沙田污水處理廠

**沙田污水處理廠**（英語：Shatin Sewage Treatment Works，縮寫：STSTW）位於香港新界沙田區馬料水水廠街 1 號，鄰近沙田馬場，是一所傳統工藝污水處理廠，始建於 1982 年，面積約相等於 30 座足球場，採用二級（生物）處理程序處理由沙田、馬鞍山及大埔白石角地區排放的污水。第一期及第二期已完成，而第三期擴建工程亦於 2010 年年中完成，每日可處理 23 萬立方米污水和 120 公噸污泥。沙田污水處理廠是香港目前最大規模的二級污水處理廠，服務沙田及馬鞍山約 60 萬居民。

為舒緩香港用地壓力，並將改善原處理廠設備老化及對環境造成的污染問題，污水處理廠將重置於一河之隔的亞公角山體內（以岩洞方式建造），而面積將比赤柱污水處理廠大 15 倍，新處理廠預計於 2029 年投入運作，舊廠拆除工作則預計於 2031 年完成。

## 歷史

沙田污水處理計劃於 1973 年開始研究以配合新界東第一個衛星城市沙田的發展。1975 年在現時賽馬會體藝中學的位置建造臨時污水處理廠，採用多間隔式組合處理池及表面曝氣機操作，待永久污水處理廠啟用後才告拆卸。

另外，香港中文大學亦在 1968 年建造了私家污水處理處，專門處理大學建築物排出的污水（除范克廉樓使用化糞池至今外），直到 1982 年才併入沙田污水處理廠排污網絡。

沙田污水處理廠第一期的入水口、基本及初級處理設施於 1982 年投入服務，整個第一期污水處理設施包括二級處理在 1984 年落成後全面操作。第二期於 1986 年相繼完成，兩期設施可為沙田及馬鞍山區居民處理每天約 20 多萬立方米的污水。

隨著沙田及馬鞍山急速發展，第三期擴展於 2001 年 2 月開始興建，第一及第二階段設施於 2004 年底及 2005 年底先後落成啟用，餘下工程在 2010 年全部完成，可以處理 84 萬人每天生產約 34 萬立方米的污水。

### 第 3 階段擴建工程

* 建造污水入口設施，包括 1 條曝氣沉砂槽、2 套隔濾砂礫設備、2 條流量控制及測量槽和 1 個幼隔篩；
* 建造 10 個初級沉澱池和相關的污泥泵房；
* 建造 10 個曝氣池、1 間鼓風機房和相關的排水泵站；
* 建造 20 個最後沉澱池和相關的污泥泵房；
* 設置紫外光消毒設施；
* 建造污泥處理設施，包括 6 個污泥消化池、1 間鍋爐房、1 間污泥脫水房連附屬設施，以及擴建現有的污泥濃縮房；
* 建造 1 座化驗所，包括設置所需設備、辦公室和相關的貯物地方；
* 修建 12 個現有的曝氣池和 24 個現有的最後沉澱池。

### 搬遷岩洞

發展局局長林鄭月娥於 2010 年考察北歐城市有關岩洞的發展後，聘請顧問作出開拓山洞成本及釋出土地價值等相關財務評估，於 2011 年 2 月 24 日透露將沙田污水處理廠搬遷到對面亞公角岩洞內（女婆山）的可行性極高，從而釋出約 28 公頃高價值、優質的臨海土地作為房屋及其他用途。

2013 年 3 月，研究顧問及獨立專家評審團經覆檢後，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，該處屬於堅固的花崗岩地質，無明顯的軟弱帶及斷層，非常適合建設大型岩洞，而且於上址進行搬遷工程不需要徵用大量私人土地。顧問報告正在評估搬入岩洞後的沙田污水處理廠的氣味影響；通過實驗室風洞測試，就亞公角女婆山一帶的環境、風速和風向分析，初步評估顯示，透過適當的氣味控制措施及山上遠離居民的通風口，重置後的沙田污水處理廠不會產生不良氣味滋擾附近社區；研究顧問將會進一步計劃最合適的氣味控制措施及通風口位置的方案。有關部門最快將會於同月月底在上址進行土地勘測工程，於同年年中展開第二階段公眾參與活動。

初步資料顯示，如果採用鑽爆方法建造項目的主體部分的岩洞，由於鄰近樓宇與有關岩洞位置有相當距離，以現今先進技術及監控措施，能夠有效果地防止工程對鄰近樓宇結構造成不良影響。2018 年 10 月立法會財務委員會通過 20.7 億元撥款展開工程，首階段工程於 2019 年開展，2031 年完成，建成後將成為亞洲最大型人工岩洞污水處理廠，並設立全港首個「經處理污水冷卻系統」，透過「已處理的污水」為廠房內的機器降溫，而騰出原址 28 公頃土地可用作發展用途，擬議作住宅、高科技和知識型產業用途。遷入岩洞後的通風豎井設於女婆山西南，即亞公角山路末端，與最接近的較大型居民區富安花園保持約 1 公里距離以避免氣味問題影響。不過由於建築成本增加，工程費用超過 300 億元（2017 年估算），較 2014 年估算的 250 億元多 50 億元。

工程的首階段 - 連接隧道及通風井工程已於 2019 年 2 月動工，由中國建築承建。

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## 收集污水

沙田污水處理廠集水區面積達 69 平方公里，沙田及馬鞍山，以及大埔區白石角共有 18 個污水泵房，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，合佔總輸水量的 97%，各泵房的輸水比例如下.

* 沙田主污水泵房（76.8%）（簡稱沙田大泵房）
* 馬鞍山污水泵房（19.5%）
* 中文大學污水泵房（2.5%）（簡稱新大學泵房；取代於 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 號污水泵房及其餘泵房（0.3%）
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## 處理污水

### 一級處理

**幼隔篩（Screening）**

沙田污水處理廠有 8 台幼隔篩，可篩除污水中直徑 6 毫米或以上的大尺寸渣滓。

**螺旋式運輸帶（Screw Conveyor）**

用以收集篩除出來的廢物。

**除砂（Grit Removal）**

經隔篩的污水會流入曝氣沉砂池（Aerated Grit Channel），沉澱後的砂礫會被抽到分砂機（Grit Classifier），污水再流往流量槽。

**流量測量（Flow Measurement）**

沙田污水處理廠有 8 條特別設計的流量槽（Flume Channel），利用超聲波水位感應器準確計算入水流量，作為污水處理廠重要的運行指標。

**初級沉澱池（Primary Sedimentation Tank）**

污水繼而進入初級沉澱池，大約 50% 懸浮固體廢物會在此沉澱成為初級污泥（Primary Sludge）。沙田污水處理廠共有 21 個初級沉澱池，每個池的體積為 55x13x3 米。水力停留時間約 2 小時，較重的懸浮物會積聚在池底，較輕的則浮在水面，池內裝設自動鏈刮系統（Automatic Chain and Flight Scraper），將沉底及浮面的污染物收集後作進一步處理。

### 二級（生物）處理

二級（生物）處理（Secondary (Biological) Treatment）是利用微生物分解污水中的污染物。沙田污水處理廠採用 A/O 活性污泥法，即使活性污泥懸浮於污水中，同時曝氣，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養生長繁殖，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（不用曝氣，佔 28% 全池面積）和之後的曝氣區（佔 72% 全池面積）兩部份，缺氧區設有攪拌機（Mixer），而曝氣區設有約 2000 個空氣擴散器（Air Diffuser，每天耗氣量約 40,000-100,000 立方米）、回流泵及管道，有機污染物最終分解為二氧化碳、水及氮氣等。

經初級沉澱的污水流入曝氣池作生物處理，壓縮空氣經管道及擴散器輸送到曝氣區，為微生物提供生長所需的氧氣。污水中的有機物在好氧環境下被好氧微生物氧化分解，同時硝化細菌進行硝化作用，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（Anoxic Zone），進行反硝化作用，將硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原為無害的氮氣，釋放於空氣中，污水中含氮污染物得以降解。

### 最後沉澱

混合液自曝氣池出水，經配置有流量控制水閘（Flow Control Penstock）的分水槽進入最後沉澱池。

**最後沉澱池（Final Sedimentation Tank）**

沙田污水處理廠共有 24 個幅流式最後沉澱池（直徑 27.5 米）及 20 個平流式最後沉澱池（42x12x5 米），利用物理沉澱或浮除原理，將污水中大部份活性污泥和懸浮物質清除，上層澄清的放流水經收集槽輸往池側的磚紅色泵房作排放。沉澱池底的活性污泥會經由地下管道輸往回流活性污泥泵房的水井，大部份會回流至曝氣池曝氣段，餘下的稱為剩餘污泥（Surplus Activated Sludge），經濃縮後再送往消化缸處理。

### 消毒

經過二級處理的污水可清除污水中達 99% 的病菌，為要進一步減低病菌的風險，處理後的污水需再經消毒然後才排放到附近水體。沙田污水處理廠使用紫外光照射消毒技術，合乎經濟效益而又符合環境標準。整項紫外光消毒工程將於 2008 年初展開，於 2009 年完成。

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## 處理污泥

### 污泥消化

**回流活性污泥（Return Activated Sludge，簡稱 RAS）**

在最後沉澱池底部的活性污泥由 4 台離心泵（Screw-Centrifugal Pump）回流到曝氣池曝氣段入口，以確保池內有足夠活性污泥量和微生物量，維持污水處理廠的正常運行。每台泵由一個 68 千瓦摩打帶動，最高流量每秒 0.517 立方米，回流比為 100%。

**剩餘活性污泥（Surplus Activated Sludge，簡稱 SAS）**

剩餘活性污泥由污泥泵送到 6 台離心機〈Centrifuge〉加以濃縮，再輸送往厭氧污泥消化缸。

### 剩餘污泥處理與處置

**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 個是氣提式（Gas Mixing Type）消化缸，每個缸容量 2960 立方米，利用壓縮沼氣攪拌污泥，其餘 6 個位於第三期是機械攪拌式（Mechanical Mixing Type）消化缸，每個缸容量 3720 立方米，利用內置機械循環攪拌泵攪拌污泥。

初級污泥及濃縮後的剩餘活性污泥在污泥消化缸內進行厭氧消化過程，消化缸內保持在攝氏 35 度左右，利用有機生物在厭氧的環境下發酵分解污泥中有機物質達到穩定狀態。

**沼氣**

在厭氧消化過程中會產生沼氣，內含甲烷，可作燃料推動發電機。沙田污水處理廠配備雙燃料發電機（Dual Fuel Generator），以沼氣或柴油發動，可輸出 1100 千瓦電力。

**污泥脫水（Sludge Dewatering）**

消化後的污泥先以離心式脫水機（Dewatering Centrifuge）脫水，然後運往屯門污泥焚化爐處理。

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## 污泥及污水測試

沙田中央化驗室（Shatin Central Laboratory）於 2004 年 5 月搬遷到沙田污水處理廠化驗室大樓，由 1 名化驗師、5 名一級技術員、14 名二級技術員及 1 名服務員協同運作，每月負責測試約 3,000 個污水及 20,000 個污泥樣本，主要測試包括生化需氧量、化學需氧量、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。數據結果用於確定放流水能符合香港環保署排放標準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

傳統的污水處理包括了兩輪沉澱程序，在初級沉澱池和最後沉澱池之間的生物處理池，加入可以侵蝕微細污染物的微生物，處理初級沉澱時未能夠分解的污染物，而微生物則會留在沉澱的剩餘活性污泥中，可以回流到最終沉澱池池內再用，其餘污泥則濃縮處理，經過脫水後運輸至屯門 T・PARK 源・區污泥焚化爐。

2012 年，渠務署成功研發「混合沉澱」技術，新技術將微生物直接回流到初級沉澱池，提早分解污染物，改進污泥質素，以減少後期處理的程序及時間。應用此技術所需要的設備的成本約 12 萬港元，每年運作費用約 8 萬港元，使用新技術比較以往每年節省 560 萬千瓦時能源，減少碳排放 3,000 公噸、減少排固體廢物 700 噸，節省約 430 萬港元電力費用。同年，渠務署為沙田污水處理廠引入上述技術。此技術獲得了由香港環保卓越計畫頒發的 2012 年「環保創意卓越獎」優異獎及由香港工程師學會頒發的「工程創意大獎 2012/13」科技組別冠軍。

## 殺泥技術測試

香港科技大學發明殺泥技術污水處理方法，將硫酸鹽還原菌應用於污水處理，能夠減少逾 9 成的污泥量，節省逾半污水處理費用、淨化時間及儲存污泥空間。硫酸鹽還原菌的好處是生長速度慢、然而效率高，能夠減少污泥量及緩和臭味。以香港的污水量計算，傳統技術每日產生約 2,000 公噸污泥，殺泥技術則可以大幅度地減少至 200 公噸以下。

於 2013 年 4 月起至 2015 年 4 月，沙田污水處理廠進行該項技術的大型試驗，每日平均處理 1,000 立方米污水。項目獲得渠務署和創新及科技基金等資助共約 2,460 萬港元，為香港資助金額最高的獨立環境保護科技研究項目。

## 處理水排放

大埔污水處理廠經生物處理過的放流水，經海底壓力管道輸送到沙田污水處理廠，聯同沙田污水處理廠的放流水，由放流水排放泵房（Effluent Export Pumping Station，位於污水處理廠近側門入口位置磚紅色建築物）經過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、長達 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。此項排放工程原擬取道大老山隧道作排放管道，後改為興建專用管道，並於 1987 年由土木工程署立項，1989-90 年動工，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鑽挖機興建，其餘部分（包括花心坑村施工豎井）以鑽爆方式建造。

## 參見

* 渠務署
* 環保署
* 水污染控制工程
* 活性污泥法
* 厭氧法
* 廢水處理技術列表

## 註腳

## 參考資料

* 2007 年沙田污水處理廠開放日展板
* 2008 年沙田污水處理廠開放日展板

## 外部連結

* 除污淨流
* 搬遷沙田污水處理廠至岩洞 官方網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）