水再生技術特性

常 用 之 水 再 生 技 術 包 括 過 濾、MF/UF、吸附、氧化、逆滲透 (RO)、電透析 (ED)、離子交換 (IE)、消毒等單元，針對二級處理之放流水所殘留之水質成份，各 單元所處理之對象污染物質如表5 所示。

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表4 二級處理放流水殘留成份及其影響

放流水殘留成份 影響

1. 無機性及有機性懸浮固體與膠 體

　●懸浮固體 ●可能造成污泥沉積或影響承受水體之澄清度

●影響消毒成效

　●膠體 ●可能造成放流水濁度

2. 溶解性有機物質

　●總有機碳 ●可能消耗溶氧

　●難分解性有機物 ●具潛在毒性與致癌性

　●揮發性有機物 ●具潛在毒性與致癌性，形成光化學氧化劑

　●醫藥衛生有機物 ●影響水生生物 ( 如內分泌干擾，性別反轉 )

　●清潔劑 ●造成泡沫且可能干擾混凝反應

3. 溶解性無機物質

　●氨 ●增加氯使用量

●能轉變為硝酸鹽消耗溶氧

●與磷同時存在將造成水生植物大量成長

●對魚類具毒性

　●硝酸鹽 ●刺激藻類及水生植物成長

●造成嬰兒疾病 ( 藍嬰症 )

　●磷 ●刺激藻類及水生植物成長

●干擾混凝反應、干擾石灰軟化反應

　●鈣、鎂 ●增加硬度與總溶解固體物

　●氯鹽 ●造成鹽度

　●總溶解固體物 ●影響農業與工業使用

4. 生物性物質

　●細菌 ●可能造成疾病

　●原生動物及胞子 ●可能造成疾病

　●病毒 ●可能造成疾病

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表5 水再生技術單元處理對象污染物

放流水殘留成份 水再生技術單元

過濾 MF/UF 吸附 氧化 逆滲透(RO) 電透析

(ED) 離子交換 (IE) 消毒 1. 無機性及有機性懸浮

固體與膠體

　●懸浮固體 √ √ √ √ √ √

　●膠體 √ √ √ √ √ √

2. 溶解性有機物質

　●總有機碳 √ √ √ √ √

　●難分解有機物 √ √ √ √

　●揮發性有機物 √ √ √ √

3. 溶解性無機物質

　●氨 √ √ √ √

　●硝酸鹽 √ √ √

　●磷 √ √ √

　●總溶解固體物 √ √ √

4. 生物性成分

　●細菌 √ √ √ √

　●原生生物及胞子 √ √ √ √ √ √ √

　●病毒 √ √ √

1. 過濾

過濾用以去除無機性及有機性懸浮固體與膠體，一般二級污水處理廠放流水中 殘留之懸浮性物質，其直徑約自數mm 至數 100 μm 之微生物膠羽為多，而濾材在 0.5 mm 至數 mm 之範圍，其去除效果不受濾材大小所影響，依據經驗在上述之濾材 條件下，可去除之懸浮微粒下限值為10 μm，因此幾乎經過快濾後，殘留於二級處 理放流水中之懸浮物大半已被去除。但若為特殊情況，要去除10 μm 以下之微粒，

則可先提升懸浮微粒之粒徑，如先經混凝膠凝後再進行快濾處理。

2. MF/UF

MF/UF 亦用以去除無機性及有機性懸浮固體與膠體，微濾 (MF) 屬壓力驅動型薄 膜分離技術，微孔直徑在0.08~1.0 μm，主要去除微米等級之顆粒，微孔過濾是以靜 壓差為推動力，這種利用篩網狀過濾介質的篩選作用進行分離的過程，其原理與普 通過濾相類似，微孔濾膜具有比較整齊均勻的多孔結構，是深層過濾技術的發展，

使過濾從一般只有比較粗糙的相對性質過度到精密的絕對性質。微濾膜孔徑較大，

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相對於超濾膜，其流動阻力較少，在微濾膜上沒有薄的膜層，大多具有對稱結構。

超濾(UF) 與微孔過濾方式不同，超濾過濾是動態過濾，超濾膜多為不對稱結 構，表層通常小於1 μm，表層上有一定尺寸的孔徑，為膜分離的關鍵，表層下部是 較厚的具有脂狀或海綿狀的多孔支撐層。超濾膜操作在5~100 psi 的壓力下仍具有分 離的效果。超過濾通常用來分離分子量在500~500,000 間的分子，包括細菌、病毒、

澱粉、蛋白質、黏土膠粒及色素等。微濾與超濾的區別是孔徑大小不同，前者孔徑 大於0.1 μm，後者孔徑範圍在 0.01~0.1 μm，截流相對分子質量範圍 5×10²~5×10⁶。 3. 吸附

吸附可用以去除無機性及有機性懸浮固體與膠體及溶解性有機物質，在二級放 流水處理中，大部分的吸附現象皆是物理、化學及離子交換等類型吸附作用的結 果，在實際吸附處理中，由於吸附劑和吸附物質等因素影響，可能為其中某一作用 為主要作用。原則上，當吸附劑達到飽和時須進行再生，即本身結構不會發生或很 少發生變化的情況下，利用某種方法把吸附物質從吸附劑中除去，以恢復吸附劑的 吸附能力，達到節省成本重複利用之目的。在二級放流水中，吸附法主要用來去除 廢水中微量的污染物質，以達到高級處理之目的，使用範圍包括除臭、除色、去除 重金屬離子等，但因吸附劑的價格偏高，在操作上受到很大的限制，隨著近年來的 研發與量產，加上於廢水處理程度上的要求越來越高，所以吸附法越來越被廣泛使 用在中水處理上。

4. 氧化

氧化可用以去除溶解性有機物質，二級處理水中仍含有溶解有機污染物，該等 污染物在加入氧化劑後，由於污染物與藥劑的氧化反應，使水中有毒有害的污染物 轉化成無毒或微毒物質的方式，即稱為氧化法。透過此方法可以使水中的有機物經 氧化還原而分解，進一步降低水中的BOD 與 COD。在實務上，加氯氧化最常被使 用，近年來利用臭氧或Fenton 氧化亦成為發展之趨勢，濕式氧化法及超臨界水氧化 則為另外針對二級放流水進一步處理之氧化方法。

5. 逆滲透

逆滲透(RO) 可用以去除放流水中殘留之四大類成份，逆滲透是將二級放流水 中的水和離子分離，達到純化和濃縮之目的，其處理過程中無相變，不需加熱，技 術過程簡單，操作和控制容易，使用範圍廣。逆滲透膜只容許特定物質通過，其他

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物質部分或全部會被截留，膜的分離和滲透通量取決於所選擇的膜材料、膜製備方 法及膜的結構。逆滲透是在壓力1~10 MPa 下，截流住 0.1~1 nm 小分子溶質，使溶 液的水通過逆滲透膜。逆滲透膜在操作過程中易受水中懸浮物、膠體、微生物及有 機物等引起薄膜阻塞，造成薄膜性能下降。一般認為有三種情況會使薄膜性能下降：

1. 薄膜本身的化學變化，包括薄膜的水解、游離氯等的氧化以及強酸、強鹼的作用。

2. 薄膜本身的物理變化，包括壓密與反作用而使薄膜被破壞。3. 薄膜受污染，主要 包括結垢物、微生物、膠體、懸浮物、有機物等在膜表面及內部發生堵塞。採用適 當的預處理措施，嚴格控制逆滲透裝置進水水質，以及在膜污染後採用合適的化學 清洗來解決，以防止薄膜阻塞。

6. 電透析

電透析(ED) 亦可用以去除放流水中殘留之四大類成份，電透析是利用電流來誘 導離子與溶劑部份分離的一種薄膜處理法，其係將陽離子和陰離子膜交互排列，並 通以電流使離子向二極運動，利用陽離子膜只容許陽離子，陰離子膜只容許陰離子 通過的特性，以達分離淨化之目的，適用於含鹽量在500~4,000 mg/L 高鹽濃度的水 處理。在電透析的操作中，經常遇到的問題為有機物和無機物造成膜表面被污垢堵 塞，二級放流水中的SS、有機物、微生物等會沉積在膜表面或配水槽之結構外，微 生物在電透析中的新陳代謝也會造成膜污染而堵塞。因此，採用電透析技術時必須 進行必要的預處理，預處理的方法應根據二級放流水的水質而定。

7. 消毒

消毒可用以去除放流水中生物性物質之活性，確保水質符合公共衛生安全。水 的消毒方式大約可分為物理和化學兩大類，物理方式是依靠光波、電子流、熱等方 式進行消毒，如紫外線法、加熱法超音波等。化學方法則是透過化學反應來達到消 毒目的，如臭氧法、加氯法、重金屬離子法等其他氧化劑法等。目前常使用的消毒 方式有加氯消毒、臭氧消毒、氯胺消毒及二氧化氯消毒法四種。另外，還有臭氧- 氯 胺和臭氧- 氯等結合的方法及超濾、UV、 TiO2和TiO2-UV- 氯等光催化氧化法。