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IntroductiontoPollutionPreventationandTreatment污染防治概論莊清榮2/25/2004課程目的：了解環境保護、如何減少污染物的產生及化工原理在污染防治上的應用，以推展污染防治技術及觀念於化工教育。授課老師：錢建嵩莊清榮污染防治概論課程大綱子題授課時數授課日期授課老師1.緒論…………………………….2hr2/25;3/3莊清榮環保問題污染防治觀念的演進工業減廢2.水污染防治法與廢水處理原則.1hr3/3莊清榮3.廢水物理處理單元……………5hr3/10,17,31莊清榮4.廢水化學處理單元……………2hr3/31;4/14莊清榮5.廢水生物處理單元……………3hr4/14,21莊清榮期中考(暫訂4/28，原上課時段)6.廢氣處理…………………….…6hr5/5,12,19錢建嵩7.固體廢棄物處理..……………6hr5/26;6/2,9錢建嵩期末考(暫訂6/17，原上課時段)**上課時間:星期三(D.E節)地點：工學304授課教材：以講義為主成績評定:期中考50%，期末考:50%化學工程師之定位能源原料技術經濟的觀點(安全、衛生、環保)產品安全：Safety衛生：Health環保：EnvironmentSHE化工四大領域高科技材料與製程的開發(如生物科技與電子材料)傳統工業的改良清淨製程的開發化工安全、衛生與環保電腦輔助設計與程序控制環保問題的產生工業化的大量生產都市化造成人口集中環境保護公害防治偏重技術防止人的行為污染環境介質，而間接危害環境中的生物及植物。自然維護偏重教育防止人的行為直接破壞環境，如濫墾、濫伐等。環保現況的認識•二十一世紀全球環境變遷趨勢工業革命以來人口增加六倍1990以來人口增加三倍未來40－50年中可能人口再倍增本世紀經濟力增加20倍本世紀化石燃料使用增加30倍工業產能增加100倍新化學物(毒性)大幅增加全球人口20%消耗世界80%物質森林每年減少10萬㎞2(相當於荷蘭)動植物消失由每年四種增為每小時四種當前全球環境問題-臭氧層破壞*大氣中90%之O3存在於離地約20~35公里之大氣中，吸收紫外線。*氟氯碳化物濾(CFC)是破壞O3的主要物質。*1995年底全球禁產。-溫室效應*CO2，SOx，NOx是導致溫室效應的主因。酸雨野生動植物瀕臨滅絕當前全球環境問題熱帶雨林之濫伐土壤沙漠化海洋與海岸區污染跨國性的工業污染*有害廢棄物擴散開發中國家環境污染先進國家環境政策三階段健康及生命安全之保障財產保障及追求舒適生活環境尋求生態系統平衡台灣的環保問題環境負荷沉重人口密集、車輛快速增加、河川污染、土壤重金屬污染公共建設不足，產業界長期忽視污染防治*工廠設立缺乏規劃*大眾捷運系統不足*衛生下水道系統嚴重缺乏環保知識與教育推廣不足為什麼要處理污染物?企業老闆可能答案:政府訂有排放標準、不符合標政府訂有排放標準、不符合標準要罰款準要罰款或或降低環境污染、減少人體健康降低環境污染、減少人體健康影響、避免生態破壞、達永續影響、避免生態破壞、達永續經營經營工業污染發生之先後次序第一代：原料的開採與產品之製造過程引起的污染，污染範圍較為局部。第二代：產品的分配、輸送及使用產生的污染，範圍甚廣。第三代：使用過的產品造成的污染。工廠產生污染問題之主因規劃建廠時，忽視污染防治與工業安全之考量。工廠管理人對相關法規及製程污染潛因欠缺了解。製程選用、程序設計及污染防治設備設計不當。污染防治設備欠缺專責單位或人員，致操作維護不良。污染控制技術及工廠內部管理不確實。外在刺激誘因不足，包括取締管制之疏漏、未遭鄰近居民的督促等。內在條件不良，包括技術能力不足、財務結構不佳等。企業何去何從？環保團體社區民眾保險媒體員工銀行/投資者政府部門消費者公司營運社會輿論客戶環保問題解決之道污染防治技術的開發企業家的良心(社會道德)政府公權力的行使民眾教育水準的提高預防與治療污染物處理污染防治污染預防污染防治觀念之演進管末處理(end-of-the-pipetreatment)設置設備處理或處置廢棄物至法規標準，不僅所費不貲，往往只能將廢棄物(或汙染物)由一個媒介體轉移至另一媒介體而已，且可能導致二次污染治標製程中處理(in-linetreatment)從產源減量及回收再利用等減廢(wasteminimization)方法著手，既可減輕污染處理廢用，又可達資源有效利用治本預防勝於治療之觀念-健康預防勝於治療之觀念-環保污染防治3P概念計畫構想提案人林作砥博士PollutionPreventionPays(3P)汙染防治有回報。污染物即為未被利用之原料及污染加上創新技術等於有價資源。污染預防污染防治污染物處理3M3P的減廢成效•自1975年推動”污染防治有回報計畫”迄今，除提升環境績效外，更節省超過七億五千萬美元的實質利益•避免近64萬噸的污染物的產生。對環境保護的貢獻，並非金錢可以衡量的。日本產業廢棄物10年減量目標1999年12月提出“產業環境自主行動計畫”，以2010年為目標年限。*針對各行業別，提出2010年廢棄物削減目標，及所採取之因應對策。*至2001年1月，和1990年相比較，廢棄物約減少60%，成果相當的卓越。國內工業減廢緣起國內工業減廢緣起•民國77年11月美國國家工程學院院士林作砥博士及紐約環保局長沈鐸博士應環保署之邀，返國推動「工業減廢」運動，對國內污染防治之觀念有很大之衝擊。•民國78年經濟部與環保署成立「工業減廢聯合輔導小組」導向工業減費的先決條件污染者付費污染成本產品生命週期成本(LifeCycleCost)傳統成本(開發、製造及銷售)十報廢及最終處置之費用美國“污染預防法”(PollutionPreventionAct)之精神在污染源應儘可能預防或減少污染物的產生。無法預防或污染的污染物應予回收。無法預防、減少或回收的污染物必須儘可能的利用符合環境安全的方式加以處理。污染物的最終處置或排放到環境中，應視為最終不得已的手段，且必須確保其對環境的安全性。產源減量產源減量回收利用回收利用改變產品產源管制.產品替代.改變產品組成（產品配方改變）原料改變.原物料純化.原物料替代改進製程技術.製程改變.設備、管線、配圖改善.操作裝置改善.自動化.控制方式改變.節約能源.操作條件最佳化改進操作管理.操作步驟調整.廢棄物分流.生產時程規畫再利用回收.充當然料.當作其他製程進料.製程中循環利用.回收有用資源.製成副產品.再生廢棄物交換.廢棄物交換.共同或聯合處理工業減廢技術工業減廢技術杜邦公司『五R』之工業減廢手段Reduce減量Reuse再利用Recovery回收Recycle再生Research研發Reduce不需花大成本的基本措施，以減少無謂的浪費良好的操作管理。技術改進。原料改變。例如：針對工廠廢液作全盤定性及定量之分析，分類收集後再個別處理。良好的操作管理調整操作步驟廢棄物分流收集物料庫存管理製造時程更改損失預防紀錄保存員工訓練操作條件之最佳化案例印染工廠於染料配製時，多會準備過剩的染料以確保布匹印染的品質均一，這些殘餘的染料倒入廢水溝中形成一嚴重廢水問題。傳統思維：如何直接解決此環境問題*將殘餘的染料倒入收集桶當成固體廢棄物處理。*將設備上殘餘廢液以廢布擦拭後再進行清洗。先進思維：如何由污染源頭去解決*使用電腦配色，精確的計算所需的染料，既可減少污染的產生，亦可減少物料資源。原物料之改變案例化學反應A+B→C原設計使用過量A以獲得較高之反應轉化率，但未反應完全而排放之A成分，生物不易分解，造成其放流水質有時達到法定標準。將反應調整為過量B成分，雖然略犧牲了反應率，但B成分極易生物分解，因而解決放流水問題，也增加了整廠之經濟效益。廠內改善措施改良製造程序與方法。尋找替代原料。員工適當之教育訓練。建立嚴格之污染物管理程序制度。定訂工業安全及衛生準則。建立製程設備之預防保養與維護制度。依污染物性質差異及處理難易，考慮分離或合併收集及處理。擬訂緊急應變計畫。。製造時程更改例如：配合定單，適當的排定生產時程進度，可減少設備清洗頻率，因而減少廢水量。在不影響產品品質及產量下，適當的延長電鍍物件之停留滴液時間(DrainageTime)，來減少帶出液，因而增加後續清洗效率，減少槽液排棄頻率，以及減少原物料使用量。工廠內部污染源之調查、分析調查各部門使用原料、數量及加工後產品之去向，對污染性原料及污染物須特別注意。清查全廠有關水、氣、物料進出系統，若數量無法平衡，即表示有所漏失。所有調查數據及資料，均可作為計算各製程中，污染物質之種類、數量，據以定出預防重點及管理措施。廢水之分類與分離程序廢水有時因數量、濃度、毒性不同，需加以分類收集處理。CN--+H+→HCN(毒性)油脂+OH-→皂化(不易分離)SO42-+Ca2+→CaSO4(沉澱堵塞管路)廢水污染低者，如冷卻水，可不必處理。廢水經簡單處理後可再用，如洗滌廢水廢水可回收有價值成分者，如電鍍鉻酸Reuse製程中所產生之廢料，有可能成為其它製程的燃料、原料或其它應用等。透過“廢棄物資訊交換中心”，使廢棄物可充份的再使用。例如：發電廠及煉鋼廠產生之飛灰、爐石，酌量與水泥混合後，可用作建材或填土材料，如填海新生地等。事業廢棄物交換中心流程廢棄物交換中心作業方式Recovery在製程中回收有用資源，使其不直接排於廢料中，以減少污染源。例如：電鍍液的重金屬、電子業的溶劑，以及紡織廠的漿液等的分離回收。Recycle廢棄物經處理可作為其它應用品原料。例如：寶特瓶回收處理成塑膠粒子，其它如鋁罐、玻璃、廢紙及廢輪胎等都可再生。鋁渣處理為高級鋁質保水磚廢玻璃纖維樹脂製造之建材橡膠瀝青示範道路Research以創造性的方法來減低或除去污染源，往往可導致整個製程減廢的大幅改良。例如：杜邦公司的二氧化鈦製造，以氯化法取代舊有的硫酸法，而減少百分之九十的廢水。為什麼要做“工業減廢”?資源有限原料成本急速攀高環保排放標準的提高處理廢棄物的有形(財力付擔)及無形(社會責任)成本急速增加國際公約的約束1987蒙特樓公約1989巴爾賽公約1997京都議定書居家減廢垃圾處理掩埋----傳統方法用地取得不易、地下水污染、沼氣溢散焚化----現代方法空氣污染、灰燼處理減量----治本之道工業減廢之先決條件污染者付費污染成本當業者發現必須花費成本處理工廠排放的廢棄物時，在節省成本的可行性下，自然會尋求各種「減廢」的途徑。工業減廢之誘因---經濟方面節省原物料，降低生產成本，可提高生產力。減少廢棄物處理、處置或貯存、清除的成本。減少符合法規要求之許可、偵測或其它應實施規定之成本。來自廢棄物交換或回收再利用所得之利益。較低意外或緊急事故等環境責任風險或保險成本。工業減廢之誘因---責任方面可減少廢棄物產生者對公司或工廠附近環境之社會責任。可減少廢棄物於貯存、清除、處理及處置上之環境風險。可減少對員工安全、衛生上之危害。工業減廢之誘因---其它方面可增進公司或工廠之公眾(尤其是附近居民)行象。可提高員工對公司或工廠之向心力，以及對環境的認知。具體的對環境的改善，善盡回饋社會之義務。可減少來自無足夠掩埋場地處置的壓力。減廢的效益降低生產成本節省廢棄物處理及管理費用廢料或廢棄物回收增加額外收入確保環境品質保護員工健康與安全提昇公司形象提昇經營管理效率增加生產量促進工業昇級達成資源永續利用之最終目標減廢經濟效益分析廢棄污染物資源化的利潤原廢棄污染物的成本支出減廢及資源化的設備成本操作及維護成本經濟評估指標=原廢污物資源化後的利潤+空污節省的成本+水污節省的成本+固廢減量的成本減廢及資源化的設備成本操作及維護成本能源成本減廢策略工業減廢評估規劃第一階段：減廢政策之落實與減廢組織之成立。定出減廢政策與目標。第二階段：調查評估單元製程、原物料和廢棄物