看完香港這座最大規(guī)模污水廠，100%的污水處理流程都懂了
來(lái)源: 馬后炮化工
沙田污水處理廠（英語(yǔ)：Shatin Sewage Treatment Works，縮寫：STSTW）位于香港新界沙田區(qū)馬料水水廠街1號(hào)，鄰近沙田馬場(chǎng)，是一所傳統(tǒng)工藝污水處理廠，始建于1982年，面積約相等于30座足球場(chǎng)，采用二級(jí)（生物）處理程序處理由沙田、馬鞍山及大埔白石角地區(qū)排放的污水。
第一期及第二期已完成，而第三期擴(kuò)建工程亦于2010年年中完成，每日可處理23萬(wàn)立方米污水和120公噸污泥。
沙田污水處理廠是香港目前最大規(guī)模的二級(jí)污水處理廠，服務(wù)沙田及馬鞍山約60萬(wàn)居民。將來(lái)，此污水處理廠將重置于一河之隔的亞公角山體內(nèi)（以巖洞方式建造），而面積將比赤柱污水處理廠大15倍。
鳥(niǎo)瞰沙田污水處理廠
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歷史
沙田污水處理資訊中心
沙田污水處理計(jì)劃于1973年開(kāi)始研究以配合新界第一個(gè)衛(wèi)星城市沙田的發(fā)展。1975年在現(xiàn)時(shí)賽馬會(huì)體藝中學(xué)的位置建造臨時(shí)污水處理廠，采用多間隔式組合處理池及表面曝氣機(jī)操作，待永久污水處理廠啟用后才告拆卸。
另外，香港中文大學(xué)亦在1968年建造了私家污水處理處，專門處理大學(xué)建筑物排出的污水（除范克廉樓使用化糞池至今外），直到1982年才并入沙田污水處理廠排污網(wǎng)絡(luò)。
沙田污水處理廠第一期的入水口、基本及初級(jí)處理設(shè)施于1982年投入服務(wù)，整個(gè)第一期污水處理設(shè)施包括二級(jí)處理在1984年落成后全面操作。第二期于1986年相繼完成，兩期設(shè)施可為沙田及馬鞍山區(qū)居民處理每天約20多萬(wàn)立方米的污水。
隨著沙田及馬鞍山急速發(fā)展，第三期擴(kuò)展于2001年2月開(kāi)始興建，第一及第二階段設(shè)施于2004年底及2005年底先后落成啟用，余下工程在2010年全部完成，可以處理84萬(wàn)人每天生產(chǎn)約34萬(wàn)立方米的污水。
第3階段擴(kuò)建工程
建造污水入口設(shè)施，包括1條曝氣沉砂槽、2套隔濾砂礫設(shè)備、2條流量控制及測(cè)量槽和1個(gè)細(xì)隔柵；
建造10個(gè)初級(jí)沉淀池和相關(guān)的污泥泵房；
建造10個(gè)曝氣池、1間鼓風(fēng)機(jī)房和相關(guān)的排水泵站；
建造20個(gè)最后沉淀池和相關(guān)的污泥泵房；
設(shè)置紫外光消毒設(shè)施；
建造污泥處理設(shè)施，包括6個(gè)污泥消化池、1間鍋爐房、1間污泥脫水房連附屬設(shè)施，以及擴(kuò)建現(xiàn)有的污泥濃縮房；
建造1座化驗(yàn)所，包括設(shè)置所需設(shè)備、辦公室和相關(guān)的貯物地方；
修建12個(gè)現(xiàn)有的曝氣池和24個(gè)現(xiàn)有的最后沉淀池。
搬遷巖洞
發(fā)展局局長(zhǎng)林鄭月娥于2010年考察北歐城市有關(guān)巖洞的發(fā)展后，聘請(qǐng)顧問(wèn)作出開(kāi)拓山洞成本及釋出土地價(jià)值等相關(guān)財(cái)務(wù)評(píng)估，于2011年2月24日透露將沙田污水處理廠搬遷到對(duì)面亞公角巖洞內(nèi)（女婆山）的可行性極高，從而釋出約28公頃高價(jià)值、優(yōu)質(zhì)的臨海土地作為房屋及其他用途。
2013年3月，研究顧問(wèn)及獨(dú)立專家評(píng)審團(tuán)經(jīng)復(fù)檢后，確定與沙田污水處理廠相隔城門河的亞公角女婆山為最佳重置選址，該處屬于堅(jiān)固的花崗巖地質(zhì)，無(wú)明顯的軟弱帶及斷層，非常適合建設(shè)大型巖洞，而且于上址進(jìn)行搬遷工程不需要征用大量私人土地。
顧問(wèn)報(bào)告正在評(píng)估搬入巖洞后的沙田污水處理廠的氣味影響；通過(guò)實(shí)驗(yàn)室風(fēng)洞測(cè)試，就亞公角女婆山一帶的環(huán)境、風(fēng)速和風(fēng)向分析，初步評(píng)估顯示，透過(guò)適當(dāng)?shù)臍馕犊刂拼胧┘吧缴线h(yuǎn)離居民的通風(fēng)口，重置后的沙田污水處理廠不會(huì)產(chǎn)生不良?xì)馕蹲虜_附近社區(qū)；研究顧問(wèn)將會(huì)進(jìn)一步計(jì)劃最合適的氣味控制措施及通風(fēng)口位置的方案。有關(guān)部門最快將會(huì)于同月月底在上址進(jìn)行土地勘測(cè)工程，于同年年中展開(kāi)第二階段公眾參與活動(dòng)。
初步資料顯示，如果采用鉆爆方法建造項(xiàng)目的主體部分的巖洞，由于鄰近樓宇與有關(guān)巖洞位置有相當(dāng)距離，以現(xiàn)今先進(jìn)技術(shù)及監(jiān)控措施，能夠有效果地防止工程對(duì)鄰近樓宇結(jié)構(gòu)造成不良影響。
2018年10月立法會(huì)財(cái)務(wù)委員會(huì)通過(guò)20.7億元撥款展開(kāi)工程，首階段工程于2019年開(kāi)展，2030年完成，建成后將成為亞洲最大型人工巖洞污水處理廠，并設(shè)立全港首個(gè)“經(jīng)處理污水冷卻系統(tǒng)”，透過(guò)“已處理的污水”為廠房?jī)?nèi)的機(jī)器降溫，而騰出原址28公頃土地可用作發(fā)展用途，擬議作住宅、高科技和知識(shí)型產(chǎn)業(yè)用途。
遷入巖洞后的通風(fēng)豎井設(shè)于女婆山西南，即亞公角山路末端，與最接近的較大型居民區(qū)富安花園保持約1公里距離以避免氣味問(wèn)題影響。不過(guò)由于建筑成本增加，工程費(fèi)用超過(guò)300億元（2017年估算），較2014年估算的250億元多50億元。
沙田污水處理廠入口
沙田污水處理廠鳥(niǎo)瞰一
沙田污水處理廠鳥(niǎo)瞰二
沙田污水處理廠模型
收集污水
沙田污水處理廠集水區(qū)模型
沙田污水處理廠入水
沙田污水處理廠集水區(qū)面積達(dá)69平方公里，沙田及馬鞍山，以及大埔區(qū)白石角共有18個(gè)污水泵房，將收集到的污水送到沙田污水處理廠，外圍泵房以沙田主污水泵房及馬鞍山污水泵房為主，合占總輸水量的97%，各泵房的輸水比例如下。
沙田主污水泵房（76.8%）（簡(jiǎn)稱沙田大泵房）
馬鞍山污水泵房（19.5%）
中文大學(xué)污水泵房（2.5%）（簡(jiǎn)稱新大學(xué)泵房；取代于1969-1982年間使用的中大私家污水處理廠）
大圍污水泵房（0.9%）
亞公角污水泵房、白石角1-3號(hào)污水泵房及其余泵房（0.3%）
沙田污水泵房
馬鞍山污水泵房
大圍真空泵房
亞公角污水泵房
處理污水
細(xì)隔柵
沉砂池
曝氣池
混合液分配槽
平流式最后沉淀池
幅流式最后沉淀池
放流水毒性測(cè)試
一級(jí)處理
幼隔篩（Screening）
沙田污水處理廠有8臺(tái)細(xì)隔柵，可篩除污水中直徑6毫米或以上的大尺寸渣滓。
螺旋式運(yùn)輸帶（Screw Conveyor）
用以收集篩除出來(lái)的廢物。
除砂（Grit Removal）
經(jīng)隔篩的污水會(huì)流入曝氣沉砂池（Aerated Grit Channel），沉淀后的砂礫會(huì)被抽到分砂機(jī)（Grit Classifier），污水再流往流量槽。
流量測(cè)量（Flow Measurement）
沙田污水處理廠有8條特別設(shè)計(jì)的流量槽（Flume Channel），利用超聲波水位感應(yīng)器準(zhǔn)確計(jì)算入水流量，作為污水處理廠重要的運(yùn)行指標(biāo)。
初級(jí)沉淀池（Primary Sedimentation Tank）
污水繼而進(jìn)入初級(jí)沉淀池，大約50%懸浮固體廢物會(huì)在此沉淀成為初級(jí)污泥（Primary Sludge）。沙田污水處理廠共有21個(gè)初級(jí)沉淀池，每個(gè)池的體積為55x13x3米。水力停留時(shí)間約2小時(shí)，較重的懸浮物會(huì)積聚在池底，較輕的則浮在水面，池內(nèi)裝設(shè)自動(dòng)鏈刮系統(tǒng)（Automatic Chain and Flight Scraper），將沉底及浮面的污染物收集后作進(jìn)一步處理。
二級(jí)（生物）處理
二級(jí)（生物）處理（Secondary (Biological) Treatment）是利用微生物分解污水中的污染物。沙田污水處理廠采用A/O活性污泥法，即使活性污泥懸浮于污水中，同時(shí)曝氣，讓活性污泥與污水中污染物與溶解氧充分接觸，污泥中微生物利用污水中污染物作為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)繁殖，污染物得以降解。
曝氣池（Aeration Tank）
沙田污水處理廠共有22個(gè)曝氣池，單體尺寸為88x13x5米，有效容積5,720立方米，分為前端的缺氧區(qū)（不用曝氣，占28%全池面積）和之后的曝氣區(qū)（占72%全池面積）兩部分，缺氧區(qū)設(shè)有攪拌機(jī)（Mixer），而曝氣區(qū)設(shè)有約2000個(gè)空氣擴(kuò)散器（Air Diffuser，每天耗氣量約40,000-100,000立方米）、回流泵及管道，有機(jī)污染物最終分解為二氧化碳、水及氮?dú)獾取?/p>
經(jīng)初級(jí)沉淀的污水流入曝氣池作生物處理，壓縮空氣經(jīng)管道及擴(kuò)散器輸送到曝氣區(qū)，為微生物提供生長(zhǎng)所需的氧氣。污水中的有機(jī)物在好氧環(huán)境下被好氧微生物氧化分解，同時(shí)硝化細(xì)菌進(jìn)行硝化作用，將銨鹽氧化為硝酸鹽。富含硝酸鹽的污水被回流到曝氣池前端的缺氧區(qū)（Anoxic Zone），進(jìn)行反硝化作用，將硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原為無(wú)害的氮?dú)�，釋放于空氣中，污水中含氮污染物得以降解�?/p>
最后沉淀
混合液自曝氣池出水，經(jīng)配置有流量控制水閘（Flow Control Penstock）的分水槽進(jìn)入最后沉淀池。
最后沉淀池（Final Sedimentation Tank）
沙田污水處理廠共有24個(gè)幅流式最后沉淀池（直徑27.5米）及20個(gè)平流式最后沉淀池（42x12x5米），利用物理沉淀或浮除原理，將污水中大部分活性污泥和懸浮物質(zhì)清除，上層澄清的放流水經(jīng)收集槽輸往池側(cè)的磚紅色泵房作排放。
沉淀池底的活性污泥會(huì)經(jīng)由地下管道輸往回流活性污泥泵房的水井，大部分會(huì)回流至曝氣池曝氣段，余下的稱為剩余污泥（Surplus Activated Sludge），經(jīng)濃縮后再送往消化缸處理。
消毒
經(jīng)過(guò)二級(jí)處理的污水可清除污水中達(dá)99%的病菌，為要進(jìn)一步減低病菌的風(fēng)險(xiǎn)，處理后的污水需再經(jīng)消毒然后才排放到附近水體。沙田污水處理廠使用紫外光照射消毒技術(shù)，合乎經(jīng)濟(jì)效益而又符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。整項(xiàng)紫外光消毒工程將于2008年初展開(kāi)，于2009年完成。
空氣擴(kuò)散器
溶解氧測(cè)量計(jì)
沉淀池底的活性污泥
回流混合液槽
初級(jí)沉淀池
曝氣池池面
最后沉淀池池面
清潔的放流水
處理污泥
回流活性污泥泵房
氣提式消化缸
發(fā)電機(jī)房
污泥儲(chǔ)存缸
污泥脫水機(jī)房
污泥消化
回流活性污泥（Return Activated Sludge，簡(jiǎn)稱RAS）
在最后沉淀池底部的活性污泥由4臺(tái)離心泵（Screw-Centrifugal Pump）回流到曝氣池曝氣段入口，以確保池內(nèi)有足夠活性污泥量和微生物量，維持污水處理廠的正常運(yùn)行。每臺(tái)泵由一個(gè)68千瓦馬達(dá)帶動(dòng)，最高流量每秒0.517立方米，回流比為100%。
剩余活性污泥（Surplus Activated Sludge，簡(jiǎn)稱SAS）
剩余活性污泥由污泥泵送到6臺(tái)離心機(jī)〈Centrifuge〉加以濃縮，再輸送往厭氧污泥消化缸。
剩余污泥處理與處置
1、厭氧消化
沙田污水處理廠共有14座厭氧污泥消化缸（Anaerobic Sludge Digestion Tank），第一及第二期8個(gè)是氣提式（Gas Mixing Type）消化缸，每個(gè)缸容量2960立方米，利用壓縮沼氣攪拌污泥，其余6個(gè)位于第三期是機(jī)械攪拌式（Mechanical Mixing Type）消化缸，每個(gè)缸容量3720立方米，利用內(nèi)置機(jī)械循環(huán)攪拌泵攪拌污泥。
初級(jí)污泥及濃縮后的剩余活性污泥在污泥消化缸內(nèi)進(jìn)行厭氧消化過(guò)程，消化缸內(nèi)保持在攝氏35度左右，利用有機(jī)生物在厭氧的環(huán)境下發(fā)酵分解污泥中有機(jī)物質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
2、沼氣
在厭氧消化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沼氣，內(nèi)含甲烷，可作燃料推動(dòng)發(fā)電機(jī)。沙田污水處理廠配備雙燃料發(fā)電機(jī)（Dual Fuel Generator），以沼氣或柴油發(fā)動(dòng)，可輸出1100千瓦電力。
3、污泥脫水（Sludge Dewatering）
消化后的污泥先以離心式脫水機(jī)（Dewatering Centrifuge）脫水，然后運(yùn)往屯門污泥焚化爐處理。
雙燃料發(fā)電機(jī)
甲烷氣缸
柴油缸
發(fā)電機(jī)房變壓器
氣提式攪拌器
旋轉(zhuǎn)輸送帶
離心式脫水機(jī)
回流活性污泥泵房?jī)?nèi)設(shè)施
污泥及污水測(cè)試
沙田中央化驗(yàn)室（Shatin Central Laboratory）于2004年5月搬遷到沙田污水處理廠化驗(yàn)室大樓，由1名化驗(yàn)師、5名一級(jí)技術(shù)員、14名二級(jí)技術(shù)員及1名服務(wù)員協(xié)同運(yùn)作，每月負(fù)責(zé)測(cè)試約3,000個(gè)污水及20,000個(gè)污泥樣本，主要測(cè)試包括生化需氧量、化學(xué)需氧量、總懸浮固體、總固體（Total Solids）、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮（Nitrite Nitrogen）、總克氏氮量（Total Kjeldahl Nitrogen）、正磷酸鹽（ortho-Phosphate）、總磷量（Total Phosphorus）、氯化物、硫化物、重金屬、微生物顯微鏡觀察、毒性、大腸桿菌及紫外光透光率等。數(shù)據(jù)結(jié)果用于確定放流水能符合香港環(huán)保署排放標(biāo)準(zhǔn)及為污水處理廠工作人員用以控制處理程序。
活性污泥回流技術(shù)
傳統(tǒng)的污水處理包括了兩輪沉淀程序，在初級(jí)沉淀池和最后沉淀池之間的生物處理池，加入可以侵蝕微細(xì)污染物的微生物，處理初級(jí)沉淀時(shí)未能夠分解的污染物，而微生物則會(huì)留在沉淀的剩余活性污泥中，可以回流到最終沉淀池池內(nèi)再用，其余污泥則濃縮處理，經(jīng)過(guò)脫水后運(yùn)輸至屯門源.區(qū)污泥焚化爐。
2012年，渠務(wù)署成功研發(fā)“混合沉淀”技術(shù)，新技術(shù)將微生物直接回流到初級(jí)沉淀池，提早分解污染物，改進(jìn)污泥質(zhì)素，以減少后期處理的程序及時(shí)間。
應(yīng)用此技術(shù)所需要的設(shè)備的成本約12萬(wàn)港元，每年運(yùn)作費(fèi)用約8萬(wàn)港用，使用新技術(shù)比較以往每年節(jié)省560萬(wàn)千瓦時(shí)能源，減少碳排放3,000公噸、減少排固體廢物700噸，節(jié)省約430萬(wàn)港元電力費(fèi)用。同年，渠務(wù)署為沙田污水處理廠引入上述。
此技術(shù)獲得了由香港環(huán)保卓越計(jì)劃頒發(fā)的2012年“環(huán)保創(chuàng)意卓越獎(jiǎng)”優(yōu)異獎(jiǎng)及由香港工程師學(xué)會(huì)頒發(fā)的“工程創(chuàng)意大獎(jiǎng)2012/13”科技組別冠軍[7]。
殺泥技術(shù)測(cè)試
香港科技大學(xué)發(fā)明殺泥技術(shù)污水處理方法，將硫酸鹽還原菌應(yīng)用于污水處理，能夠減少逾9成的污泥量，節(jié)省逾半污水處理費(fèi)用、凈化時(shí)間及儲(chǔ)存污泥空間。硫酸鹽還原菌的好處是生長(zhǎng)速度慢、然而效率高，能夠減少污泥量及緩和臭味。以香港的污水量計(jì)算，傳統(tǒng)技術(shù)每日產(chǎn)生約2,000公噸污泥，殺泥技術(shù)則可以大幅度地減少至200公噸以下。
于2013年4月起至2015年4月，沙田污水處理廠進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)的大型試驗(yàn)，每日平均處理1,000立方米污水。項(xiàng)目獲得渠務(wù)署和創(chuàng)新及科技基金等資助共約2,460萬(wàn)港元，為香港資助金額最高的獨(dú)立環(huán)境保護(hù)科技研究項(xiàng)目[8]。
處理水排放
大埔污水處理廠經(jīng)生物處理過(guò)的放流水，經(jīng)海底壓力管道輸送到沙田污水處理廠，聯(lián)同沙田污水處理廠的放流水，由放流水排放泵房（Effluent Export Pumping Station，位于污水處理廠近側(cè)門入口位置磚紅色建筑物）經(jīng)過(guò)橫越城門河兩條單車及行人橋（俗稱孖橋）下層的壓力管道，再穿越一條直徑3米、長(zhǎng)達(dá)7.4公里的輸水隧道（由鄰近污水處理廠新址的亞公角隧道入口至鳳德邨終端出水口）及鳳德道箱形雨水暗渠，排向啟德明渠，再排放入維多利亞港。
本項(xiàng)排放工程于1987年由土木工程署立項(xiàng)，1994年完工；其中，由亞公角隧道入口至花心坑一段排水隧道以隧道鉆挖機(jī)興建，其余部分（包括花心坑村施工豎井）以鉆爆方式建造。
素材來(lái)源：環(huán)保水圈
