河川水质净化工法现地处生态工程规划设计

河川水質淨化工法現地處理生態工程規劃設計講習會指導單位：行政院環境保護署主辦單位：國立臺灣大學生態工程研究中心協辦單位：臺北縣政府環境保護局、臺北市政府工務局衛生下水道工程處、桃園縣政府水務局、國立臺灣大學生物環境系統工程學系時間：中華民國九十六年六月八日（星期五）地點：國立臺灣大學圖書館國際會議廳國立臺灣大學生態工程研究中心1目錄講習會議程………………………………………………………………2主講及主持人介紹………………………………………………………3講題一：臺北縣河川現地處理生態廊道規劃願景…………………….4講題二：美國現地處理發展趨勢……………………………………….5講題三：美國自然水域水質淨化工程之實務案例――水力學與生物系統…………………………………………..26講題四：臺北市南湖雨水抽水站晴天排水地下礫間接觸曝氣氧化工程規劃設計實務案例……………………………………..42講題五：復興鄉三民社區汙水處理廠水質淨化工法實務案例……...59講題六：近代河川汙水現地處理與在臺灣之落實――以日本現地處理為例………………………………………..612河川水質淨化工法現地處理生態工程規劃設計講習會議程表時間內容主講人主持人8:30-9:00報到9:00-9:20開幕致詞環保署水保處陳長裕副處長張尊國教授9:20-9:50臺北縣河川現地處理生態廊道規劃願景臺北縣環保局鄧家基局長張尊國教授9:50-10:20美國現地處理發展趨勢環保署水保處魏文宜科長張尊國教授10:20-10:40茶敘10:20-11:10美國自然水域水質淨化工程之實務案例水力學與生物系統傅爾布萊特學者劉治平教授張文亮教授11:10-12:00臺北市南湖雨水抽水站晴天排水地下礫間接觸曝氣氧化工程規劃設計實務案例臺北市政府工務局衛生下水道工程處吳俊賢處長張文亮教授12:00-13:00午餐13:00-14:10復興鄉三民社區汙水處理廠水質淨化工法實務案例桃園縣政府水務局黃明智先生范正成教授14:10-14:30茶敘14:30-15:40近代河川汙水現地處理與在臺灣之落實以日本現地處理為例臺大生態工程研究中心張文亮主任范正成教授15:40-16:30綜合討論環保署水保處、臺大生態工程研究中心、桃園縣政府水務局、臺北市政府工務局衛生下水道工程處指導單位：行政院環境保護署主辦單位：國立臺灣大學生態工程研究中心協辦單位：臺北縣政府環境保護局、臺北市政府工務局衛生下水道工程處、桃園縣政府水務局、國立臺灣大學生物環境系統工程學系時間：中華民國九十六年六月八日（星期五）地點：國立臺灣大學圖書館國際會議廳3主講人及主持人介紹1.鄧家基局長：臺北縣政府環境保護局局長。最高學歷為美國加州大學洛杉磯分校土木暨環境工程學系博士，專長為土木與環境工程。2.魏文宜科長：行政院環境保護署水質保護處第五科科長。專長為水質保護、環境工程。3.劉治平教授：美國愛達荷大學土木工程學系生態水利中心教授、國立臺灣大學生物環境系統工程學系客座教授，為2006-2007年傅爾布萊特（Fulbright）學者。最高學歷為美國密西根大學土木工程學系研究所博士，其專長為流體傳輸、生物水力學、生物廢棄物移除、水生態工程。4.吳俊賢處長：臺北市政府工務局衛生下水道工程處處長。最高學歷為美國密西根大學土木工程學系碩士，專長為土木工程。5.張文亮教授：國立臺灣大學生物環境系統工程系教授兼生態工程研究中心主任。最高學歷為美國加州大學戴維斯分校博士，專長為環境資源與保育、生態工程、濕地工程、土壤汙染、科學史。6.張尊國教授：國立臺灣大學生物環境系統工程系教授兼臺灣大學生物資源暨農學院副院長，最高學歷為美國普渡大學境工程博士。專長為生態工程、土壤汙染、水汙染防治、灌溉水質管理等。7.范正成教授：現任國立臺灣大學生物環境系統工程學系教授。最高學歷為美國普渡大學土木工程學系博士，主要專長為土壤力學、土石流、非點源汙染、大地工程。曾經歷：中華工程公司土木工程處土木工程師、美國伊利諾理工學院土木工程學系研究助理與助教。4臺北縣河川現地處理生態廊道規劃願景臺北縣環境保護局鄧家基摘要本縣為有效改善境內河川水體品質，接續原省政府「臺灣省臺北近郊汙水下水道建設計畫」之建設成果，著手推動縣內包括人口密集地區及水源水質保護區內汙水下水道系統之建設。然因汙水下水道系統建設期程較長，在還未全面完成前，為免河川持續汙染，且根據先進國家推動河川水質改善的經驗，河川現地處理工法，不論在汙水下水道系統建設未完成之前利用河岸灘地進行汙水汙染去除，或於汙水下水道建設完成，現地處理工程完成階段性任務後，於進行河川水質再淨化，均有良好的效益展現，乃著手於境內主要河川沿岸挑選可利用之灘地，擬藉由構築生態水質現地處理淨化系統，以抽引排水進入淨化系統進行水質淨化處理，達到降低汙染物排入河川及營造河岸多樣性棲地環境之目的。目前已完工位於大漢溪右岸新海橋上下游段灘地的新海人工溼地一、二期佔地13公頃，為抽引新海抽水站排放之生活汙水予以處理，其汙水處理量可達到每日10,000噸；另位於大漢溪右岸浮洲橋上游之浮洲人工溼地佔地亦達13公頃，為抽引土城抽水站排放之生活汙水處理，每日處理量可達11,000噸。此三處人工溼地除了有效處理生活汙水外，亦營造多樣性之棲地環境，而且也吸引包含高蹺鴴等種類與數量繁多的鳥類前來覓食，成為淡水河藍帶網絡上的重要生態據點，亦是以人工溼地處理渠道排水之現地處理水質淨化工程成功示範案例。有了前面的推動經驗，自96年起北縣又將在大漢溪沿岸、二重疏洪道、新店溪流域、基隆河及景美溪等地區，運用北縣河川灘地優勢，規劃施設多處人工溼地(含礫間)場址，預估98年共可完成面積300公頃人工濕地(含礫間)、每日處理30萬噸市鎮汙水。完成後臺北縣將會是大規模構築人工溼地的縣份，除可有效完成削減河川汙染目的外，並應用淨化後的水資源將大漢溪、新店溪及淡水河依流域及當地人文環境不同特性營造成生態棲地、復育生態環境、優質的親水環境及規劃作為長期推展永續環境教育、保育與研究的空間。5美國現地處理發展趨勢行政院環境保護署水質保護處魏文宜摘要我國為整治河川汙染削減汙染排放量，除了採行稽查管制事業的廢（汙）水排放、加速推動汙水下水道建設及用戶接管等重要措施外，也評估在汙水下水道系統未及地區，積極推動現地處理。美國現地廢水循環協會（NationalOnsiteWastewaterRecyclingAssociation，NOWRA）辦理分散性處理設施國際研討會，討論美國及國際針對分散性廢水處理的推動情形及處理技術。研討會倡導水的整合管理，並主張水的利用應為密閉系統，不是用一次即排放，因此分散性處理系統有集中式汙水下水道系統沒有的優點，省能源、保水、氮循環等；另有多篇論文的發表，議題著重在各種分散性廢水處理設施的應用情形及效能，例如MBR、SBR、填充過濾塔、土壤處理、施灌系統等單元設計理念、優缺點比較、操作維護重點及水回收再利用等。相關經驗可以作為我國推動現地處理、土壤處理及聚落式汙水處理之參考。關鍵字：現地處理、化糞池、施灌系統壹、前言我國自2002年積極推動河川汙染整治工作，目標在於縮短嚴重汙染河段的比例，並將嚴重汙染測站改善為中度汙染，或將中度汙染河段的水質提升為輕度汙染。為改善河川汙染的情形，除了稽查事業廢汙水的排放、加強推動汙水下水道系統建設及加速用戶接管外，針對公共汙水下水道系統未及地區採行現地處理，例如人工溼地、土壤滲濾等，以進一步削減排入河川的汙染量。2007年3月11日至3月15日美國現地廢水循環協會（NationalOnsiteWastewaterRecyclingAssociation，NOWRA）在馬里蘭州巴爾地摩辦理分散性處理設施國際研討會，強調永續的水資源管理，提出整合上水、廢水處理、地下水保育等面向執行，並呼籲推動廢水回收利用、雨水回收使用、去鹽化、水的有效供需及流域管理5大工作。永續的水管理原則，有1.水的使用是密閉系統，不是用一次就排放；2.結合6暴雨廢水、地下水整體性管理；3.考慮氮的循環及回收。而分散性廢水處理系統，即基於水的永續管理發展而成，強調並彰顯分散性廢水處理系統的優點有：1.密閉循環系統，不再是用一次即排放。2.可省水，以因應氣候的變遷淡水的減少。3.自然不加藥，沒有廢棄物。4.保水在土地上。5.減少汙水的抽送故省能源。貳、分散性廢水處理系統管理在美國，分散性廢水處理系統（decentralizedsystem）稱為現地處理系統（onsitetreatment），又稱為化糞池系統（septicsystem），約有25%的家庭（約6,000萬人）使用，近年來因大力推動，已高達33%的家庭使用。所謂的分散性處理，不同於汙水下水道系統，需要很多的抽水站及分支管網，處理原理相同於汙水下水道的處理，以厭氧或好氧處理。分散性廢水處理系統包括處理家庭及商業營業汙水，將汙水由化糞池處理系統處理後，排放至土壤、水體或藉植物吸收、蒸發汙染物。美國環保署自1997年推動分散性廢水處理系統計畫，至今是第10年。圖1.標準現地處理系統（資料來源：Homeowner’sOnsiteSystemGuideandRecordKeepingFolder,NOWRA）7在美國，現地處理系統最主要有2個單元是化糞池（septictank）前處理單原及施灌系統（drainfield）。但是現地處理是否僅採用化糞池，也不儘然。有學者（1）針對明尼蘇達州將近700個沒有汙水下水道系統的社區進行調查，發展出以人口密度大小為變數的「現地處理設施選用模型」（表1）。表1.廢水處理設施模型人口密度廢水處理設施模型技術選擇操作維護等級單戶處理化糞池系統不需集中管理聚落式選擇性技術需有受過訓練的兼職操作人員定期（每月）維修氧化塘氧化塘需有兼職操作人員每年2次維修最低最高區域化處理傳統汙水處理廠需有專職操作人員維護資料來源：ScottD.Wallace,etc.,2007.UnseweredCommunities:AreAlternativetreatmenttechnologiesthesolution?NOWRA16thAnnualTechnicalEducationConference&Exposition.選擇現地處理的方式，除依人口密度決定外，經濟有效性、後續操作維護、法令標準、土壤性質等因素為重要的選擇現地處理模式的考量因素。分散性廢水處理系統在發展之初，美國環保署即與8個協會簽約合作共同推動分散性廢水處理系統（2），且各有不同的任務，說明如下：1.NOWRA（NationalOnsiteWastewaterRecyclingAssociation）：發展汙水下水道未及地區廢水處理的架構，並界定分散性廢水處理系統的管理元素。2.NESC（NationalEnvironmentalServicesCenter）：執行分散性廢水處理系統示範計畫。3.NEHA（NationalEnvironmentalHealthAssociation）：訓練現地處理系統施工者並核發證書。4.RCAP（RuralCommunityAssistancePartnership）5.NATT（NationalAssociationofTownsandTownships）6.NSWT（NationalAssociationofWastewaterTransporters）7.WEF（WaterEnvironmentalFederation）8.CIDW（ConsortiumofInstitutesforDecertralizedWastewaterTreatment）：提供大學程度的實務訓練課程以訓練未來的專家。8以美國環保署官方的角度認為（3），分散性廢水處理系統的優點，除了讓居民接受較低的負擔外（集中式汙水下水道系統費用高），並能依地形加以設計，也具有下列好處：1.有良好管理及設計的現地處理，可提供較集中式汙水處理廠低的價格，但有相同汙染去除效益。2.分散處理後的排放水，可協助地下水補注（藉由土壤滲濾非直