行業製程減廢及污染防治技術－食品業介紹

行業製程減廢及污染防治技術 - 食品業介紹 一 食品業定義 依據行政院環保署公告食品業之定義, 係指從事食品原料處理並製造食品之事業 ( 包括綠藻產品之製造及加工, 及葡萄糖製造業 ), 設計或實際最大每日廢水產生量在 20 立方公尺 ( 公噸 / 日 ) 以上者 二 產業現況 食品工業主要是以農產品為原料, 經加工製造提供食用的行業 依工業生產統計, 食品工業可細分為罐頭食品 冷凍食品等 22 個子行業, 如圖 1 所示 這些行業均有提高農產品之附加價值 延長產品保存期限 擴大產品販售範圍等作用 其關聯產業除農業外, 還包括食品添加物 食品機械 食品包裝材料 餐飲及食品運銷等 早期食品工業以外銷為主 1980 年代以前, 罐頭食品加工業是主流, 且曾為國家賺取大量外匯 1980 年是罐頭食品業之巔峰, 外銷量可達 2,251 萬餘箱 / 年, 值 4 億 8 千萬美元 ( 約合當年新台幣 193 億元 ); 之後, 因國內工資高漲, 農產原料成本上升, 罐頭食品遂逐漸失去國際競爭力 1980 年後, 冷凍食品業興起 1981 至 1996 年食品工業的最大宗產業為屠宰業, 產品主要為冷凍猪肉, 外銷市場則以日本為主 1987 年的冷凍食品年產值達新台幣 646.8 億元, 惟 1988 至 1990 年間, 國內因蝦病變, 水產原料供應減少, 冷凍食品輸出遂面臨衰退局面 1988 年, 農委會開始推動 CAS 優良冷凍食品標誌認證制度, 鼓勵食品工廠生產國人所需的優良冷凍食品, 同時藉由宣導加強消費者的認同與購買 1991 年, 由業者成立 中華民國冷凍食品發展協會, 積極

輔導推動冷凍食品業的發展 配合接二連三的政策推動, 國內冷凍食品市場開始蓬勃發展 至 1993 年, 冷凍食品業年產值已達新台幣 687 億元, 外銷超過 460 億元 ;1995 年, 冷凍食品年出口值達新台幣 600 多億元, 佔加工食品出口值約六成以上, 成為台灣食品工業的主力 食品機械工業 食品產業農業餐飲業食品運銷業食品工業 食品包裝材料工業 食品添加物工業 食品工業 罐頭食品業冷凍食品業屠宰業乳品製造業脫水食品業浸漬食品業烘焙面食業糖果業食用油脂製造業製粉業碾穀業 製糖業製茶業味精業其他調味品製造業飼料業麵條粉條食品業雜項食品業酒類釀造業啤酒製造業不含酒精飲料業菸草製造業 圖 1 食品工的業範圍 1996 年, 國內經濟景氣不盡理想, 又逢日本國內猪肉庫存過多, 為保護其國內產業, 日本動用安全防衛 (SG) 條款, 使我國原預定外銷的冷凍猪肉轉至內銷市場, 屠宰業及冷凍肉品業均受到波及, 連帶使食品產值受到影響 接著 1997 年, 猪隻口蹄疫發生使產值及外銷值受到重創, 更使我國食品由出超國逆轉變為入超國 ; 緊跟著 1998 年, 國際金融風暴發生, 雪上加霜使食品產值及外銷值陷入最低潮 再從整體食品工業的發展歷程來看,1952 年的農產加工品佔出口總值為 91.9%, 逐年下降至 1972 年的 10.7%,1996 年更下降為 3.0%, 1997 年發生猪肉口蹄疫, 影響食品出口量值比率大幅下降為 1.6%, 1998 年更下降為 1.4%, 如表 1 所示 顯示食品工業之發展已由外銷導

向轉變為內銷導向, 並由早期以 出口賺取外匯, 支持工業發展 的角色, 逐漸轉變為目前以 滿足國民食品需求, 提高國民生活素質 的角色 表 1 食品工業的外匯貢獻及角色變遷 發展歷程 1952 年 1962 年 1972 年 1982 年 1992 年 1997 年 1998 年 食品工業出口值佔製造業總出口值比率 (%) 91.9% 49.5% 10.7% 5.0% 3.6% 1.6% 1.4% 市場導向 外銷導向 內銷導向 扮演角色 出口賺取外匯支持工業發展 增加農產價值提高農民所得 滿足國民食品需求提高國民生活素質 資料來源 : 經濟部工業局 由產業結構來看, 食品工業為內需產業, 其年產值約為新台幣 5,000 億元,1997 年因受到猪隻口蹄疫事件的影響, 使得產值縮減為新台幣 4,958 億元,但仍為當年製造業產值的 7.8%,於各製造業中排名第四, 僅次於電子工業 化學材料工業及紡織工業 食品工業之廠家數與從業人員分別佔整體製造業之 6.0% 與 5.2%, 分別為 5,008 家與 123,000 人, 顯示食品工業於我國製造業中佔有極重要之角色 三 製程污染來源與污染特性 3.1 製程介紹 食品工業涵蓋範圍廣 (22 個行業 ) 且產品種類極多, 以下僅就主要 之六種產業類型, 描述其產業特性 發展概況, 並以簡單流程圖介紹其

製程 1. 冷凍食品冷凍食品業可依加工原料之不同分成 : 冷凍蔬果 冷凍水產 冷凍肉類 冷凍調理食品等四類 以調理鰻製造流程為例, 如圖 5.5-2 所示 其製程介紹如下 : 由於冷凍調理鰻產品大多銷往日本, 故業者於加工過程中, 須視客戶之口味要求而有關東風與關西風之區別 關東風主要指日本關東地區人民所食用的, 其剖殺法為無頭 背開, 其燒烤肉質, 較為柔軟 ; 而關西風主要指日本關西地區人民所食用的, 其剖殺法為有頭 腹開, 其烤燒肉質較硬, 但需加工調理至更有鰻魚風味 一般烤鰻可分為 (1) 白燒鰻 ;(2) 蒲燒鰻 而形態可分為 (1) 有頭長燒 ;(2) 無頭長燒 ;(3) 鰻串 ;(4) 切半 調理鰻製造流程, 如圖 2 所示 : 原料鰻入廠驗收蓄養選別磅重冰鎮 A 有頭 A 放血剖殺無 調理白燒蒸煮 B 頭 B 蒲燒個別快速冷凍內包裝金屬檢測外包裝 C C 凍藏出貨 圖 2 冷凍調理鰻製造流程 2. 乳品製造業

一般乳製品的分類, 包括 :(1) 鮮乳 ;(2) 調味乳 ;(3) 醱酵乳 ;(4) 乳製甜點 ;(5) 奶茶飲料 ;(6) 濃縮乳 ;(7) 奶粉 ;(8) 其他乳製品等 其中又以鮮乳及調味乳為主 (1) 鮮乳依國家標準, 鮮乳為適用於生乳經加熱殺菌後供飲用之全乳汁, 即以 100% 之生乳製造 ; 其殺菌方式以無菌超高溫 (AUHT) 方式最普遍, 另有高溫短時間殺菌 (HTST) 方式殺菌生產 圖 3 為鮮乳之製造流程圖 (2) 調味乳係以 50% 以上之生乳或鮮乳與奶粉為主要原料, 並添加砂糖 香料 果汁及其他食品添加物加水混合而成 圖 4 為調味乳之製造流程圖 (3) 醱酵乳國內醱酵乳多屬稀釋調味醱酵乳 其係以生乳或鮮乳為原料 ( 約含 2~3% 之乳固形分 ), 先將生乳或合成乳經殺菌 加乳酸菌或酵母菌經醱酵處理, 再添加甜味料 香料 食用色素及其他添加劑而成 (4) 乳製甜點係指以生乳或奶粉為原料, 添加膠類 蛋粉 香料等加以處理 ; 如布丁 鮮乳酪等 布丁為歷史最悠久 銷售量最大之冷藏乳製甜點 ; 新近推出之鮮乳酪是道地的法國乳製點心, 經過改良配方後並已上市的固態牛奶, 乃將生乳製成固態的布丁狀, 另附帶一包添加物, 例如穀類食品 玉米片 巧克力米等食品, 食用方式為打開後攪拌食用

(5) 奶茶飲料 係指以生乳或鮮乳為原料, 加添茶湯等加工製成 生 乳 品 管 過 濾 80mesh( 網目 ) 冷 卻 4 以下低溫 標準化 三元自動離心機 均 質 150 kg / cm 2 壓力 殺 冷 菌 卻 130± 3 4 以下低溫 無菌桶 充填包裝 品 管 裝 箱 堆疊入棧板 入庫冷藏 出 貨 圖 3 鮮乳之製造流程圖

添加物 生 乳 溶 解 定 量 過 濾 均 質 冷 卻 混合定量 均質殺菌 130 成品桶 充 填 裝 箱 堆疊棧板 入 庫 圖 4 調味乳製造流程圖 3. 罐頭食品業罐頭食品業是以農 林 水 畜產品為原料, 是農產品的下游延伸, 其受原料供應季節 供應量 供應價格之影響極大 罐頭食品業之製程, 以牛肉 扣肉罐頭製造流程為例, 於圖 5 所示

原料驗收清洗分切熱調理切塊裝罐 A A 填液脫氣封罐殺菌冷卻擦拭成品 圖 5 罐頭食品製程流程圖 4. 食用油脂工業食用油脂業包括黃豆油 棕櫚油 奶油 花生油 芝麻油 玉米油 葵花油等種類頗多, 以黃豆油 奶油使用量最多 近年來, 在健康訴求之下, 消費者逐漸對價格較高或進口之油品產生興趣 食用油脂工業之製程, 如圖 6 所示 原料壓榨抽出脫膠中和清洗 A A 乾燥脫色脫臘脫臭產品 圖 6 食用油脂製程流程圖 5. 飲料業飲料產品涵蓋蔬果汁 碳酸飲料 茶飲料 咖啡飲料 纖維飲料等 ; 過去一直以碳酸飲料居首, 近年茶類飲料成長迅速, 於 1993 年首次超越碳酸飲料, 而國產非酒精性飲料產量於 1994 年達到高峰 飲料產品之世代交替極快, 故業者宜著重新產品之開發及產銷通路之建立 飲料業製程如圖 7 所示

溶璞 原料調配殺菌沖填貼管整列 A A 封模堆棧成品貯藏出貨 圖 7 飲料之製程流程圖 6. 麵粉工業麵粉工業為內需產業, 其年產量約 70 萬公噸, 而產品多數供食品加工業用, 如麵條及中式麵食約 47%, 烘焙食品 25%, 速食麵 6%, 麵食約 47%, 餅干 5%, 麵筋 9%, 麵粉工業之副產品麩皮, 可做為調配飼料之用 在各式產品中, 以速食麵為最主要產品, 近十年來, 其平均成長率約 10% 將來麵粉開放自由進口以及口味國產化, 競爭力應可再增強 3.2 污染物種類及其來源 1. 廢水污染來源與污染特性食品工業廢水的來源, 一般可分為下列幾種 : (1) 原料洗滌過程 (2) 燙煮過程 (3) 漂白過程 (4) 各種器具洗滌 (5) 殺菌 殺菁及其冷卻水

(6) 洗瓶過程 ( 裝瓶 包裝過程 ) 食品工廠的廢水與其他行業的廢水性質不太一樣, 茲以乳品 飲料業為例來說明食品廢水之特性 (1)BOD 5 (COD) 與 SS 高 如發生二次污染會成為腐敗性強的有機廢水 (2) 廢水含有多量碳水化合物 ( 乳品業為乳糖 ) 粗蛋白 粗脂肪等富於營養之成分, 成為河川 湖泊 海洋的營養源, 造成優氧化現象 (3) 較其他行業排水量多, 均為批式操作, 以間歇式廢水為主, 故成分及濃度的變動大 (4) 很少含有毒物質以及重金屬等 (5) 含有二次加工的藥劑 : 漂白 著色 殺菌劑等 2. 廢氣污染來源與污染特性食品業涵蓋範圍甚廣, 依工業生產統計, 食品業可細分包括罐頭食品 冷凍食品等 22 個子行業 食品業子行業雖多, 但在空氣污染所遭遇的問題則是大同小異 綜合其空氣污染之特性, 可區分為粒狀物 硫氧化物及氮氧化物 VOC 及臭味等三大類 茲將食品業三類空氣污染物之污染源分述如下 : (1) 粒狀物食品業之粒狀物污染源主要為顆粒狀或粉狀之原物料 ( 如大豆 玉米及麵粉等 ), 於進料貯存 輸送 粉碎 篩選 混合等操作加工過程中, 由開放空間逸散粒狀物或由固定排放管道所排出之粒狀物 (2) 硫氧化物及氮氧化物大部分食品業製程中, 皆需熱源, 用以蒸煮 消毒 殺菌 加

熱 保溫等操作, 廠內都配置有蒸氣鍋爐或熱媒油鍋爐, 一般皆使用重油為燃料, 故鍋爐排氣中含有硫氧化物及氮氧化物等污染物 (3)VOCs 及臭味食品業之 VOCs 及臭味主要來源大致如下 : (A) 原料 廢棄物 下腳料 不良品之堆置或處理過程中產生之異味, 其中以冷凍水產之下腳料異味最易引起抗議 (B) 加工等過程中之味道, 如蒸煮 燒烤 油炸等過程之味道及油煙問題 (C) 廢水池及廢水污泥之臭味, 食品業之廢水中蛋白質 脂肪之含量高, 且廢水生物處理過程之味道較濃, 特別是因化學加藥後, 易凝集脂肪蛋白質而生浮渣, 造成腐敗 (D) 廠房之味道, 因食品工廠常瀰漫蒸氣或水氣, 故原物料 加工過程 消毒水等味道, 融合成工廠的味道 (E)VOCs 的逸散, 如食用油以正己烷萃取提油 A. 織布 : 紡織品常含有織布油及針織油, 易於織布的過程排放燻煙或不完全燃燒的碳煙 B. 洗絨 : 紡織品熱固定之前, 可藉洗絨作用降低油的排放量 利用水洗可將含油量降低至 0.5 %; 使用溶劑時, 則可降低至 0.1 %, 惟易於排放揮發性有機物 C. 熱固 : 熱固的目的係防止紡織物產生收縮現象, 在此過程中除了會排出含織布油的煙霧外, 還會產生聚酯聚合物及其他多種聚合物, 由於水洗洗絨時去除了一部份的污染物, 因此降低了熱固時所產生的污染物

D. 定型 : 染料在定型與烘乾時易產生大量的水蒸氣及熱空氣, 且易於排放煙霧, 由於印花時使用高濃度有機溶劑, 在高溫定型烘乾時會排出藍灰色煙霧, 所排放的有機物中可能含有三氯苯 β- 甲基奈 苯甲酸甲酯及聯苯, 且常伴隨異味 E. 烘乾 : 有機溶劑載體易於烘乾機中揮發, 再由煙囪排放, 所排放有機物含丙酮 苯 氯仿 乙醇 乙酸乙酯 乙三醇 甲醇 四氯乙烯 甲苯 三氯苯 三氯乙烯 二甲苯 甲醛 尿素等 四 廠內管理與製程減廢 減廢目的在於有效率地使用製程物料, 減少污染物的排出, 達到降低生產成本及節省污染防治費用的雙重目標 以往業者在解決污染問題時, 較著重於如何將污染物處理至符合環保法令標準, 僅是一種只求免於遭到環保單位取締的處理方式, 若能積極從廠內管理及製程減廢中做到污染源減量及有價物質回收工作, 則不僅能節省原物料及污染物的處理成本, 更因污染強度的降低, 將使管末處理趨於單純 工廠在執行減廢工作時可依循如圖 8 之程序, 以達事半功倍之效

減廢的迫切需求 建立減廢目標及組織 減廢目的確立 組織的建立 污染源清查及收集系統規劃 污染源清查工作 收集系統規劃 減廢方案研擬 蒐集減廢技術 研擬適當之減廢方案 選定另一新的減廢目標 重複程序 重新評估原先的減廢方案 可行性分析 技術評估 經濟效益評估 環境品質的影響 現場適用性評估 計畫執行及效益評估 計畫執行 效益評估 達成減廢的目的 圖 8 減廢工作之執行程序 1. 廠內管理廠內管理之範圍相當廣泛, 舉凡製造程序 工廠管理 內部改善等皆涵蓋之 工廠可從下列步驟進行 : (1) 工廠污染特性調查工廠污染特性調查結果應深入 客觀, 並獲得相關改善建議 污染特性調查項目應包括原料 產品與污染 ( 廢水 廢氣 廢棄物等 ) 之進出系統和數量 操作條件 設備維修情況及曾發生之事故等 (2) 工作方法標準化可藉由 方法研究 " 找出污染產生之程序, 以制定最佳的工作方法, 使生產過程產生之污染量最小或最單純化, 以利後續污染處理, 達污染防治之目的 方法研究依其研究範圍的大小, 可分為三類 :

(A) 程序分析 : 針對整個製程做整體的分析 (B) 作業分析 : 針對製程中某一作業的程序做詳細的分析, 常牽涉到人體與機器或操作人員間的工作平衡關係 (C) 動作分析 : 在程序分析之後, 針對人體動作細微之處予以分析, 以尋求動作的省時 省力與安全 (3) 物料管理及物料搬運物料管理是包括從原物料接收 貯存 成品之倉儲 出貨及廢料之管理 物料搬運則聯繫上述物料管理各功能 在物料管理與物料搬運上應注意之項目, 包括 : (A) 全廠員工均應受適當的教育訓練, 使其具有污染防治之觀念及應變能力 (B) 原料及產品應集中儲存於適當的庫房中, 避免露天的儲存 (C) 污染性物質應貯存於密封安全的容器, 並應有嚴格的管理程序 此外對於污染性物質的容器及搬運設備應有週詳的考慮, 以免貯存及搬運時外洩或造成污染 (D) 使用污染性物質的工作區域應減少污染性原料之暫存, 並應儘可能與其他製程隔離, 以減少對其他製程造成污染 (E) 污染性廢料應妥善處理, 除由專人處理, 並以密封的安全容器存放, 加以明顯標示, 並應將之存放於特定之廢料倉庫, 登記管制 (F) 污染物質由入廠至出廠, 應設置污染物之緊急處理設備, 以防止一旦產生污染物外洩, 能立即妥善處理 (4) 品質管制方向相關品質保證 全面品質管制及品管圈之推行, 有助於預防污

染的產生 (5) 預防保養與維護預防保養與維護是計畫性定期對工廠設備進行檢查, 以發現其不良狀況, 予以調整或修理, 使其不再惡化, 避免因故障而影響正常生產之管理制度 若有良好的預防保養與維護制度並確實執行, 可預防污染事故及發揮污染防治設備的應有功能 (6) 緊急應變措施緊急事故發生時, 需於最短時間遏阻情況惡化, 為有效達成此目的, 須擬定緊急應變計畫, 訓練全廠員工有處理緊急狀況之能力, 設置所需應變設施, 並於事故處理完成後進行事故檢討與補救, 以避免事故再次發生 一次意外事故, 可能使工廠生產力降低 10~100 %, 因此預防工作甚為重要 (7) 教育與訓練針對廠內自身需要, 由廠內實務豐富的資深人員與廠外專家擔任課程講授, 使全廠員工皆具污染防治知識及技術, 以應用於工作中達污染防治目的 2. 製程減廢食品工業常見之製程減廢技術說明如下 : (1) 原料選擇 貯存與運輸 (A) 原料的選擇普通以晚生的品種較早生者適於作為原料 ; 就熟度來說, 一般以全熟者為宜, 同時應力求原料熟度的整齊劃一 此外, 應選擇適當的品種及種類才能獲得良好的產品 (B) 原料貯存的每一處理過程包括 預冷 矯正 調溫 包裝等都應

面面俱到, 以避免產品品質劣化 (2) 進料與清洗 (A) 原料進廠時應迅速清洗, 避免停留在高溫, 太陽直曬的地方 (B) 清洗時除了確實去除不純物以外, 要注意保持原來的品質及防止再污染 (3) 原料前處理 (A) 不同原料 熟度 品種 型態及加工目的, 採用不同的剝皮方法 (B) 殺菁步驟可使蔬果原料品質達到安定 減少生物殘留量 氧化性之品質劣變, 以及加深蔬果之綠色度等 (C) 漂白劑的使用可將食品所含色素以及呈色物質, 轉變為無色化合物, 或於保存中抑制其褐變及呈色 (D) 原料浸漬應注意浸漬用水的選擇 水溫與時間的適當性 換水頻率 浸漬方法等, 以達到浸漬最佳效果 (E) 調配使製品的品質趨於相同 (4) 蒸煮加熱食品工業製程上, 在其蒸煮加熱單元操作中, 所潛藏的減廢機會, 包括蒸煮釜的熱媒消耗量 輸熱管路的熱損 食品原料熱水中可溶性成分的流失 食品原料的揮發性香氣成分逸散 廢蒸氣中蒸發潛熱的再循環 蒸煮廢液的再循環 (5) 殺菌食品工業製程上, 在其殺菌單元操作中, 所潛藏的減廢機會, 包括殺菌釜的蒸汽消耗量 加熱脫氣密封 低溫長時間殺菌 廢蒸汽或熱源的回收利用 包裝容器的殺菌水 電阻加熱的應用 汽電

共生 (CHP) 觀念 (6) 冷卻欲達成冷卻單元中之減廢與省能, 可行的做法包括 : (A) 選擇適當的冷卻方式, 以節省冷源 (B) 冷卻器的保養與維護, 使得冷卻器之熱通過率維持在最大值, 提昇冷卻速率 (7) 包裝採用可回收 可再利用 可自然分解等環保材料, 減少垃圾污染環境 (8) 食品加工之器具及設備分析食品加工過程中常發生的故障事件 ( 諸如軸封滲漏 電機燒壞 密封圈損壞等 ) 及處理方式, 亦可作為減廢機會評估的參考 五 污染防治處理技術 5. 1 廢水處理技術 1. 常見廢水處理方法食品工業廢水與其他工業的廢水最大差異是食品工廠排出來的廢水, 一般都不含重金屬 農藥等有害物質, 然而其 BOD COD 等一般會偏高 由於食品工業範圍很大, 且因製品 製程 季節及地區等不同因素, 即使產生成品相同, 其排出的廢水亦不盡相同, 致廢水污染特性及污染量差異頗大, 其排放廢水所需之處理方式亦有所不同 大致為調整 ph 去除有機物等基本原則 常用之處理方法如表 2 所示, 相關說明如下 :

表 2 食品業廢水處理方法 預先處理物化處理生物處理 篩除沉砂浮油調勻 ph 調整 化學混凝加壓浮除沉澱過濾 活性污泥接觸曝氣流動床法厭氣處理 (1) 預先處理 預先處理係指工廠經由調查 評估 瞭解各階段製程所產生之污染性質 污染量及污染來源等問題後, 針對各種問題於廢水處理前採用一些措施, 以減輕污染強度 污染量等, 致使污水處理成本降低 處理效果提昇 預先處理一般包括物理及化學方式, 如篩濾 調勻 ph 調整等, 各種處理方式之設計與操作原理說明如下 : (A) 篩濾用來分離廢水中之固體, 常用設備為攔污柵及篩, 例如人工式攔污柵 機械式攔污柵與固定式細篩機 旋轉式細篩機及振動式細篩機等 另過濾法可用砂床 真空濾器 機械式濾器 矽藻土濾器等 (B) 調勻調勻槽目的在調勻水質 水量並兼具降溫的功能 染整廢水因水量水質變化極大, 各製程單元排出廢水量及其污染濃度一日之間可能時時不同, 且變化大, 因此需藉由調勻來使流入廢水處理設施之水質 水量得以穩定, 並具有部份降低水溫之功能 常

用之調勻方式以曝氣攪拌為主, 可分散氣器攪拌 表面曝氣機 沉水式曝氣機等 (C) ph 調整染整廢水 ph 值隨加工種類 製程而改變, 其範圍從強酸至強鹼皆可能發生, 故藉由添加酸 鹼中和劑以使廢水之 ph 調整至適宜後續處理條件 (2) 物化處理 (A) 化學混凝單元混凝之主要功能係於廢水中添加混凝劑及助凝劑, 使廢水中無法沉降之細小固體物質產生凝聚作用, 形成之膠羽 (floc) 則藉由沉澱或浮除去除之 一般而言, 化學混凝處理包含快混池及慢混池, 快混池中係經由混凝劑的加入及快速攪拌, 以破壞粒子的穩定性, 慢混池則藉緩慢的攪拌使粒子相互碰撞而凝聚, 形成可沉降之粗大膠羽 (B) 沉澱單元沉澱池係藉由重力沉降方式去除廢水中可沉降之有機物及懸浮固體, 以降低後續處理之負荷 在規劃設計上需有足夠之表面溢流率, 良好之污泥收集刮除設備及可調整之溢流堰板 而操作上需適當的排泥以維持污泥床之深度, 避免污泥層太厚, 影響出水水質 (C) 浮除單元化學混凝形成之膠羽以加壓浮除來進行固液分離, 最大之特點在於將 3~6kg/cm2 壓力之空氣打入廢水中, 使大量空氣溶於

液相中 ( 在空氣溶解槽中反應 ), 再將之導入浮除槽 在大氣壓下, 空氣自液相中溶出, 形成小氣泡附在膠羽上, 由於氣泡之上浮, 將污泥一併帶至液面處形成浮渣, 再以刮板刮除, 其主要目的在去除不易沉降分離之懸浮固體物及油脂 (D) 過濾單元過濾之目的為分離水中懸浮性固體物, 為目前廢水處理常用之後續處理單元 於過濾程序中, 廢水流經如細砂或無煙煤之類的濾料, 形成阻流作用, 可去除懸浮性及膠體性粒子 與沉澱單元相比, 過濾法所需費用較高, 但設備體積較小, 操作迅速, 經過濾後之固體物含水量亦小 廢水處理上過濾法可分為重力 加壓及減壓等三種方法 (3) 生物處理生物處理主要為利用微生物代謝反應的處理方法, 除去廢水中的有機物 廢水生物處理技術按其分解作用之需氧與否可分為好氧生物處理與厭氧生物處理 (A) 好氧生物處理好氧處理中, 合成樹脂業廢水二級處理之處理單元即為活性污泥法及接觸曝氣法等, 其中活性污泥法由於處理效率高, 所以最為普及 由於活性污泥難以維修管理, 所以最近所發展的生物處理方式多以生物膜為主, 如接觸曝氣法 目前國內合成樹脂業較常用好氧處理單元簡述如下 : A. 活性污泥法活性污泥乃是由細菌 原生動物 輪蟲與真菌等混合維生物群所構成 本法最大之特點為活性污泥呈懸浮狀態生長, 與

廢水充分混合藉以吸附分解有機物, 並藉由生物膠凝作用, 使細小微生物結合成較大膠羽而沉降 影響處理效率之因素甚多, 包括污泥停留時間 迴流污泥量 溶氧量 污泥容積指數 有機物之容積負荷 營養鹽之添加等, 皆需操作人員用心來觀察及適切地操作控制 本法因所需面積較廣, 在用地取得日益困難之今日, 已逐漸較不為業者所考量 B. 接觸曝氣法接觸曝氣法乃是將曝氣槽內之接觸材料浸於水中, 並提供充分的曝氣, 藉由濾材表面生長之生物膜來分解去除有機物 由於附著之微生物污泥齡長, 生物相多且呈安定化, 促進微生物自行氧化分解 具有產生污泥量少之優點, 但其在高有機物或 SS 負荷時, 由於生物膜大量增殖, 會造成濾池之阻塞, 需增加反沖洗之次數, 影響操作之穩定性及處理效率 (B) 厭氧生物處理微生物在無氧之情況下進行有機物分解, 即為厭氧處理, 乃利用一群相互依生的微生物將複雜之有機物, 經由一系列生化反應轉換成終端產物的甲烷和二氧化碳, 達到淨化水質的目的 由於厭氧處理所產生之污泥量低, 又可在處理過程中回收能源, 補充廢水處理廠所消耗之能源, 且可處理高濃度有機廢水 因此, 高效率的厭氧處理程序為先進國家正積極研究開發的技術, 例如上流式厭氧污泥床反應槽 (UASB) 及厭氧流體化床處理槽 (AFB) 2. 典型廢水處理流程以果實蔬菜業 ( 包含果實蔬菜罐頭業 澱粉業 製糖業 ) 為例,

由於澱粉及製糖廢水其 COD 濃度高達 7,000mg/L 以上, 因此可在活性 污泥前, 先設置厭氣處理系統進行前處理 廢水處理流程如圖 9 所示 3 酸 鹼 廢水 粗柵細目篩除機調勻池 氮 磷營養鹽 計量槽 ph 調整池 1 1 活性污泥池終沉池接觸曝氣池放流池 放流 污泥迴流 2 2 污泥濃縮池污泥脫水機污泥餅 分離液 濾出液 3 圖 9 果實蔬菜廢水處理流程 3. 廢水處理設施常見缺失一般而言, 食品加工業處理問題有兩大類, 一種是先天性的處理設備設計不良, 例如化學品添加點 ph 偵測點之位置 擾流板設計及管內添加化學品等方式, 均會影響反應速率及效果 ; 另一種問題則是操作方法不當, 例如活性污泥法操作不當, 致影響其處理效率 5.2 廢氣處理技術 1. 粒狀物 以下針對食品業三類空氣污染物分項說明其污染防制技術 :

食品業之粒狀物大部分為廠內原物料, 其特性為含塵濃度高 含水率低 粉塵顆粒大且具回收價值, 故旋風集塵機及袋濾集塵機為食品工廠常用之粒狀物集塵設備 茲就其集塵原理 優缺點及適用條件, 分述如下 : (1) 旋風集塵機旋風集塵機之種類依進氣口型式, 可分為螺旋式與翼軸式二類, 其差異處為氣體進入旋風集塵機本體之方式不同 當粒狀物進入旋風集塵機後, 氣流中之粒狀物依其慣性以直線方向運動, 此時氣流高速旋轉運動所產生之離心力將粒狀物拋向圓柱及圓錐體內壁, 則粒狀物會因重力作用沿壁面滑落而掉入貯槽中 淨化後氣流則反轉其向下之渦流線, 而逐漸地旋轉上昇至排氣管 旋風集塵機的優點是構造簡單 無移動機件 保養容易 可耐高溫 (<350 ) 且造價低廉 ; 缺點是集塵效率受限於粉塵粒徑, 當粉塵粒徑多數小於 10μm 以下時, 則旋風集塵機僅可作為廢氣控制系統的前處理設備 (2) 袋濾集塵機袋濾集塵機以脈動式最常用, 當含塵廢氣於通過濾布孔隙時, 粉塵微粒被捕集於濾布纖維及表面塵餅上, 而穿過濾布之乾淨空氣則由排氣裝置排出 當沉積於濾布表面上之塵餅逐漸增厚至某一程度後, 再藉由高壓空氣產生之脈衝波, 將粉塵自濾布表面振落至集塵斗中, 以完成逆洗動作, 如此週而復始以達成廢氣過濾之目的 袋濾集塵機處理效率依過濾廢氣與塵粒特性 過濾速度及堆積之粉塵負荷等而有所不同, 但在無濾袋破損及粉塵洩漏正常操作下, 其處理效率可達 99 %以上, 並可輕易達到 10mg/Nm 3 以下之含

塵濃度, 故袋濾集塵機應用於食品工廠之粒狀物廢氣處理上, 可符合日趨嚴格之環保法規標準 2. 硫氧化物與氮氧化物食品業之鍋爐一般採重油為燃料, 故排出之空氣污染物除了微量的粒狀污染物之外, 尚含有硫氧化物及氮氧化物 針對固定污染源硫氧化物與氮氧化物實際的排放量, 為節省繳納之空氣污染防制費, 可參考下列方法進行鍋爐排氣改善 (1) 改用清潔燃料現階段環保署為鼓勵使用清潔燃料, 規定以天然氣或液化石油氣為燃料之固定污染源, 可免徵收空氣污染防制費, 故業者可考慮將重油燃料改為天然氣或液化石油氣, 以節省空氣污染防制費, 且鍋爐排氣亦較為乾淨 (2) 加裝脫硫技術煙道氣排煙脫硫技術 (FGD), 可分為濕式 半乾式及乾式吸收系統三大類 其中濕式系統為一般的濕式洗滌塔 ; 半乾式吸收系統為噴霧乾燥塔, 此系統需搭配袋濾集塵機使用 ; 而乾式吸收系統及為煙道噴注系統, 工廠可在符合經濟成本或改善環境的考量上, 使用上述煙道脫硫技術, 以降低硫氧化物之排放量 (3) 加裝脫硝技術食品業鍋爐常見之脫硝技術有二 : 一為改裝低氮氧化物燃燒器 (LNB); 二為採用選擇性觸媒還原法 (SNCR), 來降低氮氧化物之排放量 3.VOCs 與臭味

食品業 VOCs 及臭味所含之成分複雜, 其製程所排放空氣污染物之惡臭物質, 可能包括有氨氣 硫化氫 硫化甲基 硫醇類 甲基氨類或其他 VOC 等, 其可行性之控制技術有濕式洗滌法 生物濾床法及直燃焚化法等 濕式洗滌法之脫臭控制方式, 主要是利用填充式洗滌塔將臭味脫除 ; 生物濾床法之脫臭原理主要藉濾床中濾料所附著之微生物, 將廢氣中可被生物分解之污染物質予以分解 ; 直燃焚化法之脫臭原理係將含臭味之廢氣, 藉由特定的燃燒溫度將臭味物質焚化而獲得高脫臭效率 六 案例說明 6.1 肉製品工廠生產廢水 1. 凝聚沉澱處理本例為火腿製造工廠, 兼有屠宰作業 以猪肉為主要原料, 脂肪多,SS 亦多 屠宰部份由於有血液及內臟物, 因之 BOD 偏高, 且濃度變化大 (1) 處理流程處理流程如圖 10

圖 10 凝聚處理流程 (2) 廢水量 800m 3 /d( 生產操作時間 8 小時 ) (3) 廢水及處理水水質如下表 : 項目廢水 (mg/l) 處理水 (mg/l) SS BOD 油脂 549 743 103 45 10 3 (4) 主要處理設備 貯留槽 400m 3 凝聚反應槽 26m 3,3 槽 加壓浮除槽 80m 3 污泥槽 80m 3 脫水機 1t/ 時,2 台 2. 活性污泥法

(1) 處理流程 處理流程如圖 11 圖 11 活性污泥法處理流程 (2) 廢水量 750m 3 /8 小時 / 日 ( 最大 3m 3 / 分 ) (3) 廢水及處理水水質如下表 : 廢水 及處理水 水質項目 ph BOD (mg/l) SS (mg/l) 油份 (mg/l) 廢 水 6.5 750 550 130 處理水 5.8~8.6 50 50 30 放流水與好氧消化液混合 5.6~8.6 100 150 30

(4) 曝氣槽 BOD 負荷 :1.68kg/m 3.d 以下 6.2 醬油工廠廢水此例為一脫水大豆 (49 噸 / 月 ) 小麥(45 噸 / 月 ) 及食鹽 (51 噸 / 月 ) 使用量, 醬油生產量 312 噸 / 月, 工作人員 49 人工廠之實例 處理流程如圖 12 1. 處理流程 圖 12 活性污泥法處理流程 處理概述如下 : 貯存槽之目的在於均勻間歇性排出高負荷 BOD 之壓榨廢水及其他清洗廢水之水質及水量為目的 高 ph 之洗瓶廢水先予中和後, 以活性污泥法處理之 產生之污泥經乾燥床晒乾後, 委由業者搬出 2. 主要設施概要貯存槽 ( 壓榨廢水用 ):4m 3 ( 停留時間 5.5 小時 ) 貯存槽 ( 其他清洗廢水用 ):3m 3 ( 停留時間 1.1 小時 )

簡易中和槽 :5 m 3 (1.1 小時 ) 中和槽 :8.5m 3 (1.3 小時 ) 曝氣槽 :95m 3 (14.3 小時 ) 沉澱槽 :20m 3 (3 小時 ) 3. 廢水量冷卻水 :75m 3 /day 壓榨廢水 :25m 3 /day 洗瓶廢水 :35m 3 /day 合計 160 m 3 /day 其他廢水 :15m 3 /day 雜廢水 :10m 3 /day 4. 水質 中和槽流入水及處理水水質如表 3 表 3 中和槽流入水及處理水水質 項目中和槽流入水處理水 SS (mg/1) BOD (mg/1) 650 200 100 100 6.3 植物油工廠廢水 1. 凝聚加壓浮除法處理實例 工廠 本處理對象之工廠係以菜子為主要原料, 生產量每日 200t/day 之

(1) 處理流程 處理流程如圖 13 所示 圖 13 處理流程圖 (2) 主要處理設施第一反應槽 :2m 3 (ph4~5) 第二反應槽 :2m 3 (ph6~7) 浮除槽 :20m 3 ( 處理能力 20 m 3 / 小時 ) (3) 廢水量產品 1 噸 ( 原料 2.5 噸 ) 之廢水量, 若脫臭設備之廢水循環利用時為 2~3m 3, 未循環利用時為 20~30 m 3 (4) 水質廢水處理水水質如表 4

表 4 中和槽流入水及處理水水質 項目廢水處理水 ph SS (mg/1) BOD (mg/1) 正已烷抽出物 (mg/1) 10~11 100~200 5800~8800 2000~3000 5~7 0~3 200 3~20 2. 浮除分離及活性污泥法合併處理本處理設施之對象, 為以菜子為主要原料, 產量為 600 噸 / 日之工廠例 (1) 處理流程處理流程如圖 14 所示 圖 14 浮除分離及活性污泥法合併處理流程圖例 將廢水中油分較高的脫酸清洗廢水加酸, 使其 ph 降至 2~3 後予以浮除去油分後, 併同其他廢水以活性污泥法處理之 高濃度廢水之 BOD 有超過超過 5,800mg/L 者, 採兩段式活性污泥法處理, 於第 1 段去除約 80% 惟在處理上若流入高濃度的油分, 將因微生物形成一薄膜而導致死亡, 需特加注意

(2) 主要處理設施概要處理能力 :50m 3 / 小時 ( 高濃度廢水時 ) 混合槽 :160m3 ( 停留時間 3 小時 ) 第 1 曝氣槽 :1,800 m 3 ( 表面曝氣式 ) 第 1 沉澱槽 :150m 3 ( 停留時間 3 小時 ) 第 2 曝氯槽 :1,500m 3 ( 表面曝氣式 ) 第 2 沉澱槽 :300m 3 ( 停留時間 6 小時 ) (3) 水質廢水及處理水水質如表 5 所示 表 5 廢水及處理水水質 項目廢水處理水 ph BOD (mg/1) 正已烷抽出物 (mg/1) 7.6 1,850 209 7.2 10 10