦测 槽内废水之 pH 值小于 11 时，即输出讯号输送碱液至反应槽调节 pH 值，经反应形成 CaF2白色混浊状之微细颗粒，降低废水之游 离氟离子浓度使小于 15PPM。 经反应之白色混浊状之废水，溢流至凝集槽与凝集剂反应，促使 CaF2之微细颗粒形成较大颗粒带正电之水合离子。 经凝集槽反应之处理水流入胶凝槽与胶凝剂混合，促使处理水之悬 浮颗粒结合，形成更大之颗粒。 经胶凝槽反应之处理废水流入沉淀槽进行固液分离之过程，经一段 时间后底部之污泥排入污泥贮地。而上澄液则经由管线排入调整池 做后续处理。 排入污泥贮池之污泥经液位控制启动泵浦输送污泥至污泥脱水机， 滤除液则回流至贮槽 A 再行处理，污泥则定期运弃。 图三为含氟废水处理系统流程： 4.CMP/BG 废水处理 国内外目前已被研究或发展使用之 CMP 废水处理技术可分为两大 类： 以化学加药混凝做前处理伴随重力沉淀、加压浮上或薄膜过滤等 处理程序。 不加任何化学药品直接以超过滤(UF)、电胶凝/电透析(EC/ED)或 外加电场微过滤处理程序。 兹分述如下： (1)化学加药混凝做前处理，伴随后段处理单元设备： 化学加药混凝及胶羽作用是一种既有效又普遍的化学处理程 序，包括借着带相反电荷之无机及有机物质表面电性中和及离 子的中和作用，以使去稳定化的溶解或悬浮固体物质形成胶羽， 并借着后段处理单元来移除 CMP 废水中所含之悬符微颗粒、 重金属及一些有机物质。 以下分别就后段处理单元设备之研究发展列举说明： (A) 重力沉降(GRAVITY SETTING)： 重力沉淀是一种简单且成熟的处理技术，但占地面积大， 除了需要大空间的凝集沉淀槽及浓缩槽外，也需要配合 调整槽及砂滤槽来使用，初期投资成本包括控制系统、 管路及水槽结构等费用太高，且系统操作不稳定。 (B) 溶气加压浮选(DISSOLVED AIR FLOTATION)： CMP 研磨废液内含高浓度之悬浮固体物，以柱型浮选槽 能有效地选分离研磨浆料，当加入补集剂油酸钠时其效 果更显著，配合控制溶气压力、溶气饱和时间及加入适 当药剂来回收研磨浆料固粒，并达到与废水分离的目的。 (C)薄膜微过滤系统 (MEMBRANE MICROFILTRATION)： 目前广泛使用于 CMP 废水处理之薄膜过滤系统皆以平行 流或扫流式(CROSS-FLOW FILTRATION)薄膜微过滤为 主流。包括动态过滤膜(DYNAMIC LAYER)及陶瓷膜 (CERAMIC TUBE FILTER)。平流式薄膜过滤系统操作压 力约在 2575PSIG 之间，流通量范围在 10150GFD 之间，这些系统被使用于处理 CMP 废水系统设备供货商 包括 EPOC FILTRATION、PALL CORP 及 U.S. FILTER 等。 (D) 一次通过低压薄膜组合系统(SINGLE-PASS MEMBRANE ARRAY SYSTEM)： MICROBAR 公司最近发展一种新的处理技术，采用一次 通过(SINGLE-PASS)多段薄膜组合排列(MEMBRANE ARRAY)之低压微过滤系统。这种 ENCHEM 系统使用流 通过可达到 200GFD，在低压下操作(410PSI)并可处理 高流量达 5,000gal/min，与平流式微过滤系统不同的是 并没有循环过滤而是采用一次通过过滤方式。 (2)直接使用超过滤或电胶凝处理方式： 若不加任何化学药品来混凝胶羽化 CMP 废水中之溶解或悬浮 微粒，或只加入少量 PH 调整剂来做为前处理加药时，目前已 被使用或被研发之处理系统有：超过滤(UF)、电胶凝/电透析 (EC/ED)或外加电场微滤系统等。 (A) 薄膜超过滤系统(MEMBRANE ULTRAFILTRATION)： PALL 公司采用超过滤技术 (MICROZA ULTRAFILTRAION MODULES) 模块，其特性为双层薄 膜，中空纤维状，是一种分子量去除大小(MWCO)为 10,000 DALTONS 之有机膜。 (B) 电混凝/电透析技术(ELECTRO COAGULATION/ ELECTRODE CANTATION)： METTESON 等以电解方式增加水中的离子，利用电混凝 有效去除水中的超威颗粒 RAGHAVAN 等则以电混凝/电 透析(EC/ED)技术来处理半导体化学机械研磨废液。 (C) 另外 BG 废水性质与 CMP 废水类似，一般可合并处理。 图 4-1 为传统化学加药处理程序，后段并入氟系废水处理， 仅处理至放流水标准。 图 4-2 为直接使用薄膜超过系统处理，后段并加入 ACF 及 IX(离子交换树脂)及 UV 消毒达到回收水等级。 5.其他特殊废水处理 电子厂制程种类繁多，因此常有特殊废水需处理，兹归纳如下： (1)含砷废水： 在砷化镓制造厂中会有含砷废水需处理，传统使用钙盐、铁 盐做化学混凝沉淀处理，但会产生大量污泥，新的处理方法可 以氨盐加镁盐搭配薄膜过滤处理。 (2)重金属废水： 一般重金属废水可以传统化学混凝沉淀处理，但近年来电凝 浮除法亦正在发展，如考虑造价则传统化学混凝沉淀法稍占优 势，但若考虑用地面积则电凝浮除法用地需求较少。 另外重金属废水中若有铬 Cr6+存在，则需先经亚硫酸盐还原 或 Cr3+再加入 NaOH 使形成 Cr(OH)3纳入化学混凝单元处理。 (3)氨废水： 一般电子厂废水中含氨量不高情形下，可并入一般酸碱废水 处理，但若量大，则需先进行氧化反应使 NH4+氧化成 NO2- 或 NO3-，再纳入有机废水之厌氧反应及好氧反应以达成脱氧 之目的。 如图 5 所示为氨废水处理系统流程 (4)污泥处理 一般电子厂所产生之污泥大都为化学污泥，选用板式过滤机， 其动作原理如下： (A) 污泥泵将沉淀池底之污泥泵至污泥槽储存至设定好之高 液位后送出一液位信号通知脱水机作动。 (B) 污泥注入泵启动时，由吸口端注入 POLYMER 使污泥易 于挤压成饼。 (C) 7KAIR 用以使脱水机中心孔道内残留之污泥吹回污泥槽。 (D) 污泥挤压后之过滤水则经由调节池中和处理后放流。 (E) 视滤布之污染状况实施自动冲洗步骤。 污泥脱水机作动流程示意图 (HF 后段处理流程图) 2.0设计准则 2.1设计处理水量 依据设计指引GL-DG-ENV-W501 全厂水平衡图规划作业指引之 废水量并考虑废水处理系统操作时间(8HR、16HR 或 24HR)，订出废 水处理量。 一般在调匀池前(含)单元，以尖峰小时废水量设计，调匀池以后单元则 以平均小时废水量设计。 2.2设计处理水质 进流水质依各系统提供数据推估订出，放流水水质依排放承受水体区 分为： (1)放流水标准(详附件) (2)农田水利灌溉大排标准(详附件) (3)工业区污水厂纳管标准(详附件) 其严格度(2)(1)(3)。 2.3功能计算及质量平衡计算 功能计算及质量平衡计算之目的在确认并得出废水处理流程中各单元 的重要参数并确认功能可达成。各单元如何设计可依 4.0 教科书所列。 范例：(废水处理计算书) (1)各股废水水量分析： LS = 3000 l/time，time/10day 6 台/Floor x 2 Floor 假设每 5 天排 6 台为最大量 则 5 天内排 18m3 CS = 循环水量1400l/min 每套废水排放量，以循环水水量之 0.3%计 1400 x 0.3% = 4.2 l/min 3 套 4.2l/min X 3 = 12.6 l/min = 0.756 m3/h (Max) C/T = 1.14 m3/hr (数据源：空调系统) DI System : 1. MMF 20CMD 20min约每 12 日一次 2. A.C 5CMD 20min约每 12 日一次 3. Softner 10CM/Cycle 1hr约每 12 日一次 制程废水： 1. Parts clean50 gpm 11.4 m3/hr 2. Wafer clean30 gpm 6.82 m3/hr DI System : 1. R.O 浓缩水 120gpm x 0.22 x 60 x 3.785 = 6 m3/hr 空调冷凝水 = 2025 m3/day (数据源：空调系统) (2)已知各股废水水质： LS = 2000 ppm (砷系) as 2000mg/L Na2HasO4 (3)为使含砷废水之含砷浓度勿过高，拟将放流水导入稀释。 (TK-101)高浓度含砷废水设计 18m3，以平均 5 天量打至含砷废 水调匀池(tk-102)收集池。 h/m15. 0 24 1 X 5 18 3 设计 TK-102 停留时间 4hr (0.15+1.896) X 4 = 8.2 m3 choose 10m3 设计处理量放大安全系数 2 X 2.05 m3/h=4.1 m3/h，choose 5 m3/h (4)TK-301 一般废水调匀槽 Max DI 尖峰小时 37.5m3/h（其中 7.5 m3/h 至回收水槽） 砷系处理水 5 m3/h 制程废水 11.4 m3/h (parts clean)，Wafer clean 6.82 m3/h 至 回收水槽 尖峰废水量 30+5+11.40.5+1.14+0.756=42.6m3/h TK-301 以 V=30m3作 buffer 容量，尖峰小时停留时间为 42 min 后段设计处理量取 40m3/h 设计 处理流程详 1266-w-F01 (A)含砷废水 高浓度含砷废水 2000mg/L (as Na2HAsO4) (a) 经 TK-101 以 3.6 m3/day 加至 TK-102 含砷废水调匀池 choose Q=300l/hr，H=6m P-101A/B 以每 2hr 加量加 1hr 量。 (b) 经 TK-102 收集后，与放流水混合，Na2HAsO4稀释浓度 0.32000/2/2.046=147 mg/L 设计处理量 5m3/h TK-103，停留时间 10min，有效容量：0.8m3 TK-104，停留时间 20min，有效容量：1.67m3 TK-105，停留时间 20min，有效容量：1.67m3 (c) 加药量计算 TK-103 NaOH (45%) 加药量 PH7 12.7 5m3/h x 10-1.3 mole/l = q x 103cm3/l x 47 . 1 /100 40/45 q = 15.2 l/h 0.25l/min TK-104 Ca(OH)2与 FeCl3加药量 反应式 3 Na2HAsO4+3H2O+2 FeCl3Fe(OH)3(s) +Fe(H2ASO4)3(s) + 6NaCl (1) M(分子量)Na2HAsO4=186 (采 AWWA 出版之 Water Quality and Treatmentpg.623 所列之方法) M(分子量)FeCl3=162.5 Stoichmetric FeCl3量 L/mg865 .162x2x 3x186 147 砷、铁比需在 20 倍，使去除率达 98.3%，使 As 出流水 3mg/L 86mg/L x 20 = 1720 mg/L 1720 g/m3 则(20%)FeCl3 1720 g/m3 x 5m/h/0.2/1.34/1000 = 32.1 l/h Ca(OH)2/FeCl3= 0.8 故(1%)Ca(OH)2 0.8/720g/m3 x 5m3/h/0.01/1/1000=688 l/h Polymer/FeCl3 = 1/50 (0.1%) Polymer /720x 1/50/5/0.001/1/1000 = 172 l/h 每日加药量计算，每日(0.15+0.756+1.14) x 24 = 49.1 CMD 加药时间 49.1/5 = 9.82 h 每日 Ca(OH)2(1%)688 x 9.82 = 6.8 m3 每日 FeCl3(20%)32.1 x 9.82 = 0.315 m3 每日 Polymer(0.1%)172 x 9.82 = 1.7 m3 (d) 污泥量计算： 假设 SS = 100mg/L 根据水式 生成 Fe (H2AsO4)3 = L/mg 2 . 1263x)4x16752x1 (56 x 3x186 147 Fe(OH)3 = L/mg10363x) 116(56x 5 . 162 )1471720( Ca(OH)2 = 1376 mg/L Polymer = 34.4 mg/L Total Dry S.S = 100 +126.2 + 1036 + 1376 + 34.4 = 2673 mg/L 2673 mg/L x 5m3/h x 9.82 h = 131.2 kg/day 污泥贮槽 2%污泥 day/m6.6 m/kg20 day/kg2.131 3 3 停留时间 12hr，V=3.3m3 choose 5 m3，(使脱水机运 作有弹性) 污泥脱水(含水率)，采板框式，75% 泥饼量 day/m53.0 m/kg250 day/kg2.131 3 3 (B)一般废水 由前水量分析得知，设计处理量 40 m3/h(配合尖峰 DI 再生水 量决定) 注：若 parts clean 实际用水为 1/3，则日处理量为 170 m3 TK-302，停留时间 10min，有效容量=6.7 m3 TK-303，停留时间 10min，有效容量=6.7 m3 (a)酸碱加药量计算 考虑若进水(Max)pH 达 13 时，pH 由 137 时， 第一段 HCl(32%)加药量 40x10-1 =q x 103 x Q = 409 L/H 16 . 1 /100 5 .36/32 6.82 lpm 第二段加药量，pH107 40x10-4 =q x 103 x Q = 0.409 L/H 16 . 1 /100 5 .36/32 6.82 cc/min 若考虑 DI 再生时，pH(Max)由 17 第一段 Na(OH)(45%)加药量 40x10-1 =q x 103 x q = 242 l/h 4 47 . 1 /100 40/45 lpm 第二段 Na(OH)(45%)加药量，pH47 40x10-4 =q x 103 x Q = 0.242 L/H 4 47 . 1 /100 40/45 cc/min TK-304 放流水检知池 停留时间 15min 有效容积V=40 x = 10m3 60 15 2.4P&I D 制作 质量平衡及功能计算完成后，废水处理流程确定，为使废水系统运转 正常，必须依据控制程序需求，决定必要的仪器以及管阀回路。 一般基本设计仅须于 P&I D 上标示仪表符号即可，控制层回路可省略， 辅以控制程序说明，在发展细部设计图时再加入，另一方面管路编号、 尺寸、材质亦应标示清楚。 完整之 P&I D 如图 6-1 及 6-2 所示 2.5 规格订定 规格订定包括机械设备、仪表、控制系统、电气系统及土木(如需要)，如下： (1)机械设备： 槽体-数量、尺寸、材质、厚度、有效容积，其它特殊需求 (如：加 BUFFEPLATE，顶盖.等) 泵浦-数量、容量、型式、扬程、材质、使用电源、其他配件 搅拌机-数量、型式、材质、使用电源、其他配件 脱水机-数量、型式、处理量及污泥饼含水率、设计及制造要求 鼓风机-数量、型式、容量、使用电源、其他配件 特定设备-刮泥机、DAF、高分子泡药设备、消毒设备等详厂商型 录 (2)电气设备： 配电盘或马达动力中心-依 EPC 项目标准制作之低压盘规范或既有 规范(详 SAMPLE)。 基本设计时间需完成动力需求表，电力单线图如有制作需要，需跨 专长请电气组支持。 其他如电缆、导线管、导线槽、接地系统等，需依 EPC 项目标准 要求或依 CNS(大陆为 GB)标准。 (3)仪控设备 常用仪表规定：液位计、液位开关、流量计、pH 检测/传信器、压 力差开关。 特殊仪表：ORP 计、溶氧计、COD 分析仪、BOD 分析仪、SS 分 析仪、油膜检知仪、F-分析仪，相关要求详厂商型录。 控制系统一般均采用可程控器(PLC)，通常要求 CPU 2 组互为备用 (REDUNDANCY)，PLC 厂牌一般配含 EPC 项目要求，如：中央监 控系统采 PLC 架构，则 PLC 需提供 ETHERNET PROTOROL，但 如采 DCS 架构，则应提供 AI/O、DI/O 点数给中央监控系统设计 2.6 规范及工程标单制作 依据前述设计结果制作采购规范及工程标单，考虑以 PACKAGE 一包或多 包方式(E&C 设备、机械配管安装(代料)，仪电配电安装(代料)制作适合的 规范，同时，应完成初步 LAYOUT 图(注：可以不正式 ISSUE)，LAYOUT 制作应考虑处理单元流动性，必要时绘制水力高程图，并考虑人流、物流 动线规划，操作平台配合操作高度设置，另外如为配合用地空间，可考虑 立体设计，将部份小型槽体架高，以创造空间，但相对需考虑钢构设计， 工程造价将提高。 工程接口是规范要求重点，详GL-DG-PR-X518 设计接口及整合指引、 GL-DG-PR-X519 施工接口及整合指引。 规范除要求工程技术外，另外有关保固/保证、测试、承商需提供之文件图 面及责任义务均应明确规定。 相关要求详GL-DG-PR-X505采购规范作成要领指引。 3.0设计应注意事项 3.1对于排水配管考虑要项及维护管理基本注意事项如下： (1) 制程各药液槽溢流及排水配管，依其分类直接配管排入贮槽内。 (2) 洒落地面的废水依其类别分开收集，故须考虑能区分排液作业厂的 配置。 (3) 排水管路及配管不得妨害作业通路，配管应按装于配管专用沟内。 (4) 排液系统中，每一种配管应贴颜色标签，以方便涂装，配置变更及 追加工程或修补作业。 (5) 采用自然流下排放废水时，配管中应避免造成空气室，必要时应于 配管途中设置空气泄放口。 (6) 长配管可利用中间软管或伸缩管等，防止地震或冲击破损。 (7) 长配管或预测配管内可能沉积堆积物时，为求配管的容量清理及更 换方便起见，应于配管中设置突缘(或称法兰)、双接头或单点接续 器。 (8) 配管材料一般以硬质 PVC 管居多，但仍须视排液特性(种类、温度 等)、流量及配管方式选定之。 (9) 配管之口径应较必要之口径大一些为佳。 (10)平时排水与更新废液使用同一之配管，而以阀切换分别排至个别 贮槽，可能因操作疏失造成事故应予注意。 (11)制作程序或药品变更时，应检查废水之区分及配管路线，必要 时应予修正。 (12)配管修补时，应特别检查是否泄漏。 3.22各股废水及废液经由排水沟及配管送入各个贮槽内，一般贮槽的设计型 式可分为地上、地下、埋入及地下双重贮槽四种，如图 7 所示。 各型式贮槽之构造、材质依所收集之废水或废液之发生源及污染特性来 考虑，其特征及维护管理汇整如表 3.1 所示。在一些规定严格的晶圆厂 会指定要求使用地下双重贮藏设计。 图 7 废水贮槽型式 表 3.1 贮槽管理及维护 种类特征管理维护 地上 贮槽 废水发生源在第 二层楼时可用。 材质采用钢板衬 里、FRP 或 PE 槽 日常检查外 部状况。定 期检查(例 如 6 个月 1 次)内部 状况 一有腐蚀状况 即予修补或更 换新槽 地下 贮槽 构造简单。多数 以钢筋混凝土衬 耐酸或耐碱材料 定期实施内 部检查 注意及早修补。 视状况入槽内 以 PVC 片修补 内侧 埋入 贮槽 构造、施工简单。 材质为钢板衬里 或 FRP 槽埋入地 下 定期实施内 部检查 注意及早修补。 视状况入槽内 以 PVC 片修补 内侧 地下 双重 贮槽 安全性高、管理 修补简单。放入 钢筋混凝土槽， 其内侧槽使用钢 板衬里、FRP 或 PE 槽 最容易管理， 检查简单， 但定期检查 仍属需要 注意及早修补。 视状况入槽内 以 PVC 片修补 内侧 3.3有关调匀槽之设计原则及操作维护管理项目说明如下： (1) 设计容量：1030%最大日废水量，视工厂之制程操作状况而定。 (2) 有效水深：2.55m。 (3) 出水高度(FREE BOARD)：0.30.5m。 (4) 池型：正方型或矩型。 (5) 材料：钢筋混凝土为原则，但少数业主要求地下双重贮槽设计。 (6) 流量控制方法 调匀池将水质、水量均匀调整后，以稳定之流量进入后续处理设施， 流量控制稳定，后续处理设备才得以发挥功能。一般有下列三种流 量控制方法： (A)泵定量抽送方法(图 8A) 泵定量抽送方法，必须设置流量测定及控制阀。若未设置，会因 调匀池水位之变化导致扬水量发生变化。 (B)泵输送管上设分叉管之方法(图 8B) 本法为于泵之输送管上设分叉管，则调匀槽之废水，经泵抽取流 经设定一定开口度之固定阀，超过部份之流量则仍回流至调匀 槽，以调节流量之方法。惟本法在阀之装置部份常有发生阻塞 的问题。 (C)分水计量槽分水之方法(图 8C) 本法为藉泵从调匀池扬升之废水送人设有三角堰或矩型堰之分水 计量槽，而使一定之废水自堰溢流入后续处理设施之方法。为 使溢流量保持定量，必须维持计划槽内固定水位，需设置将超 量废水回流入调匀槽之堰。如采用地下双重贮槽，泵浦设置应 采用干井配置，如地下贮槽一般采水可采用沈水式泵浦，酸碱 废水则须选用自吸式泵浦。 图 8 各流量调整方式 (7) 曝气搅拌设备 调匀槽视需要应设置搅拌设备以使废水水质均匀化，可采用曝气式 搅拌设备，将空气打入水中借着空气之搅拌作用，使得水质均匀， 调匀槽曝气式搅拌设备之动力约为 0.0040.008kw/m3废水。 3.4废水进行 PH 调整处理时，所要的加药量事实上极难控制，尤其在间歇排 放废水，且废水流量变化大时，加入之中和剂量亦要随着变化。因此，需 有自动调节加药量之控制装置。而于废水调整 PH 时，由于以下的原因其 过程是相当复杂： (1)PH 值与浓度及加药量间之关系是高度非线性的，尤其当接近中和 点(PH=7.0)。 (2)进流水之 PH 变化可快至每分钟一个 PH 单位。 (3)在几分钟内，废水量即可能加倍。 (4)极少量之药品与极大量之废水，需在极短时间内完全混合。 .3.5为避免搅拌混合不均，药液注入管口应设置于废水流入端，且将注入管口 设置于较反应槽水面为高之位置。注药管配例示如图 9 及图 10，图中墨 黑部份为注药硫停止操作后，药液继续流出之量，以及加药泵启动后，为 填满已排空之药管，延迟时间加长。 图 9 正确之加药方法 图 10 不当之加药方法 3.6各种混凝剂对处理水水质之影响 混凝剂加 1mg/L 时处理水水质变化混凝剂 1mg/L 所需要碱 剂混凝 剂 分子量 碱度 减少 硫酸盐 增加 由氢碳酸 放出 CO2 由碳酸放 出 CO2 Na2O3Ca(OH)2NaOH 硫酸 铝 66 6 0.450.450.40.20.470.330.36 硫酸 铁 40 0 0.750.750.660.330.80.560.6 硫酸 亚铁 27 8 0.360.360.320.160.380.280.29 加氯 硫 酸亚铁 56 3 0.80.530.70.350.850.590.64 硫酸 钾铝 94 8 0.320.420.280.140.340.230.25 硫酸 铵铝 90 8 0.330.440.290.150.350.240.26 3.7助凝剂之种类及其应用 药品 剂量范围 (mg/L) PH 备注 阴离子聚合物 25 没有 改变 胶体混凝或与金属一起助凝，应避 免惰性化合物的形成。 阳离子与某些 非离子聚合物 0.251.0 没有 改变 做为助凝剂，加速混凝沉淀并加强胶 羽的紧密性以利过滤，如污泥脱水之调理。 3.8沉淀槽一般为钢筋混凝土或钢板所构成，需具良好水密性，若为钢板则应 注意防蚀处理，置于地面上者，必需检讨其水压对混凝土或钢板之强度， 而置于地下者则必须检讨土压之强度。 3.9沉淀槽之种类及操作注意事项 方式 形状 及集 泥方 式 注意事项特征概略图 长方式沉淀 槽一般附有 长方形污泥 刮泥机 1.短流造成污泥扬 起 凝聚力强的 排水，一般 使用于活性 污泥处理 向上流式沉淀槽 圆形、正方 形沉淀槽漏 斗型，附污 泥刮泥机 1.短流造成污泥 扬起 2.漏斗壁之倾斜 角 60以上。 漏斗型者处理 量以 100m3/d 为 限 凝聚力强的 排水，一般 使用于活性 污泥处理 水平流式沉淀槽 长方形沉淀 槽，一般机 械式污泥刮 泥机 1.槽过宽易发生 偏流，长宽比 宜 3：15：12 底部坡度以 1/100 2/100 为宜. 大小规格皆 适用 方式 形状 及集 泥方 式 注意事项特征概略图 圆形、正方 形沉淀槽漏 斗型，附污 泥刮泥机 1.流入装置与溢 流堰之距离若 太近，处理效 率降低，直径 及深度比为 6：112：1 为宜 2.底部坡度以 5/10010/1 00 为宜 中规模以上 处理场使用 3.10沉淀槽重要设计参数 A.沉淀部内之流速 一般水平流式沉淀池之流速，以不大于沉淀速度之 912 倍为宜，亦 即应在 0.30.4m/min 左右。 B.沉淀时间(停留时间) 沉淀时间依粒子之沉淀速度决定之原则上可依粒子沉降试验所得数据 剩以安全率决定之。沉淀槽实际沉淀时间可以有效容积/处理水量求之。 一般沉淀时间依粒子的性质采用 26 小时，虽沉淀时间长去除率高， 但腐败性的废水若太长则常因腐败而水质发生恶化。 C.水深 有效水深一般为 2.54m，小规模处理设施有较浅者。 D. 水面积负荷(溢流率) 沉淀槽之表面积依下式决定之。 沉淀槽表面积= )*/( )/( 23 3 dmm dm 水面積負荷 處理水量 水面积负荷为沉淀槽之单位表面积单位时间处理之水量，以 m3/m2*d 表示之。为沉淀槽内处理水之上升速度之近似值，水面积负 荷 20m3/m2*d 系表示处理水之平均上升速度为 20m/d 之意，其值 可依下式决定之。 水面积负荷= 75 . 1 25 . 1 粒子之沉澱速度 通常为达到固液分离的安定，水面积负荷应较粒子之沉降速度小为宜。 一般有机废水处理之面积负荷，初沉槽以 2050m3/m2*d，最终沉 淀槽之 2030m3/m2*d 为宜。 3.11过滤设备之分类 3.12过滤设备装置时应注意事项如下： 1. 过滤水质 过滤设施就是利用物理性的截留作用，将废水中的不溶性悬浮固形物予 以截留去除。而溶解性物质则无法藉过滤方式去除之。采用过滤程序时， 将过滤前水质 SS 维持在 50mg/L 以下，以免固体物过多造成反洗频率 太快，则不符合经济及操作。 2.过滤速度 V=式中， S Q V：过滤速度 Q：过滤流量 S：过滤面积 过滤速度受进流水水质及滤层之粒子捕捉量影响，若过滤速度过大，则 出流 SS 提高，过滤持续时间(滤程)缩短，因此在设定过滤速度时，必 须先考虑进流水 SS 浓度、过滤持续时间及滤层的构造等。一般废水处 理过滤速度采平均水量 150200m3/day 为宜，最大水量则以 300400m3/day 为范围。 3.损失水头 于滤层中通过水流，由于滤层内之阻力，会产生流入端与流出端之压力 差称为损失水头或过滤阻力。损失水头依过滤之时间，粒子之捕捉量的 增加而增大，当其达一定损失水头时，过滤层就必须进行反冲洗，俟损 失水头降低后，再行过滤之。若此一操作不适当，则损失水头将增大， 被滤层捕捉的粒子，将因滤料无法阻留而流出，过滤水呈混浊。 4.滤层 于滤层应注意事项包括滤层的构造、滤料之性质、滤层厚度等。一般过 滤塔槽之下部为集水装置，其上置支持滤层的砾石层，再其次为滤层。 为防止滤层在短时间内阻塞，致滤程太短，滤料之种类多采复数层 2 层或 3 层，尽可能使各层皆可发挥捕捉粒子的功能，并增长过滤持续 时间。通常滤料的组合为无烟煤+砂(2 层过滤)或无烟煤+砂+柘榴石(3 层过滤)，但向上流式者，则采用均匀系数较大的石英砂做为单层的滤 层。 5.滤层支持层 滤层支持层主要是防止滤料之流出，以砾石(粒径 250mm)分四层(厚 度 2050cm)铺设之。又本支持层之设置以能使反冲洗水及空气于反 冲洗时能均匀分散为宜。 6.集水装置 集水装置的主要功能为收集过滤水与均匀入流之反冲洗水，使过滤及反 冲洗之损失水头均匀，集水设备之型式有下列各种： 韦氏型：于滤床上设置支撑，而于其上置混凝土块形成品字型。 (a)多孔液型：于滤床上设置多孔隔板，以区隔出一集水区间 (b)滤器型：于滤床上的支持板面或集水管路上设置过滤头或滤球 者。 (c)多孔管型：滤床上设置多孔的干管及支管者。 7.反冲洗 过滤达到一定的损失水头时或经过一段时间，过滤滤层发生阻塞现象时， 必须以水及空气进行滤层反冲洗，以恢复过滤能力。反冲洗次数以可考 虑捕捉之粒子的腐败，以每日一次为宜，反冲洗除可以差压设定成定时 自动控制操作外，亦宜设有手动操作方式。 3.13氢氟酸废水处理系统材质选用 NO 项目材质之选定 A 氢氟酸贮 槽 可抗氢氟酸之 FRP 层 B 氢氟酸输 送泵 接液部份采用抗氢氟酸材质之 POLYPROPYLENE C 氢氟酸侦采用 TEFLON 之材质，侦测计可自动清洗 测计 D 酸碱侦测 计 采用可自动清洗式 E 氢氟酸输 送管线 采用 POLYPROPYLENE 材质 注：若为高浓度氢氟酸必须使用 Telflon 材质。 3.14高酸高碱废水材质选用 废水之性质其 PH 值往往低于 2 及高于 12，另含有较微量之氢氟酸， 故对于材质之选定除了抗高酸性及高碱性外，对于较微量之氢氟酸亦需 考虑。 NO 项目材质之选定 A 废水贮存槽采用可抗氢氟酸之 FRP 层及溶剂 B 废水传送泵接液部份采用抗氢氟酸材质之 POLYPROPYLENE C 氢氟酸侦测 计 采用 TEFLON 之材质，侦测计可自动清 洗 D 酸碱侦测计采用可自动清洗式 E 管线输送系 统 采用 PVC 材质 3.15化学药液材质选用 使用之化学药剂如有硫酸(50%)、氢氧化钠(45%)、硫酸亚铁(30%)及 POLYMER(0.2%)，其贮存及传送之材质如下所述： NO 项目化学药厂材质 硫酸 FRP 氢氧化钠 FRP 硫酸亚铁 FRP A 贮槽 POLYMERPP or FRP 硫酸接液材质 PVC+CE+FKM 氢氧化钠接液材质 PVC+HC+EPDM B 传送泵 硫酸亚铁接液材质 PVC+HC+EPDM POLYMER 接液材质 PVC+SUS304+SUS304 C 管线系 统 均采用 PVC 材质或 PP 材质 3.16废水放流流量计依法规应设置，若放流管采重力管设计则应采用堰式或巴 歇尔式流量计，以超音波液位计量测水位变化再换算或流量讯号回传。 4.0应研读之法规-标准、书籍或数据 水污染防制法及其施行细则 事业水污染防治措施管理办法 放流水标准 下水道工程学，欧阳桥晖 水及废水处理化学，杨万发 Waste Water Engineering Treatment, Disposal, Reuse by Metealf & Eddy 半导体制造业污防治技术，经济部工业局 厂商型录 5.0附件 放流水标准 农田水利灌溉大排标准 工业区污水厂纳管标准 采购规范 农田水利灌溉大排标准 第三条：科学工业园区管理局部性以下简称管理局)参酌 园区污水处理场操作功能订定园区污水下水道 可容纳排入之下水水质标准如左： 一、水温：35 度(摄氏，于污水排放口) 二、生化需氧量：400毫克公升 三、化学需氧量：500毫克公升 四、悬浮固体：350毫克公升 五、氢离子浓度指数510毫克公升 六阴离子界面活性剂10.0毫克公升 七、油脂：(正已烷抽出物：10 毫克公升 八、酚类：1.0 毫克公升 九、银：0.5 毫克公升 十、砷：0.5 毫克公升 十一、镉：0.03毫克公升 十二、六价铬：0.5 毫克公升 十三、铜：3.0 毫克公升 十四、溶解性铁：10.0毫克公升 十五、总汞：0.005毫克公升 十六、镍：1.0 毫克公升 十七、铅：1.0 毫克公升 十八、硒：0.5 毫克公升 十九、锌：5.0 毫克公升 二十、有机米：不得检出 修正条文 第三条：科学工业园区管理局部性以下简称管理局)参酌 园区污水处理场操作功能订定园区污水下水道 可容纳排入之下水水质标准如左： 一、水温：35 度(摄氏，于污水排放口) 二、生化需氧量：800毫克公升 三、化学需氧量：1000毫克公升 四、悬浮固体：600毫克公升 五、氢离子浓度指数510毫克公升 六阴离子界面活性剂10.0毫克公升 七、油脂：(正已烷抽出物：50 毫克公升 八、酚类：5.0 毫克公升 九、银：0.5 毫克公升 十、砷：0.5 毫克公升 十一、镉：0.1 毫克公升 十二、六价铬：0.5 毫克公升 十三、铜：3.0 毫克公升 十四、铁：10.0毫克公升 十五、总汞：0.005毫克公升 十六、镍：1.0 毫克公升 十七、铅：1.0 毫克公升 十八、硒：0.5 毫克公升 十九、锌：5.0 毫克公升 二十、有机米：不得检出 原条文 为配合 87 年 放流水 标准， 并考虑 厂商现 有前处 理设施 能力及 容量， 纳管限 值部份 项目调 整，以 利污水 处理厂 正常操 作运转。 说明 科 学 工 业 园 区 污 水 处 及 污 水 下 水 道 使 用 管 理 办 案 修 正 法 案 二一、总铬：2.0 毫克公升 二二、溶解性锰：10.0毫克公升 二三、氧化物：1.0 毫克公升 二四、氟化物：15.0毫克公升 二五、硫化物：15.0毫克公升(不含复合 离子) 二六、硼：1.0 毫克公升 二七、甲醛：3.0 毫克公升 二八、透视度：15 公分以上 二九、硝酸盐氮：50 毫克公升 三十、动物羽毛：完全禁止 三十一、有毒物质：完全禁止 三十二：放射性物质：完全禁止 三十三、易燃或爆炸性物质：完全禁止 三十四、多律氯联苯：不得验出 三十五、磷酸盐(以三价磷酸根计算)：4.0 毫克公升 三十六、氨氮：10.0 毫克公升 三十七、总有机磷剂：0.5 毫克公升 三十八、总氨基假酸盐：0.5 毫克公升 第七条：污水下水道用户应依据行政院环境保护署 修正发布之环境保护专责单位或人员设 置办法之规定设置专责单位或甲、乙级 专责人员，并将设置许可通知管理局。 修正条文 二一、总铬：2.0 毫克公升 二二、溶解性锰：10.0毫克公升 二三、氧化物：1.0 毫克公升 二四、氟化物：15.0毫克公升 二五、硫化物：15.0毫克公升(不含复合离子) 二六、硼：1.0 毫克公升 二七、甲醛：3.0 毫克公升 二八、透视度：15 公分以上 二九、硝酸盐氮：100毫克公升 三十、动物羽毛：完全禁止 三十一、有毒物质：完全禁止 三十二：放射性物质：完全禁止 第七条：污水下水道用户应依据行政院环境保护署修正 发布之事业位或污水下水道系统废(污)水人处 理专责单位或人员设置办法之规定设置专责 单位或甲级或乙级污水处理技术员，并将设置 许可通知管理局。 原条文 科学工业园区污水处及污水下水道使用管理办案修正法案 原设置办 法已由行 政院环境 保护署于 84 年 6 月 21 日 公告废止。 说明 采购规范 ABC科技股份有限公司 X期新建工程 采购规范 低压盘规范书（纯水、废水、废气） 文件编号 : E1266 ABC科技股份有限公司 X期新建工程 采购规范 低压盘规范书（纯水、废水、废气） 文件编号 : E1266 版 次日 期准 备审 查审 核范 围 全部 目 录 页