EPA-88-U1J1-03-004 - 行政院環境保護署

行 政 院 環 境 保 護 署 研 究 計 畫 成 果 報 告一 、 中 文 計 畫 名 稱 : 高 雄 地 區 自 來 水 淨 水 場 中 影 響 適 飲 性 物 質 之 調查 與 處 理 技 術 之 評 估 (2/2)二 、 英 文 計 畫 名 稱 :Investigation of the matters affecting portability in三 、 計 畫 編 號 :EPA-88-U1J1-03-004Kaohsiung water treatment plant and evaluation ofwater treatment process(2/2)四 、 執 行 單 位 : 國 立 交 通 大 學 環 境 工 程 研 究 所五 、 計 畫 主 持 人 : 陳 重 男 、 盧 明 俊六 、 執 行 開 始 時 間 : 八 十 七 年 七 月 一 日七 、 執 行 結 束 時 間 : 八 十 八 年 六 月 三 十 日八 、 報 告 完 成 日 期 : 八 十 八 年 五 月 十 五 日九 、 報 告 總 頁 數 :233十 、 使 用 語 文 : 中 文十 一 、 報 告 電 子 檔 名 稱 :EPA 88.DOC十 二 、 報 告 電 子 檔 格 式 :WORD 7.0十 三 、 中 文 摘 要 關 鍵 詞 : 餘 氯 、 葉 綠 素 a、 極 微 濾 薄 膜十 四 、 英 文 摘 要 關 鍵 詞 :chlorine residue、chlorophyll a、nanofiltration十 五 、 中 文 摘 要 :本 計 畫 主 要 是 針 對 高 雄 地 區 飲 用 水 適 飲 性 問 題 , 進 行 研 究 。 本 計

畫 分 兩 年 進 行 , 上 年 度 為 第 一 年 度 , 已 調 查 總 硬 度 、 餘 氯 、 氯 鹽 、 硫酸 鹽 、 總 溶 解 固 體 、 總 有 機 碳 、 鐵 、 錳 銅 、 鋅 等 十 項 , 並 做 結 垢 泛 白實 驗 及 新 處 理 技 術 薄 膜 法 之 文 獻 調 查 。 本 年 度 為 第 二 年 度 , 繼 續 調 查總 酚 、 氨 氮 、 餘 氯 、 葉 綠 素 a、 總 有 機 碳 等 五 項 , 並 做 室 內 薄 膜 實 驗 。十 六 、 英 文 摘 要 :This project is planned to study the portable problems of drinkingwater in Kaohsiung district, particularly focus on the odor and scalingproblem. This project will be carry out through two years. In the first year,ten items including total hardness, Chlorine residue, Chloride, sulfate ,total dissolved solid, total organic carbon, iron, manganese, copper, zincetc., and in the second year (this year),five items including phenols,ammonia nitrogen, Chlorine residue, total organic carbon and chlorophylla etc., will be investigated. The experiment of NF membrane technologywill also be performed in this year.

摘 要本 計 畫 主 要 是 針 對 高 雄 地 區 飲 用 水 適 飲 性 問 題 , 探 討 水 中 產 生 臭味 之 主 要 原 因 , 進 而 提 出 加 強 改 善 之 建 議 。 本 計 畫 分 兩 年 進 行 , 本 年度 為 第 二 年 度 。 本 年 度 選 擇 項 目 為 餘 氯 、 氨 氮 、 葉 綠 素 a、 總 有 機 碳 、總 酚 等 五 項 , 並 做 薄 膜 室 內 處 理 實 驗 。在 水 質 調 查 方 面 , 根 據 這 一 年 來 對 L 及 K 兩 水 廠 調 查 結 果 發 現 ,雖 然 兩 水 廠 清 水 之 餘 氯 值 都 符 合 法 規 標 準 , 但 未 來 可 能 超 過 八 九 年 的新 標 準 , 故 仍 須 加 以 改 善 。 此 外 , 兩 水 廠 原 水 葉 綠 素 a 值 偏 高 , 根 據判 斷 兩 水 廠 水 質 可 能 已 遭 優 養 化 。 且 由 於 藻 類 會 釋 出 有 機 臭 味 , 並 在傳 統 處 理 程 序 中 不 易 被 去 除 , 此 可 能 是 自 來 水 中 異 臭 味 的 主 要 成 因 ,因 此 有 必 要 加 以 重 視 及 改 善 。 至 於 其 他 檢 測 項 目 , 由 於 大 多 遠 低 於 水質 標 準 , 因 此 判 斷 其 影 響 程 度 較 小 。 惟 總 酚 以 目 前 公 告 之 方 法 無 法 達到 飲 用 水 水 質 標 準 1ppb。另 外 , 加 氯 消 毒 後 殘 留 在 水 中 之 氯 所 呈 現 氯 臭 味 , 常 為 民 眾 所 指謫 , 根 據 餘 氯 煮 沸 實 驗 結 果 可 知 , 加 熱 至 沸 騰 有 去 除 餘 氯 及 氯 臭 之 功效 。 惟 若 加 熱 時 間 大 於 三 分 鐘 , 則 結 合 餘 氯 可 能 出 現 高 於 恕 限 值 的 情況 , 而 出 現 些 許 氯 胺 臭 味 。

從 極 微 濾 薄 膜 法 對 硬 度 去 除 之 研 究 中 發 現 , 假 如 原 先 薄 膜 對 硬 度之 去 除 效 果 很 好 的 話 ( 如 ATFRO 薄 膜 ), 則 氯 離 子 對 它 的 影 響 就 會很 小 , 然 而 , 若 原 本 效 果 就 不 是 很 好 時 ( 如 ATF50 薄 膜 ), 單 價 離 子之 存 在 對 它 之 影 響 將 會 很 大 , 去 除 效 果 將 會 差 上 好 幾 倍 (5.3 倍 ), 比較 氯 離 子 對 本 研 究 中 之 三 種 薄 膜 影 響 之 程 度 , 可 以 發 現 氯 離 子 之 存 在對 ATF50 去 除 硬 度 之 影 響 最 大 ,ATFRO 薄 膜 則 影 響 最 小 。 當 固 定 水樣 中 硬 度 之 含 量 300mg /L as CaCO 3 , 改 變 添 加 腐 植 酸 溶 液 之 濃 度 ,結 果 發 現 , 對 於 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 不 大 , 不 但 對 硬 度 去 除 效 果 沒 有幫 助 , 且 使 得 清 水 之 殘 留 硬 度 有 微 量 之 增 加 。 然 而 硬 度 之 存 在 , 卻 對腐 植 酸 之 去 除 有 明 顯 之 提 高 , 對 於 DK3308T 薄 膜 , 去 除 率 平 均 提 高了 16%, 對 於 ATFRO 薄 膜 , 去 除 率 平 均 提 高 8%, 至 於 ATF50 薄 膜 ,去 除 率 平 均 提 高 9%, 因 此 , 以 DK3308T 薄 膜 影 響 最 大 。 最 後 採 取 L水 廠 之 水 樣 進 行 處 理 效 果 之 評 估 , 並 預 測 其 處 理 效 果 , 結 果 發 現 , 對於 硬 度 及 總 有 機 碳 之 去 除 率 , 都 能 很 輕 易 的 以 人 工 水 樣 之 結 果 加 以 預測 , 誤 差 範 圍 幾 乎 都 在 5% 之 內 。關 鍵 詞 : 餘 氯 、 葉 綠 素 a、 極 微 濾 薄 膜 、 腐 植 酸 、 氯 離 子 。

(e.g.ATFRO membrane)is effective in removing the hardness. However, if theoriginal result was poor ( e.g. ATF 50 ) ,the influence of monovalent ions will begreat and the outcome of the removal will make a great difference (5.3times) .Comparing the three membranes in this study ,we can find that theexistence of chloride ions influences the ATF50 membrane the most and theATFRO the least when removing the hardness. When controlling the hardness inwater sample as 300mgCaCO3 per liter and changing the concentration of humicacid, the influence on the membrane in removing the hardness appears to beinsignificant. Not only that it is ineffective, but it is also slightly increases thehardness of the permeate. Yet, the existence of the hardness has an eminent effecton removing of humic acid. For the DK3308T membrane, the removal rate arisesby 16% on the average. As for the ATFRO membrane, it increases 8% and theATF50 9%.Therefore,the influence on the DK3308T membrane is the mostprominent. Lastly, the water sample from the L water treatment plant is used toevaluate and predict the effectiveness of the method. As a result, it is easy topredict the hardness and the removal rate of total organic carbon with artificialwater samples. Furthermore, the range of error is mainly with 5 %.Key words: chlorine, chlorophyll a, nanofiltration (NF) membrane,humic acid , chloride ions.

4.5 澄 清 湖 與 拷 潭 之 藻 類 變 化 .............................................................1054.6 自 來 水 煮 沸 法 餘 氯 變 化 之 探 討 .....................................................1084.6.1 材 料 與 方 法 ..........................................................................1084.6.1.1 材 料 ....................................................................................1084.6.1.2 方 法 ..................................................................................1104.6.2 餘 氯 煮 沸 設 備 ......................................................................1124.6.3 餘 氯 煮 沸 實 驗 結 果 ..............................................................1154.6.3.1 人 工 水 樣 餘 氯 煮 沸 後 濃 度 變 化 情 形 .....................1154.6.3.2 實 廠 水 樣 餘 氯 煮 沸 後 濃 度 變 化 .............................1194.6.3.3 氯 胺 有 無 對 煮 沸 的 影 響 ( 人 工 水 樣 ) .................1224.6.4 餘 氯 煮 沸 實 驗 結 果 與 討 論 ..................................................1234.7 新 處 理 技 術 薄 膜 法 之 探 討 .............................................................1284.7.1 設 計 實 驗 設 備 流 程 ..............................................................1284.7.2 薄 膜 基 本 實 驗 ......................................................................1344.7.2.1 薄 膜 對 人 工 鎂 硬 水 處 理 之 結 果 .............................1344.7.2.2 薄 膜 對 人 工 鈣 硬 水 處 理 之 結 果 .............................1444.7.2.3 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 硬 度 處 理 之 結 果 .............1534.7.2.4 氯 離 子 對 薄 膜 處 理 硬 度 之 影 響 .............................160IV

表 4-60 ATF50 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果 ......................159表 4-61 氯 離 子 存 在 對 DK3308T 薄 膜 操 作 之 影 響 ...........................163表 4-62 氯 離 子 存 在 對 ATFRO 薄 膜 操 作 之 影 響 ...............................165表 4-63 氯 離 子 存 在 對 ATF50 薄 膜 操 作 之 影 響 .................................167表 4-64 腐 植 酸 的 存 在 對 DK3308T 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 結 果 ……172表 4-65 添 加 硬 度 對 DK3308T 薄 膜 去 除 腐 植 酸 之 影 響 結 果 ………173表 4-66 DK3308T 薄 膜 操 作 時 腐 植 酸 及 硬 度 之 存 在 對 清 水 流 量 之影 響 ..…………………………………………………………176表 4-67 添 加 硬 度 對 ATFRO 薄 膜 去 除 腐 植 酸 之 影 響 結 果 …………177表 4-68 ATFRO 薄 膜 操 作 時 腐 植 酸 及 硬 度 之 存 在 對 清 水 流 量 之影 響 ..…………………………………………………………179表 4-69 添 加 硬 度 對 ATF50 薄 膜 去 除 腐 植 酸 之 影 響 結 果 …………..180表 4-70 ATF50 薄 膜 操 作 時 腐 植 酸 及 硬 度 之 存 在 對 清 水 流 量 之影 響 ..…………..…………………………………………….. .182表 4-71 DK3308T 薄 膜 操 作 未 添 加 人 工 硬 度 之 處 理 結 果 …………..183表 4-72 DK3308T 薄 膜 操 作 添 加 100 mg /L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理結 果 …..………………………………………………………183表 4-73 DK3308T 薄 膜 操 作 添 加 200 mg /L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理X

圖 4-27 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 效 果 -2.....................141圖 4-28 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 效 果 -1 ......................143圖 4-29 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 效 果 -2 ......................143圖 4-30 DK3308T 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果 -1 .................148圖 4-31 DK3308T 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果 -2 .................148圖 4-32 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果 -1.....................150圖 4-33 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果 -2.....................150圖 4-34 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果 -1 ......................152圖 4-35 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果 -2 ......................152圖 4-36 DK3308T 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果 -1.............156圖 4-37 DK3308T 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果 -2.............156圖 4-38 ATFRO 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果 之 回 歸 圖 ....158圖 4-39 ATF50 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果 之 回 歸 圖 ......158圖 4-40 氯 離 子 存 在 對 DK3308T 薄 膜 去 除 硬 度 結 果 之 回 歸 圖 .......164圖 4-41 氯 離 子 存 在 對 ATFRO 薄 膜 去 除 硬 度 結 果 之 影 響 結 果 .......166圖 4-42 氯 離 子 存 在 對 ATF50 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 結 果 ...............168圖 4-43 氯 離 子 存 在 對 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 結 果 ..............................169圖 4-44 腐 植 酸 存 在 對 DK3308T 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 結 果 ………171XV

圖 4-45 硬 度 存 在 對 DK3308T 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -1……174圖 4-46 硬 度 存 在 對 DK3308T 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -2……175圖 4-47 硬 度 存 在 對 ATFRO 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -1………177圖 4-48 硬 度 存 在 對 ATFRO 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -2……….178圖 4-49 硬 度 存 在 對 ATF50 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -1………..180圖 4-50 硬 度 存 在 對 ATF50 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -2…………181圖 4-51 硬 度 對 DK3308T 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 變 化 圖 …………..185圖 4-52 硬 度 對 ATFRO 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 變 化 圖 ……………..189圖 4-53 硬 度 對 ATF50 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 變 化 圖 ………………194圖 4-54 硬 度 對 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 變 化 圖 ………………………195XVI

附錄附 錄 一 、 實 驗 空 白 分 析 值 ...................................................................224附 錄 二 、 實 驗 室 之 品 保 及 品 管 ...........................................................228附 錄 三 、QA/QC 期 中 查 核 審 查 委 員 意 見 及 回 覆 ..............................229附 錄 四 、QA/QC 期 末 查 核 審 查 委 員 意 見 及 回 覆 ..............................230附 錄 五 、 期 中 報 告 審 查 委 員 意 見 及 回 覆 ...........................................231附 錄 六 、 期 末 報 告 審 查 委 員 意 見 及 回 覆 ...........................................231附 錄 七 、 水 庫 優 養 程 度 的 判 定 及 評 估 指 標 ……………………..….234XVII

第 一 章 前 言1.1 計 畫 緣 起水 為 人 類 在 日 常 生 活 當 中 所 不 可 或 缺 的 要 素 之 一 , 尤 其 目 前 自 來 水的 普 及 率 已 接 近 至 九 成 左 右 , 甚 至 部 份 都 市 已 接 近 百 分 之 百 。 而 近 年 來人 們 生 活 水 準 不 斷 提 升 , 因 此 對 於 自 來 水 水 質 的 要 求 也 日 趨 嚴 格 。 民 眾已 從 單 純 考 慮 飲 用 水 之 安 全 性 , 逐 漸 開 始 關 切 水 質 適 飲 性 的 問 題 。 有 關適 飲 性 物 質 在 國 內 最 新 飲 用 水 標 準 中 可 舉 出 下 列 項 目 : 總 溶 解 固 體 物 、氨 氮 、 酚 類 、 鐵 、 錳 、 銅 、 鋅 、 氯 鹽 、 硫 酸 鹽 、 總 硬 度 、 陰 離 子 介 面 活性 劑 等 11 項 。 唯 綜 觀 各 國 之 水 質 標 準 , 適 飲 性 項 目 實 不 僅 只 此 而 已 ,如 EEC 把 消 毒 劑 殘 餘 量 、 總 有 機 碳 、 鹼 度 及 鋁 等 項 目 均 列 為 適 飲 性 範 圍 ,總 計 起 來 可 達 三 十 多 項 。台 灣 地 區 自 來 水 水 源 大 多 為 水 庫 、 河 川 及 地 下 水 , 由 於 工 業 廢 水 、家 庭 廢 水 及 農 污 水 之 污 染 情 況 嚴 重 , 造 成 這 些 水 源 都 遭 受 到 相 當 程 度 的影 響 , 其 中 尤 以 高 屏 地 區 最 為 嚴 重 。 因 高 屏 溪 及 東 港 溪 上 游 養 殖 戶 特 別多 , 大 量 含 氨 氮 物 質 進 入 L、K、G 等 水 廠 之 水 源 , 迫 使 水 廠 不 得 不 以 提高 前 加 氯 方 式 去 除 氨 氮 ,G 廠 甚 至 加 氯 高 達 60〜70 ppm 以 上 , 由 於 此 舉可 能 造 成 自 來 水 之 不 適 飲 與 三 鹵 甲 烷 等 致 癌 物 質 之 形 成 , 導 致 民 眾 排 斥1

使 用 自 來 水 為 飲 用 水 , 寧 可 以 高 價 購 買 包 裝 水 飲 用 。 另 外 在 台 灣 普 遍 存在 的 適 飲 性 問 題 還 有 硬 度 與 氣 味 。 由 於 高 硬 度 會 使 得 水 變 得 不 可 口 , 加上 國 人 有 泡 茶 的 習 慣 , 無 法 讓 茶 泡 出 應 有 香 味 。 另 外 , 高 硬 度 水 加 溫 後亦 會 產 生 泛 白 及 結 垢 現 象 , 使 得 民 眾 對 水 質 更 是 無 法 安 心 飲 用 , 在 硬 度問 題 長 久 以 來 一 直 無 法 獲 得 改 善 的 情 況 下 , 用 戶 只 有 紛 紛 自 求 多 福 , 在家 裝 設 昂 貴 之 淨 水 器 。 至 於 氣 味 問 題 , 由 於 台 灣 地 區 地 下 水 源 中 常 常 發現 鐵 、 錳 含 量 過 高 情 形 , 此 兩 項 會 影 響 水 之 色 與 味 , 含 量 太 高 亦 會 影 響健 康 。 另 外 地 面 水 庫 亦 是 自 來 水 最 大 水 源 之 一 。 根 據 最 近 統 計 , 台 灣 地區 所 有 水 庫 幾 乎 遭 遇 到 不 同 程 度 的 優 氧 化 , 有 的 甚 至 已 達 到 非 常 嚴 重 的地 步 。 只 有 中 部 日 月 潭 及 北 部 翡 翠 兩 水 庫 稍 佳 。 由 於 優 養 化 產 生 藻 類 所引 起 有 機 異 臭 味 物 質 ( 如 Geosmin 及 MIB 等 ), 在 台 灣 可 能 是 一 個 潛 在的 問 題 , 過 去 筆 者 曾 稍 作 研 究 , 但 因 為 分 析 難 度 稍 高 , 調 查 數 據 還 不 充足 , 有 待 深 入 探 討 , 目 前 此 兩 項 亦 尚 未 列 入 水 質 標 準 中 。 氣 味 問 題 牽 涉甚 廣 , 餘 氯 、 氨 氮 、 酚 類 等 都 是 可 能 的 來 源 , 值 得 深 入 探 討 。 綜 合 以 上所 述 , 可 知 台 灣 地 區 自 來 水 中 有 關 適 飲 性 問 題 , 急 需 進 一 步 加 以 研 究 。故 本 計 畫 針 對 上 述 問 題 擬 定 一 個 兩 年 研 究 計 畫 , 研 究 內 容 包 括 現 地 水 質調 查 及 處 理 技 術 評 估 。本 計 畫 已 進 行 一 年 , 上 年 度 選 擇 項 目 為 硬 度 、 餘 氯 、 硫 酸 鹽 、 氨 鹽 、2

總 溶 解 固 體 物 、 總 有 機 碳 、 鐵 、 錳 、 銅 、 鋅 等 十 項 。 下 年 度 擬 保 留 追 蹤項 目 有 餘 氯 總 有 機 碳 等 兩 項 。 其 它 擬 新 增 三 項 目 , 包 括 酚 類 、 藻 類 及 氨氮 , 其 理 由 分 述 如 下 :1. 酚 類 : 高 雄 地 區 因 有 大 型 煉 油 廠 及 眾 多 的 化 工 廠 , 水 體 很 容 易 遭 受 酚類 物 質 污 染 , 由 於 酚 類 物 質 很 容 易 引 起 氣 味 , 甚 至 導 致 毒 性 危害 人 體 , 上 年 度 並 未 加 以 檢 測 , 下 年 度 擬 列 為 新 增 項 目 。 按 84年 環 檢 所 公 告 檢 驗 法 , 酚 類 可 細 分 至 11 項 目 , 但 水 質 標 準 中並 未 列 舉 , 加 上 已 往 資 料 中 並 未 顯 現 很 高 的 值 , 故 只 監 測 總 酚值 。2. 水 生 藻 類 : 藻 類 是 水 臭 發 生 最 常 見 的 原 因 , 普 遍 在 世 界 各 地 引 起 水 臭問 題 。 大 約 有 60 種 藻 類 能 產 生 發 臭 物 質 而 導 致 水 體 有 異 臭 , 包括 的 藻 種 有 : 矽 藻 類 藍 綠 藻 及 鞭 毛 藻 類 等 。 過 去 環 保 署 曾 對 台灣 全 省 18 個 重 要 飲 用 水 源 之 水 庫 進 行 水 質 調 查 , 其 中 在 對 L淨 水 廠 的 評 估 報 告 內 , 曾 提 及 經 該 場 處 理 後 的 清 水 尚 有 特 殊 臭味 , 其 水 源 優 養 化 嚴 重 , 認 為 與 水 中 藍 綠 細 菌 有 絕 對 的 關 係 ( 黃汝 賢 及 陳 國 宏 ), 故 有 必 要 加 以 檢 測 , 而 現 行 的 藻 類 計 數 方 法 種類 繁 多 , 其 中 葉 綠 素 a 的 量 測 具 代 表 性 , 可 以 取 代 耗 費 高 和 繁複 的 藻 類 計 數 的 方 法 。3

1.2.2 所 得 數 據 之 用 途水 質 調 查 結 果 可 提 供 環 保 署 作 為 水 質 標 準 修 訂 參 考 , 同 時 可 作為 自 來 水 公 司 改 善 處 理 程 序 之 依 據 , 且 可 以 使 民 眾 瞭 解 本 身 飲 用 水的 水 質 情 況 , 逐 漸 建 立 民 眾 對 於 自 來 水 飲 用 的 信 心 。1.2.3 計 畫 工 作 流 程計 畫 工 作 流 程 如 圖 1-1 所 示 。 本 計 畫 對 選 定 調 查 之 淨 水 場 的 取 水口 及 出 水 口 進 行 採 樣 , 採 樣 的 地 點 為 L 及 K 淨 水 場 , 其 採 樣 頻 率 原 則上 為 每 個 月 一 次 , 其 分 析 方 法 原 則 上 依 據 環 保 署 公 告 之 標 準 方 法 。6

收 集 相 關 資 料撰 寫 品 保 規 劃 書審 查採 樣樣 品 保 存 及 運 送樣 品 分析檢 驗 數 據 驗 算報 告 整理圖 1-1 計 畫 工 作 流 程7

1.2.4 檢 測 項 目 及 實 驗 方 法本 計 畫 以 環 保 署 公 告 之 標 準 檢 驗 方 法 為 依 據 , 並 參 考 APHAStandard Method, 針 對 水 質 當 中 適 飲 性 的 物 質 進 行 分 析 , 檢 測 項 目及 實 驗 方 法 均 列 示 在 表 1-1 中 。表 1-1 檢 測 項 目 及 實 驗 方 法檢 測 項 目 實 驗 方 法氨 氮 NIEA.W416.50T總 酚 NIEA.W521.20A餘 氯 NIEA.W408.50A葉 綠 素 aNIEA.E507.01B總 有 機 碳NIEA.W531.5C1.2.5 取 樣 程 序(1) 採 樣 點 的 選 擇水 源 選 定 L 及 K 兩 淨 水 場 , 原 則 上 以 原 水 及 清 水 二 點 採 水 做 水 樣分 析 。(2) 採 樣 頻 率 及 樣 品 數原 則 上 每 個 選 定 之 水 廠 , 採 樣 頻 率 為 每 月 一 次 , 全 年 扣 除 第 一 個 月準 備 及 踏 勘 , 最 後 兩 個 月 報 告 整 理 及 新 年 休 假 一 個 月 , 實 際 採 樣 約 為 八次 。 每 次 採 樣 品 數 每 廠 兩 點 , 二 廠 共 四 點 , 水 量 為 每 點 2.5 L。(3) 採 樣 程 序 : 如 圖 1-2 所 示 。8

採 樣 計 劃內 容 包 括 :1. 採 樣 地 點 及 時 間2. 採 樣 品 率3. 水 樣 分 析 項 目 及 方 法4. 採 水 樣5. 採 樣 人 員 編 排 、 交 通 運 輸 等6. 填 寫 採 樣 規 劃 表採 樣 人 員 投 保 工 作 意 外險採 樣 前 物 品 之 準 備交 通 運 輸 工 具 安 全 性之 要 求現 場 採 樣1. 樣 品 不 得 於 採 回 後 再 分 裝 , 須 於 現 場 分 別 採 樣2. 確 保 水 樣 的 代 表 性3. 現 場 紀 錄 水 廠 測 定 的 項 目 :pH、 溫 度 、 濁 度 、 導 電 度 、 餘氯 等4. 現 場 自 行 檢 測 餘 氯現 場 QA/QC樣 品 輸 送實 驗 室進 行 分 析樣 品 4℃ 保 存圖 1-2 採 樣 程 序 流 程 圖9

1. 2.6 分 析 程 序本 計 畫 之 分 析 方 法 原 則 上 依 據 環 保 署 公 告 之 標 準 方 法 , 分 析 水 樣中 的 餘 氯 、TOC、 氨 氮 、 總 酚 、 葉 綠 素 a 等 項 目 。 其 分 析 之 流 程 圖 如 圖1-3 所 示 :11

文 獻 收 集器 材 、 試 劑 、 設 備 之 購 置器 材 、 設 備 之 校 正實 驗 及 儀 器 操 作 條 件 之 最 佳 化配 製 樣 品檢 量 線 測 試樣 品 前 處 理 測 試真 實 樣 品 測 試報 告 撰 寫圖 1-3 分 析 流 程 圖12

2.1 影 響 適 飲 性 之 物 質第 二 章 文 獻 回 顧(1) 有 效 餘 氯1 化 學 式 或 縮 寫 :Cl 22 分 析 單 位 :mg/L3 環 境 背 景 資 料 : 氯 或 氯 胺 幾 乎 不 存 在 於 自 然 環 境 , 水 體 中 所 有 來源 均 屬 於 人 為 或 工 業 污 染 排 放 所 致 。 飲 用 水 中 可 能 存 在 之 餘 氯 ,均 來 自 消 毒 程 序 中 添 加 之 氯 消 毒 劑 殘 留 所 致 。 氯 胺 則 較 少 用 作 添加 之 消 毒 劑 ( 如 我 國 ), 多 數 來 自 加 氯 消 毒 之 副 產 物 ( 餘 氯 與 水 中 存在 之 氨 氮 作 用 而 生 成 )。根 據 國 內 水 質 背 景 統 計 (84∼85 年 間 ), 清 水 中 自 由 有 效 餘氯 之 平 均 濃 度 為 0.96mg/L, 約 99.4% 樣 本 數 合 於 現 行 標 準(0.2∼1.5mg/L), 但 以 台 北 市 標 準 來 衡 量 (0.2∼0.8mg/L), 則 不 合 格樣 本 高 達 60% 以 上 , 顯 示 台 灣 省 所 屬 淨 水 設 備 普 遍 加 氯 量 較 高 ,其 原 因 可 能 為 省 屬 原 水 水 質 變 異 性 較 大 , 且 配 水 管 線 末 端 距 離 較遠 , 為 了 確 保 水 質 能 滅 菌 安 全 , 所 以 增 加 消 毒 劑 量 。4 健 康 評 量 及 毒 理 資 料 :13

★ 氯 在 水 中 濃 度 約 2∼3mg/L 時 , 人 類 嗅 覺 即 能 感 受 到 其 特 殊刺 激 之 氣 味 , 但 在 0.4mg/L 以 下 幾 乎 感 覺 不 出 臭 味 。★ 由 於 人 體 之 唾 液 及 胃 液 能 迅 速 地 反 應 而 消 除 少 量 餘 氯 , 因此 在 含 量 為 50mg/L 時 仍 不 致 產 生 任 何 不 良 影 響 , 但 在 極高 濃 度 ( 超 過 1000mg/L) 方 可 能 致 命 。★ 水 中 氯 胺 對 水 中 生 物 之 危 害 性 遠 較 人 類 為 大 ( 主 要 是 魚 類 ), 至 目 前 為 止 對 人 類 之 影 響 仍 不 甚 確 定 , 已 知 對 進 行 腎 臟血 液 透 析 之 患 者 具 危 害 性 。 此 外 濃 度 過 高 可 能 造 成 溶 血 性之 貧 血 。★ 至 目 前 為 止 , 雖 然 沒 有 很 足 夠 之 證 據 確 定 水 中 之 餘 氯 具 致癌 性 , 但 已 有 動 物 研 究 結 果 具 有 相 關 性 。(2) 氨 氮1 化 學 式 或 縮 寫 :NH3-N2 分 析 單 位 :mg/L3 環 境 背 景 資 料 : 氨 氮 來 源 包 括 非 離 子 之 NH3 及 離 子 化 之 NH4 + 。 水體 氨 氮 來 源 為 農 業 、 畜 牧 、 工 業 廢 水 與 家 庭 污 水 排 放 , 少 數 來 自環 境 中 有 機 氮 之 新 陳 代 謝 , 因 此 氨 氮 常 被 視 為 重 要 人 為 污 染 指標 。 在 國 內 , 排 放 未 經 處 理 之 畜 牧 及 家 庭 廢 水 是 造 成 水 源 中 氨 氮14

過 量 之 主 要 原 因 。 若 在 飲 水 中 發 現 過 量 氨 氮 存 在 , 通 常 可 以 認 定為 配 水 管 線 中 受 到 細 菌 性 或 糞 便 廢 污 水 污 染 所 致 。4 健 康 評 量 及 毒 理 資 料 :★ 氨 氮 一 般 被 視 為 低 毒 性 , 對 健 康 通 常 不 致 造 成 影 響 , 通 常 在 攝入 超 過 200mg/kg 之 劑 量 後 才 會 有 中 毒 症 狀 產 生 。★ 在 飲 水 中 主 要 影 響 是 味 覺 上 之 困 擾 , 在 鹼 性 條 件 及 正 常 水 溫下 ,NH3 之 味 覺 恕 限 值 為 1.5mg/L,( 在 酸 性 環 境 時 恕 限 值 更高 ),WHO 根 據 此 訂 定 基 準 值 為 1.5mg/L( 以 NH4 來 計 算 )。 相較 而 言 NH4 + 較 不 敏 感 , 約 為 35mg/L。★ 由 於 在 鹼 性 條 件 及 正 常 水 溫 下 , 一 般 人 對 NH3 之 味 覺 恕 限 值 為5mg/L。(3) 總 酚1 分 析 單 位 :μg/L2 環 境 背 景 資 料 : 酚 類 是 酚 、 甲 酚 、 及 其 誘 導 體 的 總 稱 。 自 來 水 中 含酚 的 情 況 很 少 , 但 由 煤 炭 工 廠 、 都 市 瓦 斯 工 廠 、 製 藥 工 廠 、 酚 係 樹脂 工 廠 等 排 水 , 或 用 煤 焦 油 , 柏 油 所 鋪 裝 路 面 的 洗 淨 排 水 或 雨 水 而混 入 酚 類 的 情 況 也 有 。 尤 其 是 水 廠 若 用 焦 油 或 柏 油 塗 裝 鐵 管 內 面 ,而 不 十 分 乾 燥 就 通 水 時 , 酚 類 即 可 被 溶 解 出 來 。15

4 健 康 評 量 及 毒 理 資 料 :★ 據 報 告 酚 類 對 成 人 的 致 死 量 為 15g。 水 中 微 量 的 酚 類 也 能 與 消 毒用 的 氯 作 用 而 會 生 成 氯 酚 , 而 此 氯 酚 有 更 強 的 惡 臭 , 因 此 其 臭 味比 其 毒 性 更 成 問 題 。★ 於 水 中 酚 本 身 之 含 量 1mg/L 以 下 時 大 致 不 感 覺 有 臭 味 , 但 如 與 氯作 用 產 生 氯 酚 時 , 僅 含 0.002mg/L 或 0.003mg/L 就 能 覺 出 臭 味 ,即 能 發 出 酚 之 約 300〜500 倍 之 強 臭 味 。★ 台 灣 省 自 來 水 水 質 標 準 之 酚 容 許 總 量 0.001mg/L, 與 美 國 、 歐 洲各 國 及 蘇 聯 之 標 準 同 。(4) 總 有 機 碳1 化 學 式 或 縮 寫 :TOC2 分 析 單 位 :mg/L3 環 境 背 景 資 料 : 水 中 污 染 物 之 種 類 很 多 , 其 中 有 機 物 從 過 去 ( 以生 活 污 水 為 河 川 、 湖 泊 等 公 共 給 水 之 主 要 污 染 源 ) 到 現 在 ( 以 產業 廢 水 成 為 主 要 污 染 源 ), 一 直 是 最 重 要 而 最 普 遍 之 污 染 因 素 。 因此 若 要 瞭 解 河 川 、 湖 泊 之 綜 合 性 污 染 時 , 應 需 先 對 有 機 物 之 污 染加 以 監 測 。 但 過 去 因 無 直 接 表 示 水 中 有 機 物 總 量 之 方 法 , 均 以 測定 氧 化 水 中 有 機 物 需 消 耗 氧 量 之 方 法 ( 如 BOD,COD 等 之 間 接 方16

法 ) 作 為 水 中 有 機 物 量 之 指 標 。 但 BOD,COD 在 測 定 上 有 下 列 之困 難 , 即 BOD,COD 均 為 濕 式 分 析 法 , 操 作 繁 雜 , 需 要 熟 練 , 測定 所 需 時 間 長 (BOD5 需 5 天 ,COD 需 2 小 時 )。 由 於 有 機 物 種之 氧 化 率 不 一 、 可 靠 性 不 高 , 易 受 共 存 物 質 之 干 擾 。TOC 雖 早 已知 為 水 中 有 機 物 質 污 染 物 質 污 染 之 最 佳 指 標 , 但 無 適 當 之 測 定 方法 , 一 直 到 1962 年 開 發 新 的 測 定 方 法 後 始 能 測 定 水 中 之 總 碳 量 。此 法 原 理 為 將 定 量 之 水 在 高 溫 度 下 , 瞬 間 地 燃 燒 水 中 有 機 物 , 並以 非 分 散 紅 外 線 氣 體 分 析 計 測 定 產 生 之 二 氧 化 碳 , 換 算 為 有 機 碳之 方 法 , 適 合 於 連 續 測 定 。(5) 葉 綠 素 a1 分 析 單 位 :μg/L2 環 境 背 景 資 料 : 藻 類 是 水 臭 發 生 最 常 見 的 原 因 , 普 遍 在 世 界 各地 引 起 水 臭 問 題 。 大 約 有 60 種 藻 類 能 產 生 發 臭 物 質 而 導 致 水 體有 異 臭 , 包 括 有 : 矽 藻 類 藍 綠 藻 及 鞭 毛 藻 類 等 。 過 去 環 保 署 曾 對台 灣 全 省 18 個 重 要 飲 用 水 源 之 水 庫 進 行 水 質 調 查 , 其 中 , 對 澄清 湖 淨 水 廠 的 評 估 中 , 曾 提 及 該 場 處 理 後 的 清 水 尚 有 特 殊 臭 味 ,其 水 源 優 養 化 嚴 重 , 認 為 與 水 中 藍 綠 細 菌 有 絕 對 的 關 係 ( 黃 汝 賢及 陳 國 宏 ), 故 有 必 要 加 以 檢 測 。17

2.2 新 處 理 技 術 ⎯⎯ 薄 膜 法 (NF)傳 統 的 混 凝 、 沉 澱 及 過 濾 法 對 於 高 硬 度 、 高 氨 氮 、 高 鐵 錳 及 高 臭 味物 質 處 理 效 果 均 不 佳 , 必 須 再 輔 以 特 殊 方 法 才 能 去 除 。 以 高 硬 度 為 例 ,高 硬 度 的 水 必 須 再 施 予 軟 化 , 其 一 般 軟 化 方 法 為 石 灰 法 、 苛 性 鈉 法 、 離子 交 換 法 等 。 然 而 石 灰 法 會 產 生 大 量 的 沉 澱 物 , 造 成 後 續 處 理 的 困 擾 ,除 非 對 濁 度 較 高 的 表 面 水 , 不 得 已 才 使 用 之 。 另 一 方 面 離 子 交 換 法 雖 有效 , 但 成 本 較 高 , 使 用 上 也 常 受 到 限 制 。 而 一 般 傳 統 處 理 程 序 中 對 於 水體 中 有 機 物 質 的 去 除 , 主 要 是 藉 由 混 凝 、 沉 澱 過 程 中 混 凝 劑 與 有 機 物 質發 生 作 , 使 有 機 物 質 沉 澱 去 除 。 其 主 要 去 除 機 構 有 三 :(1) 膠 體 去 穩 定(colloid destabilization) ; (2) 沉 澱 作 用 (precipitation) ; (3) 共 沉 澱 作 用(coprecipitation) (8-9) 。Edzwald(1986) 所 作 的 研 究 中 發 現 , 傳 統 處 理 方 式 約可 去 除 70%TOC, 但 面 對 越 來 越 嚴 格 的 水 質 標 準 , 這 種 處 理 結 果 已 漸 漸不 符 合 要 求 , 因 此 必 須 引 進 高 級 的 處 理 方 法 。 近 年 來 荷 蘭 、 美 國 、 日 本等 先 進 國 家 , 已 逐 漸 發 展 出 較 新 式 的 處 理 技 術 如 薄 膜 法 (Membrane) 在 最近 幾 十 年 來 蓬 勃 發 展 。18

2.2.1 薄 膜 法 之 原 理薄 膜 法 是 利 用 不 同 種 類 的 薄 膜 材 料 , 通 過 篩 濾 、 滲 透 或 電 泳 等 方 式達 到 溶 質 分 離 的 效 果 (10) 。 一 般 常 用 於 水 及 廢 水 處 理 之 薄 膜 , 其 孔 徑 及 傳輸 壓 之 性 質 示 如 表 2-1。 由 表 可 知 孔 徑 最 大 為 MF, 最 小 為 RO。 由 於MF 及 UF 孔 徑 較 大 只 能 截 留 分 子 量 較 大 的 物 質 , 使 用 於 工 業 廢 水 處 理及 二 級 處 理 水 再 利 用 方 面 較 多 。 而 RO 由 於 孔 徑 小 , 成 本 高 , 用 於 海 水淡 化 及 家 庭 用 淨 水 器 較 多 。 至 於 孔 徑 較 適 的 NF(nanofiltration), 則 被 廣用 於 淨 水 廠 。 各 種 分 離 方 法 之 應 用 範 圍 可 由 圖 2-1 得 知 。19

表 2-1 典 型 之 薄 膜 種 類20

2.2.2 NF (nanofiltration) 薄 膜NF 為 新 發 展 出 來 的 一 種 薄 膜 技 術 , 從 ”nano” 這 個 字 的 意 思 為10 -9 , 表 示 孔 徑 很 小 , 而 nanofiltration membrane 這 個 名 字 是 在 1985年 才 由 製 造 廠 商 所 提 出 , 最 初 即 是 為 了 水 質 軟 化 所 發 展 出 來 (11) 。 目 前的 主 要 製 造 廠 商 有 Film Tec、Hydranautics、Fluid Systems、Nitto-Denko和 DDS 等 , 產 品 有 NF40、NF50、NF70 和 NF40HF 等 。2.2.2.1 去 除 原 理 及 特 性NF 薄 膜 的 去 除 主 要 是 利 用 離 子 和 薄 膜 之 間 靜 電 的 相 互 作 用 , 由於 NF 所 使 用 的 薄 膜 為 陰 離 子 化 的 薄 膜 , 表 面 帶 有 負 電 可 以 吸 附 陽 離子 如 Ca 2+ 、Mg 2+ 、Na + 等 , 排 斥 陰 離 子 如 CO 2- 3 ,SO 2- 4 、Cl - 等 , 可 以達 到 水 質 軟 化 的 目 的 , 而 對 於 中 性 的 物 質 則 是 靠 著 過 濾 的 方 式 , 例 如對 於 sugars(glucose,sucose,lactose) 去 除 率 甚 至 可21

圖 2-1 溶 解 性 污 染 物 之 大 小 和 分 離 方 法22

達 到 98% (13) 。 至 於 NF 薄 膜 平 均 的 孔 徑 大 小 約 為 1-2nm(10-20A) , 其 操作 的 壓 力 範 圍 為 75-250psi, 薄 膜 的 製 造 材 質 , 大 多 數 從 聚 合 物 (polymers)而 來 , 像 芳 香 族 聚 醯 胺 (aromatic polyamides) 、 聚 (polysulfone) 、SPEs(sulfonated polyethersulfones) 等 , 至 於 詳 細 的 操 作 條 件 及 性 能 如 表2-2 所 示 (13-14) 。(13)表 2-2 Film Tec 公 司 NF 薄 膜 操 作 之 條 件 及 性 能23

目 前 全 世 界 使 用 NF 於 淨 水 廠 最 多 的 地 方 為 美 國 佛 羅 里 達 州 , 已有 幾 十 個 廠 在 運 轉 , 由 圖 2-2 可 知 , 這 幾 年 發 展 非 常 快 速 。 其 運 轉 成果 , 由 表 2-3 可 知 , 不 僅 對 硬 度 及 總 溶 解 鹽 效 果 很 好 , 而 且 對 金 屬 及有 機 物 也 有 不 錯 的 成 績 , 因 此 在 某 些 方 面 已 可 取 代 傳 統 的 淨 水 程 序 。典 型 實 廠 的 操 作 流 程 圖 如 圖 2-3 所 示 (10) 。(10)圖 2-2 佛 羅 里 達 州 薄 膜 軟 化 處 理 廠 處 理 能 力 之 變 化 情 形24

(31)表 2-3 兩 座 薄 膜 軟 化 廠 在 連 續 操 作 一 年 之 結 果ParameterOrganicsTotal organics halogenFP+⎯µg/LTotal trihalomethane FP+⎯µg/LTotal organic carbon⎯mg/LNonpurgable organiccarbon⎯mgC/LChloroform⎯µg/LDichlorobromomethane⎯µg/LChlorodibromomethane⎯µg/LBromoform⎯µg/LInorganicsAlkalinity⎯mgCaCO 3 /LTotal hardness⎯mgCaCO 3 /LChloride⎯mg/LSulfate⎯mg/LMetalsSodium⎯mg/LCalcium⎯mg/LIron⎯mg/LMiscellaneousColor⎯cpuTotal dissolved solids⎯mg/LPlant APlant BFeed Permeate Feed Permeater2,00063015.4238316642054114143839651561.58524228389521341,05042913.422214260.35.1126382213248126126444859174.35.30.241.3DBL++DBLDBL556411376821643277*The NF-70 nanofiltration membrane was used.The information is based onanalytical work completed in the Priority Pollutants Lab at the Universuty ofCentral Florida Orlando.Plant A is a 4,2000-gpd unit installed at Palm BeachCounty’s elementary school No.17 in Loxahatchee Groves. Fla.;it wascommissioned in fall 1987 to treat a surficial aquifer ; it operates at a feedpressure of 100 psig and 75 percent recovery. Plant B is a 180,000-gpd unitin a plant expandable to 1.4 mgd , installed at the Plam aquifer ;it operates ata feed pressure of 90 psig and 75 percent recovery.+Seven-day formation potential++Below detection limit25

圖 2-3 典 型 實 廠 操 作 流 程 圖(1) 預 先 化 學 處 理 如 :pH 和 scale control( 通 常 加 酸 )(2) 膠 捲 過 濾 :5 微 米 的 孔 徑 , 去 除 可 能 妨 礙 薄 膜 系 統 的 顆 粒 。(3) 供 給 水 之 升 壓 pump: 把 預 處 理 的 水 壓 升 到 90-130psi(4) 薄 膜 和 壓 力 容 器 : 使 用 螺 管 式 之 NF membrane(5) 消 除 毒 氣 劑 :CO 2 和 H 2 S 去 除(6) 後 化 學 處 理 : 加 氯 消 毒 、pH 調 節 、 腐 蝕 的 控 制 ( 腐 蝕 抑 制劑 )、 加 氟 等 。26

(9、15)2.2.2.2 NF 對 DBP 控 制 之 成 本 及 性 能根 據 Trisha J.Blau,James S.Taylor 等 人 (1992) 研 究 , 一 座 NF 之 實 驗 廠在 Daytona Beach,Fla.(Brennan water treatment plant), 利 用 十 一 種 不 同 之NF 薄 膜 對 於 DBP(disinfection by-products) 操 作 結 果 如 表 2-6 所 示 , 除 了 C和 D 兩 種 薄 膜 外 , 其 他 薄 膜 對 DBP 之 去 除 效 果 都 很 好 。 此 水 廠 經 過 一 年之 操 作 結 果 指 出 , 對 於 DBPFP(DBP formation potential) 之 去 除 範 圍 為94∼98%( 平 均 96%);TOXFP(total organic halide formation potential) 之 去除 範 圍 為 92∼98%( 平 均 96%), 且 結 果 指 出 兩 者 之 去 除 率 在 一 般 操 作 之 範圍 內 ( 壓 力 110-170psi 及 回 收 率 70-90%) 沒 有 明 顯 之 不 同 , 這 可 能 是 由 於DBPFP 與 TOXFP 是 靠 濾 網 和 這 些 溶 質 之 質 量 轉 換 而 不 是 靠 擴 散 控 制(diffusion-controlled)。 當 處 理 能 力 為 10mgd 之 薄 膜 軟 化 廠 其 操 作 之 成 本估 計 如 表 2-4 所 示 , 總 成 本 為 $1.17/1000gal。(15)表 2-4 10-mgd NF 處 理 廠 處 理 地 下 水 之 成 本 估 計27

表 2-5 選 擇 薄 膜 於 Daytona Beach DBP 操 作 之 結 果 (μg Cl - /L) (15)28

續 表 2-5 選 擇 薄 膜 於 Daytona Beach DBP 操 作 之 結 果 (μg Cl - /L) (15)29

(10-11、16)2.2.2.3 與 石 灰 軟 化 法 之 成 本 分 析 比 較所 謂 操 作 維 護 (O&M) 成 本 可 分 為 :(1) 固 定 (Fixed) 成 本 即 依 靠 設 備 操作 的 因 子 如 勞 工 的 薪 水 和 修 理 的 利 益 。(2) 變 動 (variable) 成 本 即 因 產 品 之產 量 有 變 動 之 比 例 如 化 學 藥 品 、 電 力 、 膠 捲 過 濾 膜 之 替 換 等 。 總 膜 軟 化設 備 建 造 之 成 本 則 包 括 裝 設 膜 程 序 之 設 備 、 建 築 物 、 轉 換 幫 浦 、 濃 縮 處理 等 整 廠 設 備 。 與 石 灰 軟 化 法 成 本 比 較 如 表 2-6 所 示 。(10)表 2-6 成 本 比 較 表處 理 能 力 1mgd 處 理 能 力 15mgd總 膜 軟 化 設 備 建 造 成 本 $2.25∼$1.75/gpd $0.75∼1.30/gpd總 石 灰 法 設 備 建 造 成 本 $1.76/gpd$0.70/gpd膜 軟 化 操 作 維 護 成 本 $1.60∼$2.00/1000gal $0.45∼$0.55/1000gal石 灰 法 操 作 維 護 成 本 $0.95/1000gal $0.40/1000gal(10mgd)由 表 2-6 大 概 可 知 , 設 備 建 造 成 本 通 常 石 灰 法 小 於 膜 處 理 法 , 但 兩 者 的差 距 會 因 處 理 容 量 增 大 而 逐 漸 拉 近 。 至 於 操 作 維 護 (O&M) 成 本 亦 有 相 同 趨勢 。 在 膜 處 理 方 面 , 有 時 只 為 達 到 處 理 目 標 , 而 將 原 水 繞 流 至 後 端 直 接 與 清水 混 合 , 如 此 可 降 低 處 理 成 本 ; 再 者 , 膜 性 能 並 非 經 常 保 持 一 致 , 當 處 理 性能 下 降 時 , 處 理 成 本 亦 隨 增 高 。 通 常 在 無 繞 流 及 性 能 最 佳 狀 況 下 , 膜 之 O&M成 本 只 比 石 灰 法 高 15%, 如 果 處 理 量 達 到 15mgd, 更 可 縮 小 為 10 %。 然 而 如要 達 到 相 同 程 度 的 水 質 , 石 灰 法 可 能 需 要 增 加 其 他 設 備 , 或 者 讓 膜 處 理 法 採取 繞 流 混 合 手 段 , 這 兩 者 卻 可 能 使 得 膜 處 理 成 本 低 於 石 灰 法 。30

(10-29)2.2.2.4 NF 薄 膜 之 應 用(1) 水 之 脫 鹽 :NF 薄 膜 最 大 的 應 用 就 是 從 水 中 去 除 硬 度 和 溶 解 性 有 機物 , 但 其 薄 膜 會 受 到 矽 酸 、Mn、Fe 之 妨 礙 , 因 此 必 須 先 用 酸 前 處理 ( 去 沉 澱 那 些 溶 解 性 鹽 類 ), 再 靠 膠 捲 過 濾 (cartridge filter) 來 過 濾那 些 溶 解 性 之 鹽 類 , 當 操 作 壓 力 為 70∼100psi,NF 能 去 除 85∼95%之 硬 度 , 超 過 70% 單 價 之 離 子 。(2) 處 理 污 染 之 地 下 水 :In Palm Beach County,FL, 使 用 NF 薄 膜 去 除 了飲 用 地 下 水 中 97% 之 總 有 機 鹵 化 物 和 超 過 90% 之 總 有 機 碳 (TOC)。(3) 去 除 ( 濃 度 低 ) 或 回 收 ( 濃 度 高 ) 重 金 屬 : 在 適 當 的 條 件 下 , 重 金 屬 可以 從 溶 液 中 互 相 分 離 , 例 如 Ni 和 Cd 金 屬 之 分 離 , 約 有 90% 之 Ni去 除 ,80% 之 Cd 會 滲 透 過 薄 膜 。(4) 處 理 發 酵 廠 之 廢 水 :NF 薄 膜 可 以 在 高 的 流 量 中 去 除 97% 之 COD和 56% 之 BOD( 處 理 洗 滌 之 水 ,wash water), 能 夠 減 少 十 倍 污 垢 之體 積 , 已 經 證 實 比 蒸 發 (evaporation) 法 更 經 濟 。(5) 紙 漿 、 造 紙 廢 水 :NF 可 以 同 時 利 用 吸 附 和 電 化 學 方 法 來 去 除 高 色度 木 質 素 (lignin) 和 使 氯 化 (chlorinated) 木 質 素 , 引 導 提 昇 木 材 紙 漿之 漂 白 , 與 UF 配 合 可 以 去 除 90% 以 上 之 COD, 且 對 於 SS 之 去31

除 率 幾 乎 100%。(6) 紡 織 廢 水 : 利 用 MF 與 NF 之 配 合 , 可 以 從 紡 織 廠 之 廢 水 中 回 收NaOH, 主 要 是 利 用 MF 來 去 除 較 大 分 子 的 物 質 (SS、pectins、complexed inorganics), 用 NF 來 去 除 二 價 鹽 類 、 顏 色 和 有 機 物 質 ,讓 NaCl 滲 透 過 薄 膜 , 滲 透 液 經 過 電 化 學 薄 膜 處 理 ,NaOH 從 NaCl中 回 收 。(7) 其 他 : 如 極 性 氨 基 酸 的 分 離 , 利 用 在 不 同 的 pH 下 帶 電 去 除 。(12、14)2.2.2.5 薄 膜 之 清 洗薄 膜 一 般 在 操 作 完 一 段 時 間 以 後 , 在 薄 膜 表 面 會 累 積 大 量 之 污垢 , 因 此 在 操 作 一 段 時 間 後 其 流 通 量 會 有 下 降 之 趨 勢 , 為 了 使 操 作 之 效率 提 昇 且 延 長 薄 膜 的 壽 命 , 必 須 有 清 洗 薄 膜 之 動 作 , 一 般 清 洗 薄 膜 所 使用 之 藥 劑 可 以 參 考 表 2-7。(14)表 2-7 清 洗 薄 膜 所 使 用 之 藥 劑32

FoulantCleanerSulfate ScalingCarbonateScalingMetal Oxides (for exampleFe)0. 1%(W)NaOH0.1%(W)Na-EDTApH12,30℃maxOK0.1%(W)NaOH0.05%(W)Na-DDSpH12,30℃max1.0%(W)STP1.0%(W)TSP1.0%(W)Na-EDTA0.2%(W)HCl0.5% 2.0%(W) (W)H 3 PO 4Best OKCitrieAcid0.2%(W)NH 2SO 3 HOK OK1.0%(W)Na 2 S 2 O 4good OK goodInorganicgoodColloids(silt)SilicaOKBiofilms best good goodOrganics OK good good註 :1.(W)denotes weight percent of active ingredient.2. Cleaning chemical symbols,in order used:NaOH is sodiumhydroxide ;Na-EDTA is the sodium salt of ethylene diamine tetraacetic acid,Na-DDS issodium salt of dodecylsulfate;STP is sodium triphosphate(Na 5 P 3 O 10 );TSPis trisodium phosphate(Na 3 PO 4 x 12H 2 O);HCl is hydrochloric acid;H 3 PO 4is phosphoric acid; citric acid is C 3 H 4 (OH)(CO 2 H 3 );NH 2 SO 3 H is sulfamicacid;Na 2 S 2 O 4 is sodium hydrosulfite.(10-29)2.2.2.6 NF 法 之 優 缺 點將 使 用 NF 薄 膜 的 優 點 歸 納 如 下 :(1) 較 小 的 土 地 : 基 本 上 薄 膜 法 比 石 灰 法 所 需 的 土 地 較 少 , 因 為 不33

需 要 存 放 石 灰 的 倉 庫 。(2) 沒 有 石 灰 污 泥 處 理 的 問 題 : 使 用 薄 膜 法 不 會 像 石 灰 法 會 產 生 大量 的 污 泥 , 其 濃 縮 液 的 體 積 比 污 泥 小 很 多 且 較 易 處 理 ( 一 般 採 用深 層 注 入 、 灌 溉 / 再 利 用 、 表 面 放 流 等 )。(3) 減 低 氯 的 使 用 : 因 為 產 生 水 的 有 機 物 的 濃 度 較 低 , 可 以 降 低THMs 的 形 成 。(4) 對 於 最 初 處 理 設 備 的 能 力 和 未 來 的 擴 充 有 較 大 的 彈 性 。(5) 容 易 操 作 , 減 少 人 員 看 護 的 時 間 。(6) 所 使 用 的 操 作 壓 力 (75∼250psi) 比 RO 低 很 多 , 可 以 降 低 操 作 成本 。(7) 產 生 水 有 較 優 良 的 品 質 : 不 僅 和 健 康 有 關 的 項 目 染 污 之 物 之 去除 , 連 顏 色 、 濁 度 、 硬 度 和 其 他 適 飲 性 之 項 目 也 有 去 除 的 效 果 。(8) 成 本 不 斷 降 低 : 由 於 薄 膜 技 術 改 進 , 使 得 成 本 有 不 斷 下 降 之 趨勢 。將 使 用 NF 薄 膜 的 缺 點 歸 納 如 下 :(1) 薄 膜 之 選 擇 不 易 : 由 於 每 一 種 薄 膜 對 於 每 一 種 物 質 之 去 除 效 果不 同 , 加 上 各 地 區 之 水 質 成 分 含 量 不 同 , 如 果 沒 有 完 整 之 資 料34

作 詳 細 之 評 估 , 若 選 擇 之 薄 膜 不 正 確 , 不 但 無 法 達 到 預 期 之 效果 , 且 會 因 此 增 加 成 本 。(2) 需 有 良 好 之 規 劃 設 計 : 假 如 設 計 操 作 之 程 序 不 良 , 沒 有 做 好 前處 理 之 工 作 , 將 使 得 NF 薄 膜 容 易 積 垢 , 增 加 操 作 成 本 。(3) 薄 膜 反 沖 洗 之 效 果 有 限 : 當 薄 膜 積 垢 進 行 清 洗 後 , 將 無 法 達 到100% 之 回 復 率 , 且 每 清 洗 一 次 , 效 果 就 降 低 一 次 , 若 前 處 理 效果 不 彰 , 將 需 常 常 進 行 反 沖 洗 , 因 此 若 要 節 省 時 間 , 可 能 必 須準 備 兩 組 薄 膜 系 統 替 換 使 用 。(4) 若 處 理 之 物 質 含 有 毒 性 , 其 濃 縮 水 將 必 須 作 後 續 處 理 : 假 如 處理 之 物 質 含 有 毒 性 , 由 於 薄 膜 法 屬 於 物 理 性 之 作 用 , 因 此 無 法使 這 些 物 質 消 失 , 不 但 如 此 , 由 於 濃 縮 水 之 濃 度 大 幅 提 高 , 相對 其 毒 性 也 將 提 昇 , 將 增 加 處 理 之 困 難 度 , 所 以 一 般 來 說 , 除非 要 進 行 物 種 之 回 收 ( 如 重 金 屬 ), 不 然 若 處 理 之 物 質 含 有 毒性 , 可 能 較 不 適 合 使 用 此 種 方 法 。(5) 若 只 想 針 對 某 種 特 殊 物 質 進 行 處 理 , 將 無 法 使 用 此 種 方 法 : 由於 薄 膜 法 不 但 對 有 機 物 有 去 除 之 效 果 , 連 大 部 分 之 無 機 物 也 都有 去 除 效 果 , 因 此 若 只 想 針 對 某 種 物 質 進 行 處 理 , 將 不 適 用 。35

第 三 章 實 驗 設 備 及 方 法3.1 實 驗 目 的(1) 調 查 高 雄 地 區 自 來 水 淨 水 場 適 飲 性 物 質 之 存 在 量 。(2) 探 討 水 中 產 生 臭 味 主 要 原 因 。(3) 檢 討 餘 氯 煮 沸 變 化 與 臭 味 之 影 響 。(4) 探 討 最 新 最 佳 之 處 理 技 術 , 如 薄 膜 法 , 作 文 獻 回 顧 。3.2 實 驗 設 備1. 精 度 微 量 天 秤 :Precisa 出 品 ,100A-300M 型 , 精 度 ±0.0001g。2. 純 水 製 造 機 :MPI 長 豐 RO-20T。3. 試 劑 水 製 造 機 :Water 美 國 RO 純 水 機 (RO-AO3)。4. 總 有 機 碳 分 析 儀 :SHIMADZU 500 型 。5. UV 偵 測 器 :HITACHI-U-2000 型 。6. 原 子 吸 收 光 譜 儀 (AA):HITACHI-Z8100 型 。7. 加 熱 板 :CORNING Model PC-320。8. 滴 定 管 : 東 光 玻 璃 。9. 導 電 度 計 : 上 泰 儀 器 公 司 Model SC-120。10.pH Meter: 上 泰 儀 器 公 司 Model SP-701。11. 抽 氣 機 :GAST 公 司 Model DOA-P104-AA。12. 攪 拌 器 :Fargo 公 司 Model MS-203。13. 電 子 顆 粒 計 數 器 ,Coulter electronics 公 司 ,Model ZM。36

3.3 實 驗 藥 品1. 濃 鹽 酸 (HCl):0.5M(0.5N),Fisher Scientific International Company 出 品 。2. 乙 醇 : 試 藥 一 級 , 純 度 95%, 島 久 (OSAKA) 藥 廠 出 品 。3. 甘 油 :ASC 級 , 純 度 99.8%,J.T.Baker 製 品 。4. 氯 化 鋇 結 晶 (BaCl 2˙2H 2 O):ASC 級 , 純 度 99%,Riedel-de Haen 製 品 。5. 硫 酸 鈉 :ASC 級 , 純 度 99%,Merck 製 品 。6.EDTA 二 鈉 鹽 :ASC 級 , 純 度 99.5%,Fisher Scientific InternationalCompany 出 品 。7. 硫 酸 鎂 (MgSO 4˙7H 2 O):ASC 級 , 純 度 100.7%,J.T.Baker 製 品 。8.EBT: 分 析 級 ,J.T.Baker 製 品 。9. 三 乙 醇 胺 : 分 析 級 ,FERAK 製 品 。10. 碳 酸 鈣 :ASC 級 , 純 度 100.3%,J.T.Baker 製 品 。11. 甲 基 紅 : 試 藥 級 , 和 光 純 藥 工 業 出 品 。12. 氫 氧 化 鈉 :ASC 級 , 純 度 98%,Fisher Scientific International Company出 品 。13. 酚 酉 太 :TCI 級 , 純 度 98%, 東 京 化 成 工 業 製 品 。14. 鉻 酸 鉀 :ASC 級 , 純 度 99.8%,J.T.Baker 製 品 。15. 硝 酸 銀 : 試 藥 一 級 , 島 久 出 品 。37

16. 氯 化 鈉 :ACS 級 , 純 度 99.9%,J.T.Baker 製 品 。17. 硫 酸 鋁 銨 :ACS 級 , 純 度 99.8%,J.T.Baker 製 品 。18. 過 氧 化 氫 : 濃 度 9.8M,Merck 出 品 。19. 甲 基 橙 : 試 藥 級 , 和 光 純 藥 工 業 出 品 。20. 四 硼 酸 鈉 (Na2B4O7) 試 藥 級 , 藥 理 化 學 工 業 株 式 會 社 。21. 硼 酸 (H3BO3) 試 藥 級 , 林 純 藥 理 工 業 株 式 會 社 。22. 碘 化 汞 (HgI2) 試 藥 級 , 林 純 藥 理 工 業 株 式 會 社 。23. 氯 化 銨 ACS 級 , 純 度 99.9%,J.T.Baker 製 品 。24. 碳 酸 鎂 , 試 藥 級 , 片 山 化 學 工 業 株 式 會 社 。。25. 磷 酸 氫 二 鈉 :ACS 級 , 純 度 99%,Riedel-de Haen 製 品 。26. 磷 酸 二 氫 鉀 :ACS 級 , 純 度 99.5%,Riedel-de Haen 製 品 。27. 硫 酸 濃 液 :ACS 級 , 純 度 97.8%,Fisher Scientific International Company出 品 。28. 二 苯 基 胺 黃 酸 鋇 : 試 藥 級 , 純 度 99%, 東 京 化 成 工 業 出 品 。29.DPD 硫 酸 鹽 : 試 藥 級 ,SIGMA 出 品 。30. 重 鉻 酸 鉀 : 試 藥 一 級 , 純 度 99.9%, 島 久 藥 品 公 司 製 品 。31. 硫 酸 亞 鐵 銨 :ACS 級 , 純 度 99%,Riedel-de Haen 製 品 。32. 碘 化 鉀 :AR 級 , 純 度 99.9%,Fison 公 司 出 品 。38

33. 硫 代 乙 醯 胺 :PA 級 , 純 度 99%,ACROS 出 品 。34. 甘 胺 酸 :ACS 級 ,100.6%,J.T.Baker 出 品 。35. 高 錳 酸 鉀 :ACS 級 ,99.9%,J.T.Baker 出 品 。36. 濃 氨 水 , 殘 量 級 ,J.T.Baker 出 品 。37. 鐵 氰 化 鉀 , 試 藥 級 , 藥 理 化 學 工 業 株 式 會 社 。38.4- 胺 基 安 替 比 林 ,PA 級 , 純 度 99%,ACROS 出 品 。39. 酚 ,GC 級 ,Merck 出 品 。40. 氯 仿 ,AR 級 , 純 度 99.9%,Fison 公 司 出 品 。41. 無 水 硫 酸 鈉 ,AR 級 , 純 度 99.9%,Fison 公 司 出 品 。42. 丙 酮 , 試 藥 級 ,Fison 公 司 出 品 。3.4 實 驗 方 法3.4.1 水 中 硬 度 分 析 方 法 — EDTA 滴 定 法1. 方 法 概 要在 含 有 鈣 和 鎂 離 子 且 pH 值 維 持 在 10.0 ± 0.1 的 水 溶 液 中 ,加 入 少 量 指 示 劑 ( 如 Eriochrome Black T 或 Cal-magite ) 後 , 水 溶 液 即呈 酒 紅 色 。 若 以 烯 二 胺 四 乙 酸 ( ethylenediaminetetraacetic acid, 簡 稱39

EDTA) 之 二 鈉 鹽 溶 液 滴 定 水 溶 液 , 至 所 有 的 鈣 和 鎂 都 被 螯 合時 , 溶 液 由 酒 紅 色 轉 為 藍 色 , 即 為 滴 定 終 點 。2. 適 用 範 圍本 方 法 可 適 用 於 飲 用 水 、 地 面 水 、 地 下 水 、 家 庭 污 水 及放 流 水 中 硬 度 之 檢 測 。 但 若 水 樣 中 重 金 屬 之 濃 度 高 於 下 述 表3-1 所 列 之 濃 度 值 時 , 則 本 方 法 不 適 用 。 為 避 免 使 用 過 高 量 之EDTA 滴 定 溶 液 , 高 濃 度 之 水 樣 得 稀 釋 後 檢 測 之 。3. 干 擾(1) 有 些 金 屬 離 子 會 使 滴 定 終 點 褪 色 、 不 明 顯 或 消 耗 EDTA,而 造 成 干 擾 。 若 滴 定 前 加 入 特 定 的 抑 制 劑 , 將 可 減 少 此干 擾 。 各 種 抑 制 劑 所 容 許 之 干 擾 物 質 最 大 濃 度 如 表 3-1 所示 , 若 重 金 屬 或 多 磷 酸 鹽 的 濃 度 低 於 表 3-1 所 示 之 濃 度 值時 , 可 選 用 抑 制 劑 Ι 或 Ⅱ 作 為 抑 制 劑 。【 注 意 : 氰 化 鈉( 抑 制 劑 I ) 有 劇 毒 性 , 非 必 要 時 儘 量 以 其 他 抑 制 劑 替代 。 】表 3-1 各 種 抑 制 劑 所 容 許 干 擾 物 質 之 最 大 濃 度 (1)40

干 擾 物 質干 擾 物 質 之 最 大 容 許 濃 度 (mg/L)抑 制 劑 Ⅰ 抑 制 劑 Ⅱ鋁 20 20鋇 ※(2) ※鎘 ※ 20鈷 20 以 上 0.3銅 30 以 上 20鐵 30 以 上 5鉛 ※ 20錳 (Mn 2+ ) ※ 1鎳 20 以 上 0.3鍶 ※ ※鋅 ※ 200多 磷 酸 鹽 10( 1 ).. 以 25 mL 水 樣 稀 釋 至 50 mL 為 例 。( 2 ): 視 本 項 干 擾 物 質 為 硬 度 之 一 部 份 。(2) 懸 浮 或 膠 體 有 機 物 質 也 會 干 擾 滴 定 終 點 , 可 將 25 mL 或 適 量 水 樣 在 水 蒸 氣 浴上 蒸 乾 , 然 後 在 550 ℃ 之 高 溫 爐 中 加 熱 至 有 機 物 質 全 部 被 氧 化 。 將 殘 渣 溶於 20 mL 1 M 鹽 酸 中 , 再 以 適 當 濃 度 之 氫 氧 化 鈉 溶 液 中 和 至 pH 7 , 以 蒸餾 水 稀 釋 至 50 mL, 冷 卻 至 室 溫 , 再 依 步 驟 進 行 檢 測 。(3) 當 pH 值 超 過 某 一 程 度 時 , 可 能 造 成 碳 酸 鈣 或 氫 氧 化 鎂 沈澱 和 滴 定 終 點 之 漂 移 , 使 所 得 的 結 果 偏 低 。 本 方 法 須 將pH 控 制 在 10.0 ± 0.1 , 須 於 加 入 緩 衝 溶 液 後 5 分 鐘 內 完 成 滴定 , 以 減 少 碳 酸 鈣 沈 澱 之 生 成 。4. 設 備41

(1) 高 溫 爐 : 可 加 熱 至 550 ℃ 以 上 者 。(2) 天 平 : 可 精 秤 至 0.1 mg。(3) pH 計 : 可 準 確 至 小 數 點 一 位 。(4) 滴 定 管 。(5) 三 角 燒 瓶 : 250,500 mL 或 其 他 適 當 體 積 者 。5. 試 劑(1) 緩 衝 溶 液( a ) 緩 衝 溶 液 I : 溶 解 16.9 g 氯 化 銨 於 143 mL 濃 氫 氧 化 銨 中 ,加 入 1.25 g EDTA 之 鎂 鹽 , 以 蒸 餾 水 稀 釋 至 250 mL。( b ) 緩 衝 溶 液 Ⅱ : 如 無 EDTA 之 鎂 鹽 , 可 溶 解 1.179 g 含 二 個 結晶 水 之 EDTA 二 鈉 鹽 和 0.780 g 硫 酸 鎂 (MgSO 4 • 7H 2 O) 或 0.644 g 氯化 鎂 (MgCl 2 • 6H 2 O) 於 50 mL 蒸 餾 水 中 , 將 此 溶 液 加 入 含 16.9g 氯 化 銨 和 143 mL 濃 氫 氧 化 銨 之 溶 液 內 , 混 合 後 以 蒸 餾水 稀 釋 至 250 mL 。 緩 衝 溶 液 I 和 Ⅱ 應 儲 存 於 塑 膠 或 硼 矽玻 璃 容 器 內 , 蓋 緊 以 防 止 氨 氣 之 散 失 及 二 氧 化 碳 之 進入 , 保 存 期 限 為 一 個 月 。 當 加 入 1 〜 2 mL 緩 衝 溶 液 於 水樣 中 仍 無 法 使 水 樣 在 滴 定 終 點 之 pH 為 10.0 ± 0.1 時 , 即 應重 新 配 製 該 緩 衝 溶 液 。( C ) 緩 衝 溶 液 Ⅲ: 本 緩 衝 溶 液 較 緩 衝 溶 液 I 無 臭 味 且 穩 定 ,42

但 因 反 應 較 慢 , 無 法 提 供 較 佳 之 滴 定 終 點 。 其 配 製 方 法係 將 55 mL 濃 鹽 酸 與 400 mL 蒸 餾 水 混 合 後 , 在 緩 慢 攪 拌 中加 入 300 mL 2 - 胺 基 乙 醇 ( 2 - aminoethanol), 再 加 入 5.0 g EDTA 之鎂 鹽 , 以 蒸 餾 水 稀 釋 至 1L。(2) 抑 制 劑 : 大 多 數 之 水 樣 不 須 使 用 抑 制 劑 , 若 水 樣 中 含 干 擾之 離 子 時 , 則 須 加 入 適 當 之 抑 制 劑 , 使 滴 定 終 點 之 顏 色變 化 清 楚 而 明 顯 。( a ) 抑 制 劑 I : 以 緩 衝 溶 液 或 適 當 濃 度 之 氫 氧 化 鈉 溶 液 調 整酸 性 水 樣 至 pH7, 加 入 0.250 g 粉 末 狀 之 氰 化 鈉 , 再 加 入 足量 緩 衝 溶 液 以 調 整 pH 至 10.0 ± 0.1。( 注 意 : 氰 化 鈉 有 劇 毒性 , 非 必 要 時 應 儘 量 以 其 他 抑 制 劑 替 代 ; 使 用 時 必 須 特別 小 心 , 並 避 免 加 入 酸 性 溶 液 以 防 劇 毒 性 之 氰 化 氫 揮發 出 來 。 含 氰 化 物 之 廢 液 應 另 外 儲 存 處 理 。( b ) 抑 制 劑 Ⅱ : 溶 解 5.0 g 含 九 個 結 晶 水 之 硫 化 鈉 (Na 2 S • 9H 2 O)或 3.7 g 含 五 個 結 晶 水 之 硫 化 鈉 (Na 2 S • 5H 2 O) 於 100 mL 蒸 餾 水中 。 用 橡 皮 塞 塞 緊 以 防 止 空 氣 進 入 , 因 為 此 抑 制 劑 會 被空 氣 氧 化 而 變 質 。 水 樣 中 如 有 高 濃 度 之 重 金 屬 存 在 時 ,會 與 此 抑 制 劑 形 成 硫 化 物 沈 澱 , 而 使 滴 定 終 點 模 糊 。43

( C ) 1,2 - 環 己 烷 二 胺 基 四 乙 酸 之 鎂 鹽 (Magnesium salt of 1, 2 -cyclohexanediaminetetraacetic acid, 簡 稱 MgCDTA): 每 100 mL 水 樣 加入 0.250 g MgCDTA, 使 其 完 全 溶 解 後 , 才 加 入 緩 衝 溶 液 。 當干 擾 物 質 存 在 且 其 濃 度 會 影 響 滴 定 終 點 , 但 不 會 明 顯增 加 硬 度 之 值 時 , 可 使 用 本 抑 制 劑 替 代 上 述 具 有 毒 性或 臭 味 之 抑 制 劑 。 市 面 上 配 好 之 緩 衝 溶 液 與 抑 制 劑 之混 合 物 亦 可 使 用 , 惟 此 類 混 合 物 須 能 使 水 樣 在 滴 定 時維 持 pH 於 10.0 ± 0.1, 並 且 得 到 明 顯 的 滴 定 終 點 。(3) 指 示 劑 : 很 多 種 指 示 劑 溶 液 已 被 認 同 , 如 果 分 析 者 能 證實 它 們 可 產 生 正 確 值 時 即 可 使 用 。 一 般 而 言 , 指 示 劑 以使 用 少 量 而 且 可 得 到 明 顯 之 滴 定 終 點 為 宜 , 其 最 佳 濃 度則 由 分 析 者 自 行 決 定 。 茲 提 供 幾 種 指 示 劑 供 分 析 者 參考 :( a ) Eriochrome BlackT( 分 析 級 ): 溶 解 0.5 g Eriochrome Black T 於 100 g三 乙 醇 胺 (triethanolamine) 或 2- 甲 氧 基 甲 醇 (2-methoxymethanol)中 , 每 50 mL 被 滴 定 溶 液 中 加 入 2 滴 此 指 示 劑 。( 注 意 : 為減 少 誤 差 , 指 示 劑 宜 於 使 用 前 配 製 )( b ) Calmagite [ 1- ( 1 - hydroxy - 4 - methyl - 2 - phenylazo ) -2 - naphthol- 4 - sulfonic44

acid ]: 溶 解 0.10 g Calmagite 於 100 mL 蒸 餾 水 中 , 此 水 溶 液 呈 穩定 狀 態 , 在 滴 定 終 點 時 , 顏 色 的 改 變 和 Erichrome Black T一 樣 , 且 較 靈 敏 些 。 每 50 mL 被 滴 定 溶 液 加 入 1 mL 此 指 示劑 。(4) EDTA 滴 定 溶 液 , 0.01 M:( a ) 加 入 3.723 g 分 析 試 藥 級 含 二 個 結 晶 水 之 EDTA 二 鈉 鹽 於 少量 蒸 餾 水 中 , 再 以 蒸 餾 水 稀 釋 至 1,000 mL, 並 依 7.、(2) 之 步驟 , 以 標 準 鈣 溶 液 標 定 之 。( b ) EDTA 滴 定 溶 液 能 自 普 通 玻 璃 容 器 中 萃 取 一 些 含 有 硬 度之 陽 離 子 , 因 此 應 貯 存 於 PE 塑 膠 瓶 或 硼 矽 玻 璃 瓶 內 , 並作 定 期 性 之 再 標 定 。(5) 標 準 鈣 溶 液 : 秤 取 1.000 g 一 級 標 準 品 之 無 水 碳 酸 鈣 粉 末 ,放 入 500 mL 三 角 燒 瓶 中 , 緩 緩 加 入 1 + 1 鹽 酸 溶 液 至 所 有 碳酸 鈣 溶 解 。 加 入 200 mL 蒸 餾 水 , 煮 沸 數 分 鐘 以 驅 除 二 氧 化碳 , 冷 卻 後 加 入 幾 滴 甲 基 紅 指 示 劑 , 以 3 M 氯 化 銨 或 1 + 1鹽 酸 溶 液 調 整 至 中 間 橙 色 。 移 入 1 L 量 瓶 中 , 以 蒸 餾 水 沖 洗並 稀 釋 至 刻 度 , 即 得 相 當 於 1 mL 含 有 1.00 mg 碳 酸 鈣 之 標 準鈣 溶 液 。45

(6) 氫 氧 化 鈉 溶 液 , 1 M( 或 其 它 適 當 濃 度 ) 。6. 採 樣 及 保 存取 500 mL 水 樣 , 盛 裝 於 玻 璃 或 塑 膠 瓶 中 , 添 加 硝 酸 使 水樣 之 pH 值 小 於 2.0, 並 於 7 天 內 完 成 分 析 。7. 步 驟(1) 污 水 、 廢 水 及 含 有 懸 浮 固 體 之 水 樣 應 以 硝 酸 — 硫 酸 消 化法 進 行 前 處 理 , 其 步 驟 如 下 :( a ) 水 樣 混 合 均 勻 後 , 取 25 mL 或 適 量 體 積 於 燒 杯 中 。( b ) 加 入 5 mL 濃 硝 酸 和 一 些 沸 石 , 於 加 熱 板 上 加 熱 , 緩 慢 沸騰 , 蒸 發 至 15 〜 20 mL。( C ) 加 入 5 mL 濃 硝 酸 和 10 mL 濃 硫 酸 , 於 加 熱 板 上 蒸 發 至 三 氧化 硫 白 色 濃 煙 發 生 。( d ) 如 溶 液 未 呈 澄 清 , 則 加 入 10 mL 濃 硝 酸 , 重 覆 蒸 發 至 三 氧化 硫 白 煙 發 生 。( e ) 繼 續 加 熱 以 去 除 所 有 硝 酸 ( 可 以 溶 液 呈 澄 清 且 無 棕 色煙 發 生 判 斷 之 )。 在 消 化 過 程 中 , 應 注 意 勿 使 水 樣 完 全蒸 乾 。46

( f ) 冷 卻 後 以 蒸 餾 水 稀 釋 至 50 mL, 加 熱 至 近 乎 沸 騰 , 緩 慢 溶解 可 溶 性 鹽 類 , 必 要 時 以 0.45 μm 孔 徑 之 濾 膜 ( 聚 碳 酸酯 、 醋 酸 纖 維 或 同 等 級 以 上 之 材 質 ) 過 濾 之 , 最 後 定 容至 50 mL, 置 於 三 角 燒 瓶 , 依 下 述 7.、(2) ( b ) 〜 ( g ) 之 步 驟 繼 續進 行 分 析 。(2) 一 般 水 樣 測 定( a ) 取 25 mL 或 適 當 體 積 水 樣 ( EDTA 滴 定 溶 液 之 用 量 不 超 過15 mL 為 宜 ) 置 於 三 角 燒 瓶 或 其 他 適 當 容 器 內 , 以 蒸 餾水 稀 釋 至 50 mL。( b ) 經 消 化 處 理 之 水 樣 或 稀 釋 後 之 水 樣 若 為 酸 性 時 , 應 加入 緩 衝 溶 液 或 適 當 濃 度 之 氫 氧 化 鈉 溶 液 , 將 水 樣 調 整至 約 pH 7.0。( C ) 加 入 1 〜 2 mL 緩 衝 溶 液 , 使 溶 解 之 pH 為 10.0 ± 0.1, 並 於 5分 鐘 內 依 下 述 步 驟 完 成 滴 定 。( d ) 加 入 1 〜 2 滴 指 示 劑 溶 液 或 適 量 乾 燥 粉 末 狀 指 示 劑 。( e ) 慢 慢 加 入 EDTA 滴 定 溶 液 , 並 同 時 攪 拌 之 , 直 至 淡 紅 色 消失 。 當 加 入 最 後 幾 滴 時 , 每 滴 的 間 隔 時 間 約 為 3 至 5秒 , 正 常 的 情 況 下 , 滴 定 終 點 時 溶 液 呈 藍 色 。47

( f ) 滴 定 時 如 無 法 得 到 明 顯 之 滴 定 終 點 顏 色 變 化 , 即 表 示溶 液 中 有 干 擾 物 質 或 者 指 示 劑 已 變 質 , 此 時 需 加 入 適當 之 抑 制 劑 或 重 新 配 製 指 示 劑 。( g ) 最 好 在 日 光 或 日 光 燈 下 滴 定 , 因 普 通 之 白 光 熱 燈 光 會 使藍 色 之 滴 定 終 點 帶 點 紅 色 。(3) 低 硬 度 水 樣 之 滴 定 :( 低 硬 度 水 樣 係 指 經 離 子 交 換 器 之 流出 水 、 其 他 軟 水 或 低 硬 度 之 自 然 水 , 亦 即 硬 度 低 於 5 mg/L者 。 )( a ) 取 100 至 1,000 mL 水 樣 , 置 於 三 角 燒 瓶 或 其 他 容 器 。 依 比例 加 入 較 大 量 之 緩 衝 溶 液 、 抑 制 劑 及 指 示 劑 。( b ) 使 用 一 微 量 滴 管 慢 慢 加 入 EDTA 滴 定 溶 液 滴 定 之 。 並 同時 以 同 體 積 之 蒸 餾 水 , 進 行 空 白 試 驗 。8. 結 果 處 理硬 度 ( 以 碳 酸 鈣 表 示 ,mg/L)=A×B ×1, 000VA: 水 樣 滴 定 時 所 用 EDTA 溶 液 體 積 扣 除 空 白 分 析 所 用 EDTA溶 液 體 積 (mL) 。B:1.00mL EDTA 滴 定 溶 液 所 對 應 之 碳 酸 鈣 毫 克 數 =碳 酸 鈣 標 準 溶 液 濃 度 ( mg / L)× 滴 定 之 碳 酸 鈣 標 準 溶 液 體 積 ( mL)滴 定 碳 酸 鈣 標 準 溶 液 所 使 用 之 EDTA溶 液 體 積 ( mL)× 1,00048

V: 水 樣 體 積 (mL)3.4.2 水 中 餘 氯 分 析 方 法 - 分 光 光 度 計 /DPD 法1. 方 法 概 要水 樣 加 入 磷 酸 緩 衝 液 溶 和 N , N- 二 乙 基 - 對 - 苯 二 胺( N,N-Diethy1-p-phenylenediamine, 簡 稱 DPD) 顯 色 劑 之 後 , 水 中 自由 餘 氯 會 將 DPD 氧 化 , 使 溶 液 轉 變 為 紅 色 , 立 即 以 分 光 光度 計 在 波 長 515 nm( 或 其 他 特 定 波 長 ) 處 測 其 吸 光 度 。 若 於前 述 反 應 溶 液 中 再 加 入 多 量 碘 化 鉀 , 則 水 中 結 合 餘 氯 會 將碘 化 鉀 氧 化 而 釋 出 碘 , 碘 再 氧 化 DPD 使 紅 色 溶 液 之 顏 色 加深 , 再 以 分 光 光 度 計 在 波 長 515 nm( 或 其 他 特 定 波 長 ) 處 測其 吸 光 度 。 由 同 一 檢 量 線 分 別 求 得 自 由 餘 氯 和 總 餘 氯 之 濃度 , 二 者 之 差 即 為 結 合 餘 氯 之 濃 度 。2. 適 用 範 圍本 方 法 可 適 用 於 飲 用 水 、 自 來 水 、 河 川 水 、 家 庭 污 水 及 經處 理 之 放 流 水 中 餘 氯 之 測 定 。 飲 用 水 及 自 來 水 之 最 低 可 偵 測 濃度 大 約 相 當 於 10μg/L 之 氯 ; 自 然 水 及 經 處 理 之 水 之 適 用 濃 度 範圍 約 0.2 至 4 mg/L。 有 關 總 餘 氯 之 測 定 , 本 方 法 適 用 之 最 高 濃 度 為 4mg/L, 若 總 餘 氯 大 於 4 mg/L 時 , 則 水 樣 應 予 稀 釋 。3. 干 擾49

(1) 錳 的 氧 化 物 會 影 響 自 由 餘 氯 和 總 餘 氯 之 測 定 , 此 項 干 擾可 由 下 列 步 驟 校 正 :( a ) 置 5mL 磷 酸 鹽 緩 衝 溶 液 和 0.5mL 亞 砷 酸 鈉 ( Sodium arsenite,NaAsO 2 ) 溶 液 於 三 角 燒 瓶 中 , 加 入 100 mL 水 樣 , 混 合 均勻 。( b ) 續 加 入 5 mL DPD 顯 色 劑 , 混 合 後 以 分 光 光 度 計 在 波 長 515nm( 或 其 他 特 定 波 長 ) 處 測 其 吸 光 度 。( C ) 自 由 餘 氯 和 總 餘 氯 測 得 吸 光 度 應 分 別 扣 除 本 項 干 擾 之吸 光 度 。(2) 溴 和 碘 會 影 響 自 由 餘 氯 和 總 餘 氯 之 測 定 , 此 項 干 擾 可 由下 列 步 驟 校 正 :( a ) 溶 液 Ⅰ: 取 5 mL 甘 胺 酸 ( Glycine) 溶 液 加 入 100mL 水 樣 中 。( b ) 溶 液 Ⅱ: 置 5 mL 磷 酸 鹽 緩 衝 溶 液 和 5 mL DPD 顯 色 劑 於 三 角燒 瓶 中 , 混 合 均 勻 。( C ) 溶 液 Ⅰ 加 入 溶 液 Ⅱ 中 , 混 合 後 以 分 光 光 度 計 在 波 長 515 nm( 或 其 他 特 定 波 長 ) 處 測 其 吸 光 度 。( d ) 自 由 餘 氯 和 總 餘 氯 測 得 吸 光 度 應 分 別 扣 除 本 項 干 擾 之 吸光 度 。(3) 高 濃 度 結 合 餘 氯 會 干 擾 自 由 餘 氯 測 定 , 若 水 樣 中 結 合 餘氯 濃 度 大 於 0.5 mg/L 時 , 在 100 mL 水 樣 中 , 可 添 加 0.5 mL 0.25 %硫 代 乙 醯 胺 ( Thioacetamide,CH 3 CSNH 2 ) , 以 減 少 干 擾 。(4) 由 於 微 量 之 碘 化 物 即 能 顯 著 增 加 氯 胺 ( Chloroamines) 對 自 由 餘氯 測 定 的 干 擾 , 而 測 定 總 餘 氯 時 , 常 需 使 用 高 濃 度 之 碘 化物 , 因 此 , 玻 璃 器 皿 必 須 洗 濯 乾 淨 以 避 免 碘 化 物 的 污 染 。50

(5) 銅 會 干 擾 餘 氯 之 測 定 , 當 銅 濃 度 小 於 或 等 於 10 mg/L 時 , 可於 試 劑 中 加 入 乙 烯 二 胺 四 乙 酸 ( Ethylenediamine - tetraacetic acid, 簡稱 EDTA) 以 消 除 銅 的 干 擾 。 同 時 EDTA 可 減 緩 DPD 顯 色 劑 因氧 化 而 變 質 , 因 此 可 增 強 DPD 顯 色 劑 的 穩 定 性 。 EDTA 亦 可預 防 微 量 金 屬 的 催 化 作 用 , 以 減 少 溶 氧 所 造 成 的 誤 差 。(6) 微 量 之 濁 度 及 色 度 亦 會 干 擾 測 定 值 , 可 先 以 樣 品 將 其 吸 光度 歸 零 校 正 之 。(7) 鉻 酸 鹽 亦 會 影 響 自 由 餘 氯 和 總 餘 氯 之 測 定 , 此 項 干 擾 可 依下 列 步 驟 校 正 :( a ) 溶 液 Ⅰ: 取 0.5 mL 硫 代 乙 醯 胺 溶 液 於 100 mL 水 樣 中 , 混 合 均勻 。( b ) 溶 液 Ⅱ: 置 5 mL 磷 酸 鹽 緩 衝 溶 液 和 5 mL DPD 顯 色 劑 於 三 角燒 瓶 中 , 混 合 均 勻 。( C ) 溶 液 Ⅰ 加 入 溶 液 Ⅱ 中 , 混 合 後 以 分 光 光 度 計 在 波 長 515 nm( 或 其 他 特 定 波 長 ) 處 測 其 吸 光 度 。 水 樣 之 自 由 餘 氯 吸光 度 應 扣 除 本 項 干 擾 之 吸 光 度 。( d ) 上 述 測 定 液 倒 回 三 角 燒 瓶 , 加 入 碘 化 鉀 晶 體 約 0.1 g, 靜 置2 分 鐘 。( e ) 以 分 光 光 度 計 在 波 長 515 nm( 或 其 他 特 定 波 長 ) 處 測 其 吸 光度 。 水 樣 之 總 餘 氯 吸 光 度 應 扣 除 本 項 干 擾 之 吸 光 度 。4. 設 備(1) 分 光 光 度 計 : 使 用 波 長 515 nm( 或 其 他 特 定 波 長 ) , 樣 品槽 之 光 徑 等 於 或 大 於 1 cm。51

(2) 分 析 天 平 : 可 精 稱 至 0.1 mg。(3) 三 角 燒 瓶 : 250mL。5. 試 劑(1) 磷 酸 鹽 緩 衝 溶 液 : 溶 解 24g 無 水 磷 酸 氫 二 鈉 (Na 2 HPO 4 ) 及 46g 無 水 磷 酸 二 氫 鉀 (KH 2 PO 4 ) 於 蒸 餾 水 中 , 再 與 含 800 mg EDTA二 鈉 鹽 之 100 mL 蒸 餾 水 混 合 , 以 蒸 餾 水 定 容 至 1 L。 加 入 20mg 氯 化 汞 以 預 防 黴 菌 生 長 和 自 由 餘 氯 測 定 時 因 微 量 的碘 化 物 所 造 成 干 擾 。 ( 注 意 : 氯 化 汞 有 毒 , 應 小 心 使 用 , 避 免攝 入 。(2) 二 苯 基 胺 磺 酸 鋇 ( Barium diphenylamine sulfonate ,(C 6 H 5 NHC 6 H 4 -4-SO 3 ) 2 Ba) 指 示 劑 , 0.1 % : 溶 解 0.1 g 二 苯 基 胺 磺酸 鋇 於 蒸 餾 水 中 , 定 容 至 100 mL。(3) 硫 酸 溶 液 (1+3): 緩 緩 加 入 一 份 濃 硫 酸 於 三 份 蒸 餾 水 中 。(4) 硫 酸 溶 液 (1+5): 緩 緩 加 入 一 份 濃 硫 酸 於 五 份 蒸 餾 水 中 。(5)DPD 顯 色 劑 : 溶 解 1.0 g DPD 草 酸 鹽 ( DPD Oxalate ) 或 1.5 g 含 五個 結 晶 水 之 DPD 硫 酸 鹽 ( DPD sulfate pentahydrate) 或 1.1 g 無 水DPD 硫 酸 鹽 ( anhydrous DPD sulfate) 於 含 8 mL 1+3 硫 酸 溶 液 及200 mg EDTA 二 鈉 鹽 之 蒸 餾 水 中 , 並 定 容 至 1 L。 儲 存 於 有玻 璃 蓋 的 棕 色 瓶 中 , 於 暗 處 冷 藏 之 。 定 期 檢 查 該 溶 液 在波 長 515 nm( 或 特 定 波 長 ) 之 吸 光 度 , 當 吸 光 度 大 於 0.002/cm或 溶 液 褪 色 時 , 即 應 重 新 配 製 。 市 面 上 已 有 磷 酸 鹽 緩 衝劑 與 DPD 硫 酸 鹽 顯 色 劑 之 混 合 劑 粉 狀 成 品 , 亦 可 使 用 。( 注 意 : DPD 草 酸 鹽 有 毒 , 應 小 心 使 用 , 避 免 攝 入 ) 。52

(6) 重 鉻 酸 鉀 溶 液 , 0.0025 N( 0.000417 M): 溶 解 122.6 mg 一 級 標 準品 級 ( 99.9 % 以 上 ) 之 無 水 重 鉻 酸 鉀 於 蒸 餾 水 , 定 容 至 1L。(7) 硫 酸 亞 鐵 銨 ( Ferrous ammonium sulfate, 簡 稱 FAS) 溶 液 , 0.00025 N( 0.00025 M) : 溶 解 97.5 mg 一 級 標 準 品 級 之 Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 •6H 2 O 於 含 1mL 1+3 硫 酸 溶 液 之 蒸 餾 水 中 , 以 煮 沸 且 剛 冷 卻之 蒸 餾 水 定 容 至 1 L。 此 溶 液 可 保 存 一 個 月 , 使 用 前 以0.0025 N 重 鉻 酸 鉀 溶 液 標 定 , 標 定 方 法 如 下 述 : 添 加 10 mL1+ 5 硫 酸 溶 液 、 5 mL 濃 磷 酸 及 2 mL 0.1 % 二 苯 基 胺 磺 酸 鋇指 示 劑 於 100 mL 之 0.00025 N FAS 溶 液 中 , 以 0.0025 N 重 鉻 酸鉀 溶 液 滴 定 至 紫 色 終 點 ( 至 少 持 續 30 秒 ) 。0.0025× 重 鉻 酸 鉀 滴 定 溶 液 消 耗 之 體 積 ( mL)FAS 溶 液 當 量 濃 (N)=100(8) 碘 化 鉀 晶 體 。(9) 亞 砷 酸 鈉 溶 液 : 溶 解 5.0 g 亞 砷 酸 鈉 於 蒸 餾 水 中 , 定 容 至 1L。 ( 注 意 : 亞 砷 酸 鈉 有 毒 , 應 小 心 使 用 , 避 免 攝 入 。(10) 硫 代 乙 醯 胺 溶 液 : 溶 解 250 mg 硫 代 乙 醯 胺 於 蒸 餾 水 中 , 定容 至 100 mL。 ( 注 意 : 硫 代 乙 醯 胺 可 能 是 致 癌 劑 , 應 小 心使 用 , 避 免 皮 膚 接 觸 或 攝 入 。 )(11) 甘 胺 酸 溶 液 : 溶 解 20g 甘 胺 酸 於 蒸 餾 水 中 , 定 容 至 100 mL,冷 藏 保 存 之 , 若 產 生 陰 暗 色 澤 時 , 即 應 丟 棄 。(12) 高 錳 酸 鉀 儲 備 溶 液 , 891 mg/ L: 溶 解 891 mg 高 錳 酸 鉀 於 蒸餾 水 中 , 定 容 至 1 L。53

6. 採 樣 與 保 存採 集 500 mL 以 上 之 水 樣 , 盛 裝 於 玻 璃 或 塑 膠 瓶 中 , 立 刻 於現 場 測 定 之 。7. 步 驟(1) 檢 量 線 製 備( a ) 取 10.0mL 891mg/L 之 高 錳 酸 鉀 儲 備 標 準 溶 液 , 以 蒸 餾 水 稀 釋至 100 mL。 取 0.1 至 8 mL 前 述 稀 釋 液 , 再 以 蒸 餾 水 稀 釋 至 200mL, 配 成 一 系 列 高 錳 酸 鉀 標 準 溶 液 , 其 濃 度 範 圍 約 為0.0446 至 3.56 mg/L 之 高 錳 酸 鉀 , 大 約 相 當 於 0.05 至 4 mg/L 之氯 原 子 。( b ) 於 250 mL 三 角 燒 瓶 中 , 依 次 加 入 5 mL 磷 酸 鹽 緩 衝 溶 液 、5 mLDPD 顯 色 劑 及 7、(1)( a ). 所 配 製 高 錳 酸 鉀 標 準 溶 液 100 mL, 使均 勻 混 合 並 顯 色 , 以 分 光 光 度 計 在 波 長 515 nm( 或 其 他 波長 ) 處 測 其 吸 光 度 。( C ) 將 測 定 液 倒 回 三 角 燒 瓶 中 , 立 即 以 0.00025N FAS 溶 液 滴 定 至紅 色 消 失 , 計 算 相 當 於 氯 原 子 之 濃 度 ( mg/L)。 以 吸 光 度對 應 相 當 於 氯 原 子 之 濃 度 (mg/L) , 製 備 檢 量 線 。 相 當 氯 原子 之 濃 度 (mg/L)=(2) 水 樣 測 定FAS 當 量 濃 度 ( N)× FAS體 積 ( mL)158× ×100( mL)51× 1,0000.891( a ) 自 由 餘 氯 測 定 : 分 別 取 5 mL 磷 酸 鹽 緩 衝 溶 液 及 5 mL DPD 顯色 劑 於 250 mL 三 角 燒 瓶 中 , 加 入 100 mL 水 樣 , 使 均 勻 混54

合 , 立 即 以 分 光 光 度 計 在 波 長 515 nm 處 測 其 吸 光 度 。( b ) 總 餘 氯 測 定 : 繼 續 上 述 步 驟 , 將 樣 品 槽 之 測 定 液 倒 回 三角 燒 瓶 中 , 加 入 碘 化 鉀 晶 體 約 0.1 g, 靜 置 2 分 鐘 之 後 , 以分 光 光 度 計 在 波 長 515nm 處 測 其 吸 光 度 。( C ) 上 述 自 由 餘 氯 及 總 餘 氯 之 檢 驗 步 驟 , 係 以 100 mL 水 樣 為 基 準 , 若樣 品 體 積 增 減 時 , 應 依 比 例 調 整 試 劑 量 。 當 總 餘 氯 超 過 4mg/L 時 , 必 須 以 蒸 餾 水 稀 釋 樣 品 , 再 重 複 7 、(2) 之 操 作 步驟 。( d ) 若 發 現 或 懷 疑 有 3、( 1) 〜( 7 ) 所 述 之 干 擾 現 象 , 則 依 其說 明 之 步 驟 校 正 之 。8. 結 果 處 理經 分 光 光 度 計 測 得 之 吸 光 度 藉 由 檢 量 線 可 求 得 相 當 於 氯原 子 之 濃 度 。 各 種 餘 氯 之 計 算 公 式 如 下 :總 餘 氯 或 自 由 餘 氯 (mg/L) 之 氯 原 子= 由 檢 量 線 求 得 相 當 於 氯 原 子 之 濃 度 (mg/L)× 稀 釋 倍 數結 合 餘 氯 = 總 餘 氯 - 自 由 餘 氯檢 測 報 告 中 應 註 明 檢 測 之 餘 氯 種 類 。3.4.3 水 中 氨 氮 檢 測 方 法 -納 氏 比 色 法一 、 方 法 概 要55

水 樣 以 鹼 液 及 硼 酸 鹽 緩 衝 溶 液 調 整 pH 值 至 9.5, 加 入 去 氯 試 劑 後 ,經 蒸 餾 並 以 硼 酸 溶 液 吸 收 蒸 出 液 , 最 後 以 納 氏 試 劑 呈 色 , 以 分 光 光 度 計於 425 nm 波 長 處 測 其 吸 光 度 而 定 量 之 。二 、 適 用 範 圍本 方 法 適 用 於 飲 用 水 、 地 面 水 、 地 下 水 及 廢 污 水 中 氨 氮 之 檢 驗 ,適 用 範 圍 為 0.05 至 1.0 mg/L。三 、 干 擾( 一 ) 鹼 性 化 合 物 如 聯 胺 (hydrazine) 及 其 他 揮 發 性 胺 類 , 於蒸 餾 時 會 隨 氨 餾 出 , 而 這 些 胺 類 會 使 納 氏 試 劑 呈 混 濁 現象 。( 二 ) 揮 發 性 物 質 如 酮 、 醛 與 醇 類 等 在 比 色 法 中 會 產 生 干 擾 ,在 蒸 餾 之 前 , 先 調 整 pH 值 為 2 至 3, 煮 沸 去 除 如 甲醛 等 揮 發 性 物 質 之 干 擾 後 , 再 進 行 蒸 餾 。( 三 ) 採 樣 時 先 加 入 硫 酸 , 使 水 樣 pH 小 於 2.0, 可 避 免 有 機 氮轉 化 成 氨 。56

四 、 設 備本 方 法 所 使 用 之 器 皿 , 均 應 經 試 劑 水 ( 調 整 pH 值 為 9.5)清 洗 , 以 去 除 殘 餘 之 氨 氮 。( 一 ) pH 計 。( 二 ) 蒸 餾 裝 置 : 至 少 1000mL, 玻 璃 製 , 接 口 處 則 以 磨砂 口 銜 接 。( 三 ) 加 熱 裝 置 :1000mL 型 加 熱 包 。( 四 ) 分 光 光 度 計 : 使 用 波 長 425±1nm,1cm 或 較 長 之 樣品 槽 。( 五 ) 分 析 天 平 : 可 精 秤 至 0.1mg。五 、 試 劑( 一 ) 試 劑 水 : 去 離 子 蒸 餾 水 或 將 1L 之 蒸 餾 水 加 入 0.2 mL 6M氫 氧 化 鈉 溶 液 , 再 蒸 餾 收 集 蒸 出 液 。 試 劑 水 應 於 使 用 前 製備 。( 二 ) 硼 酸 鹽 緩 衝 溶 液 : 加 88mL0.1M 氫 氧 化 鈉 溶 液 於 500mL0. 025M 四 硼 酸 鈉 溶 液 (Na2B4O7 5.0g/L 或 Na2B4O7•10H2O 9.5g/L), 以 試 劑 水 稀 釋 至 1L。57

( 三 ) 硼 酸 吸 收 溶 液 : 溶 解 20g 硼 酸 (H3BO3 ) 於 試 劑 水 , 稀 釋 至1L。( 四 ) 氫 氧 化 鈉 溶 液 6M: 溶 解 240g 氫 氧 化 鈉 於 試 劑 水 , 稀 釋 至1L。( 五 ) 納 氏 試 劑 (Nessler reagent): 溶 解 160g 氫 氧 化 鈉 於 500mL試 劑 水 , 冷 卻 之 , 另 溶 解 100g 碘 化 汞 (HgI 2 y 與 70g 碘 化鉀 於 少 量 試 劑 水 , 混 合 後 緩 慢 加 入 氫 氧 化 鈉 溶 液 中 , 並 攪拌 均 勻 , 稀 釋 至 1L 如 溶 液 有 混 濁 現 象 , 則 以 玻 璃 纖 維 濾 紙過 濾 , 貯 存 於 棕 色 玻 璃 瓶 。( 六 ) 氨 氮 儲 備 溶 液 : 在 1000mL 量 瓶 內 , 溶 解 經 烘 乾 後 之3.819g 試 藥 級 之 無 水 氯 化 銨 於 試 劑 , 稀 釋 至 刻 度 ,1.00mL=1.00mg 氨 氮 。( 七 ) 氨 氮 標 準 溶 液 : 取 10.0mL 氨 氮 儲 備 溶 液 至 1000mL 量瓶 內 , 稀 釋 至 刻 度 ,1.00mL=10.00μg 氨 氮 。( 八 ) 去 氯 試 劑 : 於 100mL 量 瓶 中 溶 解 3.5g 硫 代 硫 酸 鈉(Na2S2O3•5H2O ) 於 試 劑 水 中 , 並 稀 釋 至 刻 度 。( 九 ) 沸 石 : 以 分 子 篩 沸 石 效 果 較 佳 , 需 於 使 用 前 , 連 同 清洗 蒸 餾 裝 置 時 一 同 清 洗 。58

六 、 採 樣 與 保 存( 一 ) 採 樣1. 使 用 清 潔 並 經 試 劑 水 清 洗 過 之 塑 膠 瓶 或 玻 璃 瓶 。 在 取 樣 前 ,採 樣 瓶 要 用 擬 採 集 之 水 樣 洗 滌 二 至 三 。2. 若 水 樣 含 有 餘 氯 , 則 應 於 採 集 現 場 加 入 去 氯 試 劑 。( 二 ) 保 存1. 樣 品 之 運 送 及 保 存 須 在 4℃ 以 下 之 暗 處 進 行 。2. 樣 品 需 先 加 入 濃 硫 酸 調 整 pH < 2.0, 在 此 條 件 下 樣 品可 保 存 七 天 。七 、 步 驟( 一 ) 檢 量 線 製 備1. 取 50.0 mL 試 劑 水 , 加 入 2.0mL 納 氏 試 劑 , 以 此 溶 液 將 分 光光 度 計 於 波 長 425nm 處 歸 零 。2. 取 氨 氮 標 準 溶 液 ( 10.00 μ g/ mL) 0.00、 1.00、 2.00、3.00、 4.00、5.00mL 稀 釋 至 50.0mL。3. 加 入 2.0 mL 納 氏 試 劑 , 混 合 均 勻 , 靜 置 20 分 鐘 後 , 以 分 光59

光 度 計 在 波 長 425nm 處 , 讀 取 吸 光 度 。 繪 製 吸 光 度 - 氨 氮含 量 ( μg) 之 檢 量 線 。( 二 ) 樣 品 檢 測1. 取 500mL 試 劑 水 , 於 燒 杯 中 , 加 入 20mL 硼 酸 鹽 緩 衝 溶 液 , 以6M 氫 氧 化 鈉 溶 液 調 整 pH 至 9.5 後 , 移 入 蒸 餾 瓶 , 加 數 粒 沸 石 ,加 熱 , 蒸 餾 直 至 蒸 出 液 以 納 氏 法 試 驗 無 氨 氮 為 止 , 保 留 沸 石 於燒 瓶 中 , 倒 出 殘 留 溶 液 , 捨 棄 之 。2. 於 經 上 述 處 理 之 蒸 餾 瓶 中 , 加 入 25 mL 硼 酸 鹽 緩 衝 溶 液 及 4mL去 氯 試 劑 , 再 加 入 500mL 水 樣 , 並 以 6M 氫 氧 化 鈉 溶 液 調 整pH 值 至 9.5。3. 以 每 分 鐘 6〜 10mL 速 率 蒸 餾 , 收 集 蒸 出 液 於 內 置 50mL 硼 酸吸 收 液 之 500 mL 三 角 錐 瓶 , 保 持 蒸 出 液 滴 出 口 在 吸 收 溶 液 之液 面 下 2 公 分 , 收 集 蒸 出 液 300mL, 以 蒸 餾 水 稀 釋 至 500mL。4. 取 50 mL 蒸 出 液 或 適 當 量 蒸 出 液 稀 釋 至 50 mL, 按 七 、 步 驟( 一 )3. 操 作 , 由 檢 量 線 求 得 氨 氮 含 量 (μ g) 。八 、 計 算氨 氮 濃 度 (mg/L)=檢 量 線 求 得 氨 氮 濃 度 ( µ g)比 色 用 蒸 出 液 體 積 ( mL)60

3.4.4 水 中 總 酚 檢 測 方 法 -分 光 光 度 計 法一 、 方 法 概 要本 方 法 係 將 水 樣 蒸 餾 後 , 調 整 其 pH 值 在 9.8 至 10.2 之 間 ,再 使 之 和 4 - 胺 基 安 替 比 林 (4- Aminoantipyrine ) 與 鐵 氰 化 鉀 作 用 , 形成 有 顏 色 之 安 替 林 (Antipyrine), 經 氯 仿 萃 取 後 , 以 分 光 光 度 計 在 460 nm波 長 處 測 其 吸 光 度 定 量 之 。二 、 適 用 範 圍本 方 法 適 用 於 放 流 水 及 地 面 水 體 中 總 酚 之 檢 驗 , 適 用 範 圍 為 5.0至 1000μg/L。三 、 干 擾本 方 法 受 樣 品 中 氧 化 性 物 質 、 還 原 性 物 質 、 金 屬 離 子 、 油 及 焦 油 類等 干 擾 , 但 大 致 上 可 以 蒸 餾 方 式 除 去 大 部 份 之 干 擾 物 質 。四 、 設 備61

( 一 ) 分 光 光 度 計 : 使 用 波 長 460 nm ±1 nm。( 二 ) 電 熱 包 附 可 控 制 溫 度 開 關 。( 三 )pH 計 。( 四 ) 蒸 餾 設 備 。( 五 ) 分 析 天 平 : 可 精 秤 至 0.1 mg。( 六 ) 移 液 管 :5mL、10mL、20mL、30mL、40mL、50mL。五 、 試 劑( 一 ) 試 劑 水 : 去 離 子 蒸 餾 水 。( 二 ) 無 水 硫 酸 鈉 : 殘 量 級 。( 三 ) 濃 氨 水 ( 25% ): 殘 量 級 。( 四 ) 三 氯 甲 烷 ( 氯 仿 ): 殘 量 級 。( 五 ) 磷 酸 溶 液 ( 1+9 ): 取 10 mL 85 % 之 磷 酸 以 試 劑 水 稀 釋至 100 mL, 混 勻 備 用 。( 六 ) 鐵 氰 化 鉀 溶 液 ( 80 g/L ): 溶 解 8.00 g 之 鐵 氰 化 鉀 於 100 mL之 試 劑 水 中 。( 七 ) 4 - 胺 基 安 替 比 林 溶 液 ( 20 g/L ): 溶 解 2.00 g 之4 - 氨 基 安 替 比 林 於 100 mL 之 試 劑 水 中 , 需 於 分 析 時 配 製 。62

( 八 ) 氯 化 銨 溶 液( 20g/L ): 溶 解 20.00 g 之 氯 化 銨 , 於 1 L 試 劑 水 中 。( 九 ) 酚 標 準 溶 液 :1. 酚 儲 備 溶 液 : 溶 解 1.000 g 之 酚 ( 純 度 99.5 % 以 上 ) 於 經煮 沸 後 冷 卻 之 試 劑 水 中 , 並 用 此 水 稀 釋 至 1 L; 此 溶 液 1.00mL相 當 於 1.00 mg 酚 。( 此 液 需 每 月 製 備 ) 酚 中 間 溶 液 : 取 儲 備溶 液 10.0 mL, 再 以 煮 沸 冷 卻 之 試 劑 水 稀 釋 至 1000 mL; 此 溶液 1.00 mL 相 當 於 10.0μg 酚 。( 此 溶 液 每 天 製 備 )2. 酚 標 準 溶 液 : 取 50.0 mL 之 中 間 溶 液 , 再 用 經 煮 沸 冷 卻 之 試劑 水 稀 釋 至 500 mL; 此 溶 液 1.00 mL 相 當 於 1.00 μg 酚 。( 此 溶 液 需 於 測 定 前 兩 小 時 內 製 備 )六 、 採 樣 與 保 存採 集 至 少 1L 之 水 樣 於 可 密 封 之 棕 色 玻 璃 瓶 內 , 並 添 加 硫 酸 使 其pH 值 2 並 於 暗 處 4 ℃ 冷 藏 , 最 長 保 存 期 限 為 7 日 。63

瓶 內 , 再 利 用 pH 計 及 磷 酸 水 溶 液 ( 1+9 ) 調 整 pH 至 4 左 右 。2. 將 上 述 之 樣 品 移 入 1 L 之 蒸 餾 瓶 內 , 添 加 少 許 之 沸 石 後 , 連接 冷 凝 管 及 有 刻 度 之 500 mL 錐 形 接 收 瓶 後 開 始 蒸 餾 。3. 樣 品 蒸 出 約 450 mL 時 暫 時 停 止 蒸 餾 , 待 沸 騰 停 止 後 , 加 入 50 mL之 試 劑 水 , 再 繼 續 蒸 餾 至 蒸 出 液 為 500 mL 為 止 。4. 假 如 蒸 出 液 有 混 濁 現 象 , 可 進 行 第 二 次 蒸 餾 。 先 以 磷 酸 溶 液 ( 1+9 )酸 化 其 混 濁 液 至 pH 為 4, 再 依 七 、( 二 )2.〜 3. 蒸 餾 一 次 。5. 取 蒸 出 液 500 mL 或 適 量 之 蒸 出 液 ( 其 酚 類 化 合 物 之 含 量 不 超 過50μg/L) 操 作 使 其 呈 色 後 , 以 分 光 光 度 計 於 波 長 460 nm 處 測 其 吸光 並 由 檢 量 線 求 出 濃 度 。八 、 結 果 處 理樣 品 中 所 含 總 酚 化 合 物 之 量 可 以 下 式 計 算 之 :檢 量 線 求 得 酚 類 含 量 ( mg ) ×原 水 樣 體 積 ( mL)總 酚 濃 度 (mg/L)= 1000( mL / L)3.4.5 水 中 葉 綠 素 a 檢 測 方 法 -65

丙 酮 萃 取 法一 、 方 法 概 要水 樣 經 過 濾 後 , 以 90 % 丙 酮 溶 液 萃 取 其 中 之 葉 綠 素 a, 再 以 分 光光 度 計 測 得 萃 取 液 之 吸 光 值 , 最 後 依 吸 光 值 計 算 水 樣 中 葉 綠 素 a 含 量 。二 、 適 用 範 圍本 方 法 適 用 於 池 、 河 、 湖 泊 、 水 庫 及 海 域 等 水 中 浮 游 植 物 所 含 葉 綠素 之 檢 測 。三 、 干 擾( 一 ) 葉 綠 素 a 之 分 解 產 物 , 如 脫 鎂 葉 綠 素 (Pheophytins) 及 脫鎂 葉 綠 甲 酯 一 酸 (Pheophorbides), 因 其 吸 收 波 長 與 葉 綠素 a 相 同 會 產 生 之 干 擾 。( 二 ) 浮 游 植 物 內 之 其 他 色 素 , 如 葉 綠 素 b、c、 葉 黃 素(Xanthophyll)、 藻 膽 色 素 (Phycobilins) 及 類 胡 蘿 蔔 素( Carotenoids) 等 會 產 生 干 擾 。( 三 ) 樣 品 具 濁 度 時 會 產 生 干 擾 。66

四 、 設 備( 一 ) 分 析 天 秤 : 能 精 稱 至 0.1g。( 二 ) 組 織 研 磨 器 。( 三 ) 離 心 機 。( 四 ) 離 心 管 :10 mL, 具 螺 紋 蓋 。( 五 ) 分 光 光 度 計 : 頻 寬 (band width) 在 0.5 至 2.0nm 。( 六 ) 過 濾 裝 置 。( 七 ) 抽 氣 幫 浦 。( 八 ) 濾 膜 :0.45μm 孔 徑 之 丙 酮 不 溶 性 材 質 濾 膜 , 直 徑 為47 mm 或 其 他 尺 寸 。 ( 如 polypropylene, Nylon,Polyester membranes )( 九 ) 定 量 瓶 :100 mL。( 十 ) 移 液 管 :10 mL。( 十 一 ) 採 樣 瓶 :500 mL 塑 膠 瓶 。( 十 二 ) 鑷 子 。( 十 三 ) 酸 鹼 度 計 。67

五 、 試 劑( 一 ) 飽 和 碳 酸 鎂 溶 液 : 將 1.0 g 細 粉 狀 碳 酸 鎂 加 入 100mL 蒸 餾 水 中 。( 二 )90% 丙 酮 溶 液 : 將 試 藥 級 之 丙 酮 與 飽 和 碳 酸 鎂 溶 液 以 90:10 之體 積 比 混 合 。( 三 ) 葉 綠 素 a 標 準 品 。六 、 採 樣 及 保 存( 一 ) 視 水 中 浮 游 植 物 密 度 採 取 代 表 性 水 樣 約 50 至 1500 mL, 並 記 錄使 用 水 樣 體 積 及 pH。( 二 ) 採 樣 後 立 即 放 置 暗 處 密 封 , 以 4 ℃ 冷 藏 方 式 保 存 , 期 限 不 得 超 過24 小 時 。( 三 ) 以 幫 浦 過 濾 水 樣 於 濾 膜 上 。( 四 ) 過 濾 後 之 樣 品 亦 可 用 冷 凍 方 式 保 存 , 期 限 不 得 超 過 三 星 期 。七 、 步 驟( 一 ) 萃 取 葉 綠 素 a1. 將 過 濾 後 之 濾 膜 放 入 組 織 研 磨 器 中 , 並 加 入 至 3 mL 90 % 丙 酮溶 液 , 再 以 500 rpm 研 磨 1 分 鐘 。68

於 1, 而 引 起 有 機 碳 氧 化 緩 慢 且 不 完 全( 二 ) 混 濁 之 水 樣 會 使 其 所 接 收 之 紫 外 光 強 度 降 低 , 而 使 有 機 碳 之氧 化 緩 慢 或 不 完 全 。 較 大 之 有 機 顆 粒 或 較 複 雜 之 分 子 ( 如 單寧 、 木 質 素 及 腐 植 酸 等 ) 被 過 氧 焦 硫 酸 鹽 溶 液 氧 化 之 速 率 會較 緩 慢 。( 三 ) 水 樣 中 若 含 有 大 量 氯 鹽 時 , 將 與 過 氧 焦 硫 酸 鹽 溶 液 作 用 , 而減 緩 有 機 碳 之 氧 化 速 率 。 當 氯 鹽 之 濃 度 大 於 0.1% 時 , 有 機碳 之 氧 化 作 用 將 無 法 進 行 ; 此 時 , 可 加 入 硝 酸 汞 以 去 除 干 擾 。( 四 ) 當 檢 測 濃 度 小 於 1 mg/L 時 , 在 採 樣 、 處 理 水 樣 和 分 析 過 程都 需 很 小 心 , 以 降 低 干 擾 物 的 來 源 。( 五 ) 當 水 樣 中 所 含 有 機 碳 的 顆 粒 太 大 , 無 法 由 注 射 器 注 入 分 析 儀時 , 可 能 會 使 所 得 的 值 偏 低 。四 、 設 備( 一 ) 總 有 機 碳 分 析 儀 : 附 有 紫 外 光 照 射 燈 及 二 氧 化 碳 分 析 儀 。( 二 ) 注 射 器 : 容 積 為 0 至 50 μL、0 至 250 μL 或 0 至 1 mL等 , 附 有 平 口 針 頭 之 注 射 器 。五 、 試 劑71

( 一 ) 試 劑 水 : 以 碳 濾 器 、 再 蒸 餾 方 式 製 備 不 含 碳 之 試 劑 水 , 此 試劑 水 可 用 於 製 備 空 白 和 標 準 溶 液 。( 二 ) 濃 磷 酸 , 酸 化 樣 品 用 , 亦 可 使 用 濃 硫 酸 , 但 不 可 用 鹽 酸 。有 機 碳 儲 備 標 準 溶 液 : 溶 解 2.1254 克 試 藥 級 無 水 鄰 苯 二甲 酸 氫 鉀 (anhydrous potassium biphthalate,KHP) 於 試 劑水 中 並 定 容 至 1000 mL, 此 溶 液 濃 度 為 1.00 mL = 1.00 mg碳 。 亦 可 用 其 它 具 有 合 適 純 度 、 穩 定 度 及 溶 解 度 的 有 機含 碳 物 質 配 製 此 溶 液 。 配 製 好 的 有 機 碳 儲 備 標 準 溶 液 須以 濃 磷 酸 或 濃 硫 酸 調 整 其 pH 1 至 2 加 以 保 存 。( 二 ) 載 流 氣 體 : 經 純 化 之 氧 氣 或 空 氣 , 不 含 二 氧 化 碳 且 碳 氫 化 合物 含 量 少 於 1ppm。( 四 ) 吹 氣 用 氣 體 : 任 何 不 含 二 氧 化 碳 及 碳 氫 化 合 物 之 氣 體 。六 、 採 樣 及 保 存樣 品 須 採 集 並 保 存 於 棕 色 玻 璃 瓶 並 附 鐵 氟 龍 內 襯 的 瓶 蓋 , 採 樣 瓶 在使 用 前 須 用 酸 清 洗 再 以 鋁 箔 紙 密 封 後 放 入 400℃ 烘 箱 加 熱 至 少 1 小時 , 鐵 氟 龍 內 襯 以 清 潔 劑 清 洗 , 再 以 不 含 有 機 物 之 水 反 覆 清 洗 , 以 鋁 箔紙 密 封 後 , 在 100℃ 烘 箱 加 熱 1 小 時 。 所 用 瓶 蓋 最 好 是 用 厚 的 矽 膠 背 覆鐵 氟 龍 的 墊 片 並 且 是 開 口 式 能 呈 正 壓 式 密 封 。 由 於 偵 測 極 限 高 , 因 此 亦72

可 使 用 較 不 嚴 謹 的 方 式 清 洗 , 每 一 組 樣 品 需 有 瓶 空 白 。 當 採 樣 深 度 大 於2 公 尺 時 使 用 Kemmerer 或 相 似 的 採 樣 器 具 採 集 樣 品 , 採 集 的 樣 品 須 儲存 於 4℃ 並 避 光 且 減 少 接 觸 空 氣 , 若 樣 品 不 穩 定 或 採 樣 無 法 立 即 分 析 則須 添 加 保 存 劑 , 採 樣 後 以 磷 酸 或 硫 酸 添 加 於 樣 品 中 使 pH1 至 2; 添 加 酸保 存 劑 之 樣 品 分 析 前 須 吹 氣 去 除 無 機 碳 。七 、 步 驟( 一 ) 儀 器 操 作 : 依 儀 器 操 作 說 明 進 行 分 析 儀 器 之 組 裝 、 測 試 、 校 正 和操 作 。( 二 ) 樣 品 前 處 理 :1. 若 水 樣 中 含 有 大 量 顆 粒 或 不 溶 物 質 時 , 則 使 用 均 質 機 加 以 攪拌 , 直 到 能 以 注 射 器 或 自 動 取 樣 管 取 得 具 代 表 之 樣 品 。2. 若 僅 檢 測 溶 解 性 有 機 碳 時 , 則 以 0.7μm 玻 璃 纖 維 濾 紙 真 空 過濾 。 同 時 , 以 試 劑 水 依 上 法 過 濾 , 作 一 空 白 試 液 。 濾 紙 在 使 用前 , 需 先 以 1:3.HNO3 和 試 劑 水 之 混 合 溶 液 浸 泡 隔 夜 , 並 用 經酸 洗 烘 焙 燒 瓶 收 集 。 每 個 樣 本 須 使 用 清 潔 的 濾 紙 和 燒 瓶 。3. 若 欲 檢 測 吹 不 掉 之 有 機 碳 時 , 取 15 至 30 mL 水 樣 置 於 燒 瓶 或試 管 , 將 水 樣 酸 化 至 pH 值 為 2, 然 後 依 據 儀 器 操 作 冊 開 始 吹 入73

氣 體 。( 一 ) 樣 本 注 射 : 依 照 儀 器 操 作 手 冊 以 平 口 注 射 針 取 適 當 體 積 經 處理 過 的 樣 品 ( 若 樣 品 中 含 有 小 顆 粒 , 則 用 磁 攪 拌 器 攪 拌 , 並選 擇 合 適 尺 寸 的 針 頭 )。 分 別 將 樣 品 和 標 準 品 注 入 分 析 儀中 , 並 記 錄 感 應 波 峰 面 積 , 重 覆 注 射 直 至 再 現 性 在 ±10% 以內 。( 二 ) 檢 量 線 製 備 :1. 視 水 樣 濃 度 範 圍 , 分 別 配 製 一 系 列 不 同 濃 度 之 有 機 碳 標 準溶 液 。2. 分 別 將 標 準 溶 液 和 空 白 試 液 注 入 分 析 儀 內 , 並 記 錄 波 峰 面積 。3. 將 標 準 溶 液 之 波 峰 面 積 扣 除 空 白 試 液 ( 即 試 劑 水 ) 之 波 峰面 積 後 , 作 為 y 軸 , 以 總 有 機 碳 濃 度 (mg/L) 作 為 x 軸 , 繪製 一 檢 量 線 。4. 分 別 注 射 樣 本 、 空 白 試 液 後 , 將 樣 品 之 波 峰 面 積 扣 除 空 白試 液 之 波 峰 面 積 , 由 檢 量 線 求 得 注 入 樣 品 之 總 有 機 碳 濃度 。74

八 、 結 果 處 理當 水 樣 的 波 峰 面 積 扣 除 合 適 的 空 白 樣 品 之 波 峰 面 積 後 , 由 檢 量 線 求得 注 入 樣 品 之 總 有 機 碳 濃 度 , 設 為 A mg/L, 則 :水 樣 的 總 有 機 碳 (TOC) 濃 度 (mg/L)=A (mg/L)× 水 樣 稀 釋 倍 數3.4.7 藻 類 計 數 分 析 方 法 - Coulter method3.4.7.1 庫 爾 特 原 理 (Coulter Principle)將 待 測 之 顆 粒 先 與 氯 化 鈉 溶 液 或 其 他 電 解 液 , 製 成 稀 釋 懸 浮 液 然 後將 此 懸 浮 液 自 一 口 徑 已 定 之 小 孔 抽 引 入 一 小 孔 管 (Aperture) 內 。 小 孔 兩 側各 有 一 個 電 極 , 當 顆 粒 通 過 小 孔 時 , 每 一 個 顆 粒 取 代 了 與 其 相 等 體 積 之 電75

解 液 . 以 致 兩 電 極 間 之 電 阻 呈 現 暫 時 性 之 改 變 . 亦 即 電 位 差 之 暫 時 性 改變 . 後 者 變 化 之 幅 度 與 顆 粒 之 大 小 成 比 例 . 此 時 水 銀 柱 因 真 空 吸 氣 而 與大 氣 壓 形 成 不 平 衡 狀 態 。 關 掉 真 空 閥 後 . 水 銀 柱 會 慢 慢 的 回 復 大 氣 壓 力之 平 衡 狀 態 . 如 此 導 致 之 虹 吸 作 用 . 致使 懸 浮 液 繼 續 流 過 小 孔 . 再 由 流 動 之 水 銀 接 觸 而 啟 動 記 錄 開 關 。 當 流 入管 內 的 懸 浮 液 體 積 達 到 設 定 的 體 積 時 . 再 次 經 由 水 銀 接 觸 而 關 閉 記 錄 及顯 示 器 。 此 種 方 式 取 得 之 樣 品 , 其 體 積 及 所 含 之 顆 粒 具 有 極 高 之 精 確 度及 再 現 性 . 顆 粒 所 產 生 之 脈 衝 (Pulses) 經 過 放 大 、 測 量 . 記 錄 並 顧 示 。 取 樣速 度 可 超 過 每 秒 5000 個 顆 粒 。 幾 乎 所 有 顆 粒 都 可 以 測 定 , 所 使 用 的 電解 液 視 粒 子 的 成 份 而 決 定 , 利 用 不 同 大 小 孔 徑 之 小 孔 管 , 可 測 定 之 粒 度範 圍 為 0.4-1200μm。庫 爾 特 粒 度 分 析 儀 採 用 專 利 恆 電 流 (Constant Current) 特 別 設 計 , 降 低了 因 電 解 液 之 導 電 度 及 溫 度 妀 變 而 可 能 引 起 之 校 正 偏 差 (CalibrationDrift) 確 使 獲 得 最 高 之 分 析 精 度 。 水 銀 虹 吸 原 理 , 提 供 了 最 好 的 取 樣 方 法 ,於 體 積 為 0.5ml 時 , 其 精 確 度 之 誤 差 可 小 於 ±0.5%.。76

庳 爾 特 原 理 之 粒 度 分 析 法 , 是 國 際 認 可 的 標 準 對 照 方 法 , 包 括 英 國 標準 與 美 國 標 準 . 只 有 庫 爾 特 原 理 儀 器 能 給 由 顆 粒 三 維 體 積 粒 度 及 絕 對 數目 只 有 庫 爾 特 原 理 儀 器 能 不 受 顆 粒 形 狀 . 顏 色 . 折 光 率 . 比 重 及 分 散 液 的 影響 而 獲 得 最 高 解 析 度 的 結 果 。圖 3-1 庫 爾 特 儀 器 原 理3.4.7.2 庫 爾 特 原 理 儀 器 特 性( 一 ) 庫 爾 特 粒 度 分 析 儀 採 用 專 利 恆 電 流 (Constant Current) 特 別 設計 , 降 低 了 因 電 解 液 之 導 電 度 及 溫 度 改 變 而 可 能 引 起 之 校 正 偏77

差 (Calibration Drift) 確 使 獲 得 最 高 之 分 析 精 度 。( 二 ) 水 銀 虹 吸 原 理 提 供 了 最 佳 之 取 樣 方 法 , 於 取 樣 體 積 為 0.5ml 時 ,其 精 確 度 誤 差 小 於 土 0.5%。3.4.7.3 藻 類 計 數 的 步 驟(1) Isoton 溶 液 的 配 製 :加 200gNaCl 於 20L 的 超 純 水 中 完 全 混 合 , 並 以 導 電 度 計 測 其 導電 度 , 其 導 電 度 應 為 17mmho。 若 超 過 17mmho, 則 以 超 純 水 稀 釋直 到 導 電 度 為 17mmho, 若 低 於 17mmho, 則 加 入 少 量 之 NaCl 直到 導 電 度 為 17mmho。 此 溶 液 以 0.2μm 濾 紙 過 濾 即 得 Isoton 溶 液 。(2) 電 子 計 數 操 作將 取 5ml 之 原 水 , 放 入 100ml 的 定 量 瓶 中 , 再 加 入 Isoton 至 100ml。將 之 到 入 燒 杯 , 放 入 顆 粒 計 數 器 內 量 測 。 以 顯 示 之 讀 值 扣 除 空 白顆 粒 數 之 數 值 ( 純 Isoton 之 背 景 值 ), 連 續 三 次 其 值 相 差 在 2% 者之 平 均 值 即 為 量 測 值 。78

第 四 章 結 果 與 討 論4.1 檢 量 線 製 作每 次 檢 量 線 之 製 作 皆 以 實 驗 方 法 中 規 定 之 標 準 溶 液 配 製 。 各 檢 量線 結 果 如 以 下 各 節 。4.1.1 氨 氮 之 檢 量 線0.160.140.120.10ABS0.080.060.040.020.00Y=0.182X -0.0264R 2 =0.99970.2 0.4 0.6 0.8 1.0®ò´á¿@«× ¡]ppm)圖 4-1 氨 氮 之 檢 量 線表 4-1 氨 氮 之 檢 量 線X 氨 氮 之 濃度 (mg/L)Y 吸 光 度(ABS)氨 氮 濃 度 (mg/L)=0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 分 析 日 期0.01 0.046 0.084 0.118 0.156 88.3.11檢 量 線 求 得 氨 氮 濃 度 ( µ g)比 色 用 蒸 出 液 體 積 ( mL)Y=aX+ba=0.182b=-0.0264R 2 =0.999779

表 4-2 氨 氮 之 檢 量 線 -2X 氨 氮 濃 度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 分 析 日 期(mg/L)Y 吸 光 度 0.038 0.076 0.106 0.146 0.175 87.8.27Y=aX+ba=0.172b=0.005R 2 =0.997表 4-3 氨 氮 之 檢 量 線 -3X 氨 氮 濃 度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 分 析 日 期(mg/L)Y 吸 光 度 0.008 0.050 0.084 0.119 0.154 87.10.17Y=aX+ba=0.1805b=-0.0253R 2 =0.9984表 4-4 氨 氮 之 檢 量 線 -4X 氨 氮 濃 度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 分 析 日 期(mg/L)Y 吸 光 度 0.012 0.047 0.083 0.118 0.154 87.12.9Y=aX+ba=0.1775b=-0.0237R 2 =0.9999表 4-5 氨 氮 之 檢 量 線 -5X 氨 氮 濃 度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 分 析 日 期(mg/L)Y 吸 光 度 0.037 0.064 0.097 0.126 0.158 88.4.15Y=aX+ba=0.152b=0.0052R 2 =0.999180

結 合 餘 氯 = 總 餘 氯 - 自 由 餘 氯表 4-7 餘 氯 之 檢 量 線 -2X 氯 原 子 之 0.235 0.996 1.764 2.315 2.930 分 析 日 期濃 度 (mg/L)Y 吸 光 度 0.056 0.214 0.348 0.462 0.558 87.8.29Y=aX+ba=0.18685b=0.01967R 2 =0.9980表 4-8 餘 氯 之 檢 量 線 -3X 氯 原 子 之 0.265 0.981 1.724 2.315 2.920 分 析 日 期濃 度 (mg/L)Y 吸 光 度 0.050 0.214 0.348 0.462 0.558 87.10.15Y=aX+ba=0.19067b=0.01351R 2 =0.9960表 4-9 餘 氯 之 檢 量 線 -4X 氯 原 子 之 0.242 0.980 1.722 2.314 2.942 分 析 日 期濃 度 (mg/L)Y 吸 光 度 0.057 0.211 0.346 0.471 0.577 87.12.9Y=aX+ba=0.19319b=0.01553R 2 =0.9960表 4-10 餘 氯 之 檢 量 線 -582

X 氯 原 子 之 0.260 0.981 1.724 2.253 2.915 分 析 日 期濃 度 (mg/L)Y 吸 光 度 0.034 0.215 0.357 0.472 0.583 88.3.11Y=aX+ba=0.21935b=0.0142R 2 =0.9984.1.3 總 有 機 碳 (TOC) 之 檢 量 線4TOC¤§¿@«×¡]mg/L¡^3210Y=-0.35046+0.000104147XR 2 =0.99960 10000 20000 30000 40000-±¿n圖 4-3 TOC 之 檢 量 線 -1表 4-11 TOC 之 檢 量 線 -1Y TOC之 濃 度(mg/L)0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 4.0 分 析 日期X 面 積 6218 7853 13354 17661 22582 41737 88.1.19Y=a+bxb=0.000104147a=-0.3504R 2 =0.999683

表 4-12 TOC 之 檢 量 線 -2Y TOC 之 濃 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 4.0 分 析 日 期度 (mg/L)X 面 積 4841 7468 11496 18903 23535 45653 87.8.27Y=aX+ba=0.00009b=-0.13565R 2 =0.997表 4-13 TOC 之 檢 量 線 -3Y TOC 之 濃 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 4.0 分 析 日 期度 (mg/L)X 面 積 1196 1585 2501 3406 4265 8034 87.10.15Y=aX+ba=0.000542b=-0.34872R 2 =0.9998表 4-14 TOC 之 檢 量 線 -4Y TOC 之 濃 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 4.0 分 析 日 期度 (mg/L)X 面 積 5213 7348 12659 17976 23240 44547 87.12.9Y=aX+ba=0.00009409b=-0.19054R 2 =1表 4-15 TOC 之 檢 量 線 -584

Y TOC 之 濃 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 4.0 分 析 日 期度 (mg/L)X 面 積 3130 4970 9685 1592 19370 37800 88.4.15Y=aX+ba=0.00011b=-0.5943R 2 =0.99924.1.4 總 酚 之 檢 量 線0.0400.0350.0300.025ABS0.0200.0150.010Y=0.035 X + 0.0016R 2 =0.99750.0050.2 0.4 0.6 0.8 1.0Á`×ô¿@«×¡]ppm)圖 4-4 總 酚 之 檢 量 線表 4-16 總 酚 之 檢 量 線 -1X 總 酚 濃 度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 分 析 日 期(μg/L)Y 吸 光 度 0.009 0.015 0.023 0.029 0.037 88.3.11Y=aX+ba=0.035b=0.0016R 2 =0.997585

表 4-17 總 酚 之 檢 量 線 -2X 總 酚 濃 度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 分 析 日 期(μg/L)Y 吸 光 度 0.008 0.012 0.021 0.026 0.033 87.8.29Y=aX+ba=0.0325b=0.0003R 2 =0.9993表 4-18 總 酚 之 檢 量 線 3X 總 酚 濃 度 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 分 析 日 期(μg/L)Y 吸 光 度 0.018 0.024 0.039 0.051 0.067 0.081 87.10.15Y=aX+ba=0.70247b=0.01037R 2 =0.9988表 4-19 總 酚 之 檢 量 線 -4X 總 酚 濃 度 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 分 析 日 期(μg/L)Y 吸 光 度 0.017 0.024 0.038 0.053 0.066 0.081 87.12.9Y=aX+ba=0.70932b=0.00985R 2 =0.999786

表 4-20 總 酚 之 檢 量 線 -5X 總 酚 濃 度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 分 析 日 期(μg/L)Y 吸 光 度 0.007 0.013 0.020 0.026 0.033 88.4.15Y=aX+ba=0.0325b=0.0003R 2 =0.99934.2 檢 量 線 之 確 認每 次 皆 配 製 另 外 一 瓶 儲 備 溶 液 ( 從 不 同 批 次 或 不 同 廠 牌 之 藥品 ), 配 製 成 檢 量 線 範 圍 內 之 濃 度 , 以 做 檢 量 線 之 確 認 動 作 。表 4-21 氨 氮 檢 量 線 之 確 認分 析 日 期 樣 品 濃 度 (mg/L) 測 定 濃 度 (mg/L) 相 對 誤 差 百 分 率(%)87.08.29 0.600 0.590 1.6787.09.18 0.200 0.201 0.1187.10.15 0.400 0.398 0.5087.11.09 0.400 0.387 3.2587.12.09 0.300 0.298 0.6788.01.27 0.400 0.392 2.0088.03.11 0.600 0.612 2.0088.04.15 0.400 0.387 3.25表 4-22 餘 氯 檢 量 線 之 確 認87

分 析 日 期 樣 品 濃 度 (mg/L) 測 定 濃 度 (mg/L) 相 對 誤 差 百 分 率(%)87.08.29 1.701 1.698 0.1287.09.18 2.430 2.428 0.0887.10.15 1.002 1.023 2.3187.11.09 2.005 1.995 0.5087.12.09 0.312 0.291 6.4588.01.27 2.530 2.482 1.9788.03.11 1.061 1.041 1.8888.04.15 2.042 1.952 4.41表 4-23 總 有 機 碳 (TOC) 檢 量 線 之 確 認分 析 日 期 樣 品 濃 度 (mg/L) 測 定 濃 度 (mg/L) 相 對 誤 差 百 分 率(%)87.08.29 2.000 1.999 0.0287.09.18 1.000 0.999 0.1087.10.15 1.500 1.500 0.0087.11.09 2.000 1.999 0.0287.12.09 1.000 0.999 0.1088.01.27 2.500 2.503 0.1288.03.11 2.000 1.997 0.1588.04.15 2.000 2.002 0.10表 4-24 總 酚 之 檢 量 線 之 確 認分 析 日 期 樣 品 濃 度 (μg/L) 測 定 濃 度 (μg/L) 相 對 誤 差 百 分 率(%)87.08.29 0.200 0.206 3.0787.09.18 0.400 0.390 2.5087.10.15 0.100 0.101 1.0087.11.09 0.080 0.079 1.2587.12.09 0.800 0.785 1.8888.01.27 0.600 0.594 1.0088.03.11 0.400 0.411 2.7588.04.15 0.200 0.194 3.0088

4.3 分 析 結 果4.3.1 自 由 餘 氯 調 查 結 果1.2«þ¼æ²M¤ô¼á²M´ò²M¤ô1.0¦Û¥Ñ¾l´â¿@«×¡]mg/L)0.80.60.40.20.087.887.987.1087.1187.1288.188.388.4ÀË´ú®É¡¡]¦~.¤ë¡^圖 4-5 自 由 餘 氯 每 月 變 化 圖表 4-25 水 廠 自 由 餘 氯 調 查 結 果水 樣89

採 樣 日 期K 水 廠 原 水(mg/L)K 水 廠 清 水(mg/L)L 水 廠 原 水(mg/L)L 水 廠 清 水(mg/L)87.08.29 ND + 0.91 ND + 1.1687.09.19 ND + 1.01 ND + 1.0187.10.17 ND + 0.79 ND + 1.1587.11.09 ND + 0.81 ND + 0.9187.12.10 ND + 0.94 ND + 0.9488.01.26 ND + 0.82 ND + 0.8988.03.11 ND + 0.93 ND + 0.8588.04.15 ND + 0.75 ND + 0.84ND + 指 濃 度 小 於 MDL(0.01ppm)4.3.2 結 合 餘 氯 調 查 結 果0.320.28«þ¼æ²M¤ô¼á²M´ò²M¤ôµ²¦X¾l´â¿@«×¡]mg/L¡^0.240.200.160.120.080.040.0087.887.987.1087.11 87.1288.188.388.4ÀË´ú®É¡¡]¦~.¤ë¡^圖 4-6 結 合 餘 氯 每 月 變 化 圖表 4-26 水 廠 結 合 餘 氯 調 查 結 果90

水 樣採 樣 日 期K 水 廠 原 水(mg/L)K 水 廠 清 水(mg/L)L 水 廠 原 水(mg/L)L 水 廠 清 水(mg/L)87.08.29 ND + 0.15 ND + 0.2787.09.19 ND + 0.29 ND + 0.1387.10.17 ND + 0.21 ND + 0.2887.11.09 ND + 0.16 ND + 0.1387.12.10 ND + 0.19 ND + 0.1788.01.26 ND + 0.16 ND + 0.1188.03.11 ND + 0.16 ND + 0.1988.04.15 ND + 0.29 ND + 0.32ND + 指 濃 度 小 於 MDL(0.01ppm)根 據 本 研 究 調 查 報 告 顯 示 , 自 由 餘 氯 值 雖 未 超 過 八 七 年 水 質 標準 (0.2〜1.5mg/L), 但 有 多 次 超 過 八 九 年 公 告 標 準 1.0 mg/L。K 水 廠清 水 之 自 由 餘 氯 有 12.5%( 一 次 ) 超 過 , 平 均 值 為 0.87mg/L,L 水 廠 則有 37.5%( 三 次 ), 平 均 值 為 0.97mg/L, 且 有 許 多 也 接 近 1.0 mg/L ( 依據 標 準 法 檢 驗 , 扣 除 干 擾 , 其 值 稍 低 )。 由 於 多 量 餘 氯 會 造 成 臭 味 困擾 , 在 0.4mg/L 以 上 即 有 明 顯 不 快 之 臭 味 , 且 又 會 造 成 三 鹵 甲 烷 等 致癌 物 之 疑 慮 , 故 水 廠 如 不 改 善 加 氯 量 或 使 用 替 代 方 案 , 未 來 可 能 不 能符 合 新 標 準 , 而 且 亦 無 法 減 輕 氯 味 ( 此 可 能 是 民 眾 難 以 接 受 之 重 要 原因 )。至 於 結 合 餘 氯 量 , 在 新 標 準 中 並 未 訂 定 有 限 值 。 由 表 4-26 顯 示兩 水 廠 之 平 均 值 皆 為 0.20 mg/L, 比 較 之 另 一 個 洪 玉 珠 教 授 所 主 持 之 ”配 水 系 統 檢 測 計 畫 ” 結 果 顯 示 管 末 家 戶 之 餘 氯 尚 存 0.1mg/L 左 右 , 故由 水 廠 出 水 至 家 戶 結 合 餘 氯 約 減 少 50%。91

4.3.3 氨 氮 調 查 結 果®ò´á¿@«×¡]mg/L¡^0.450.360.270.180.09«þ¼æ-ì¤ô«þ¼æ²M¤ô¼á²M´ò-ì¤ô¼á²M´ò²M¤ô0.0087.887.987.1087.1187.1288.188.388.4ÀË´ú®É¡¡]¦~.¤ë¡^圖 4-7 氨 氮 每 月 變 化 圖表 4-27 水 廠 氨 氮 調 查 結 果水 樣K 水 廠 原 水 K 水 廠 清 水 L 原 水 L 水 廠 清 水92

採 樣 日 期 (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)87.08.29 0.230 ND ++ 0.251 0.07387.09.19 0.453 0.071 0.162 0.08087.10.17 0.310 0.031 0.222 0.05387.11.09 0.236 0.051 0.196 0.04087.12.10 0.209 ND ++ 0.215 ND ++88.01.26 0.203 0.032 0.275 0.07188.03.11 0.233 0.042 0.284 0.06388.04.15 0.264 0.071 0.312 0.060ND ++ 指 濃 度 小 於 MDL(0.027ppm)氨 氮 為 污 染 指 標 之 一 , 常 出 現 於 受 污 染 的 水 源 中 。 目 前 自 來 水 水源 氨 氮 標 準 為 1.0 mg/L, 清 水 標 準 為 0.5mg/L, 惟 一 般 仍 期 望 為 檢 測不 出 或 微 量 。 由 圖 4-7 可 明 顯 看 出 氨 氮 的 變 化 趨 勢 與 季 節 有 很 密 切 的關 係 ,K 淨 水 廠 原 水 氨 氮 平 均 值 為 0.267 mg/L, 而 L 淨 水 廠 氨 氮 平 均值 為 0.240 mg/L, 兩 水 廠 之 氨 氮 平 均 值 均 差 不 多 , 相 較 於 前 幾 年 的 氨氮 值 ( 平 均 2 mg/L 以 上 ) 比 較 , 有 相 當 大 程 度 的 改 善 , 兩 廠 原 水 氨氮 值 均 遠 低 於 現 行 標 準 。 至 於 兩 水 廠 之 清 水 氨 氮 值 分 別 為 L 淨 水 廠0.058 mg/L,K 淨 水 廠 0.042 mg/L, 雖 經 過 預 氯 、 加 藥 沈 澱 及 快 濾 去除 一 部 份 氨 氮 , 但 仍 有 殘 留 一 些 氨 氮 , 比 較 之 目 前 標 準 0.5mg/L 及 八九 年 標 準 0.1mg/L, 兩 者 皆 在 安 全 範 圍 內 , 此 部 分 將 來 在 配 水 系 統 中可 能 部 分 轉 化 為 有 利 的 結 合 餘 氯 。93

4.3.4 TOC 調 查 結 果2.5«þ¼æ-ì¤ô«þ¼æ²M¤ô¼á²M´ò-ì¤ô¼á²M´ò²M¤ôTOC ¿@«×¡]mg/L¡^2.01.51.00.587.887.987.1087.1187.12 88.188.388.4ÀË´ú®É¡¡]¦~.¤ë¡^圖 4-8TOC 每 月 變 化 圖表 4-28. 水 廠 TOC 調 查 結 果水 樣94

採 樣 日 期K 水 廠 原 水(mg/L)K 水 廠 清 水(mg/L)L 水 廠 原 水(mg/L)L 水 廠 清 水(mg/L)87.08.29 0.810 0.480 2.396 1.06087.09.19 1.250 0.520 1.860 1.29087.10.17 1.320 0.410 2.530 1.09087.11.09 1.158 0.503 2.168 0.66987.12.10 0.904 0.403 2.125 0.77688.01.26 1.024 0.681 1.915 0.85488.03.11 1.384 0.730 1.568 0.64688.04.15 0.952 0.429 1.516 0.494根 據 本 年 度 調 查 之 結 果 ,K 水 廠 原 水 總 有 機 碳 之 範 圍 為 0.81∼1.38 mg/L, 平 均 值 為 1.10 mg/L,K 水 廠 清 水 之 範 圍 為 0.41∼0.73mg/L, 平 均 值 為 0.520 mg/L,L 水 廠 原 水 TOC 之 範 圍 為 1.516∼2.530mg/L, 平 均 值 為 2.000 mg/L,L 水 廠 清 水 之 範 圍 為 0.494∼1.290mg/L,平 均 值 為 0.860mg/L, 結 果 顯 示 水 廠 目 前 之 處 理 程 序 對 於 TOC 有 部 份之 去 除 效 果 。 總 有 機 碳 雖 非 適 飲 性 項 目 , 但 有 機 物 指 標 與 餘 氯 形 成 致癌 物 有 關 , 在 最 新 水 源 水 質 標 準 中 規 定 為 4mg/L, 本 年 度 檢 測 結 果 並未 超 過 , 上 年 度 之 結 果 亦 低 於 此 值 , 因 此 總 結 兩 年 調 查 結 果 , 原 水TOC 均 在 規 定 範 圍 內 , 惟 檢 視 過 去 前 人 之 研 究 記 錄 , 曾 出 現 相 當 高的 值 , 故 有 關 總 有 機 碳 的 含 量 變 化 仍 是 值 得 重 視 , 不 可 輕 忽 !95

4.3.5 葉 綠 素 a 調 查 結 果40«þ¼æ-ì¤ô¼á²M´ò-ì¤ô35·~ºñ¯Àa ¿@«×¡]ppb¡^30252015105087.887.987.1087.1187.1288.188.388.4ÀË´ú®É¡¡]¦~.¤ë¡^圖 4-9 葉 綠 素 a 每 月 變 化 圖表 4-29 水 廠 葉 綠 素 a 調 查 結 果採 樣 日 期水 樣K 水 廠 原 水(μg/L)K 水 廠 清 水(μg/L)L 水 廠 原 水(μg/L)L 水 廠 清 水(μg/L)87.08.29 17.40 ND 35.40 ND87.09.19 27.16 ND 37.80 ND87.10.17 25.90 ND 34.10 ND96

87.11.09 17.18 ND 21.79 ND87.12.10 16.85 ND 22.91 ND88.01.26 17.34 ND 23.42 ND88.03.11 15.70 ND 29.45 ND88.04.15 22.01 ND 26.97 NDND 指 偵 測 不 到葉 綠 素 a 為 優 養 指 標 , 根 據 本 年 度 調 查 之 結 果 , 兩 水 廠 原 水 之 葉綠 素 a 值 為 K 水 廠 原 水 平 均 值 為 19.94 ppb,L 水 廠 原 水 則 為 28.98ppb。 根 據 US EPA 於 1974 年 以 單 一 變 數 法 ( 表 4-30) 評 估 水 體 的 營養 程 度 之 資 料 顯 示 , 當 水 體 的 葉 綠 素 a 大 於 12ppb, 總 磷 濃 度 大 於20ppb, 透 明 度 小 於 2.0 公 尺 者 , 因 此 可 判 定 兩 廠 原 水 皆 為 優 養 化 水 質 。至 於 清 水 的 葉 綠 素 a 經 檢 測 結 果 都 沒 有 檢 測 出 任 何 濃 度 , 也 都小 於 自 來 水 源 之 葉 綠 素 值 之 5ppb 的 限 值 。 可 見 經 淨 水 處 理 後 , 已 大部 分 被 去 除 。本 節 葉 綠 素 a 之 檢 測 結 果 將 與 後 述 之 藻 類 計 數 進 一 步 討 論 藻 類 存在 的 影 響 。97

表 4-30 水 體 貧 養 及 優 養 之 水 質 參 數 比 較 表評 估 等 級 貧 養優 養(Oligotrophic) (Eutrophic)評 估 方 法( 單 變 數 法 )水 色 藍 綠 綠 、 黃透 明 度 大 (>5m) 小 (

4.3.6 總 酚 調 查 結 果水 樣表 4-31 總 酚 水 廠 調 查 結 果K 水 廠 原 水 K 水 廠 清 水 L 水 廠 原 水L 水 廠 清 水採 樣 日 期(μg/L)(μg/L)(μg/L)(μg/L)87.08.29 ND +++ ND +++ ND +++ ND +++87.09.19 ND +++ ND +++ ND +++ ND +++87.10.17 ND +++ ND +++ ND +++ ND +++87.11.09 ND +++ ND +++ ND +++ ND +++87.12.10 ND +++ ND +++ ND +++ ND +++88.01.26 ND +++ ND +++ ND +++ ND +++88.03.11 ND +++ ND +++ ND +++ ND +++88.04.15 ND +++ ND +++ ND +++ ND +++ND +++ 指 濃 度 小 於 MDL(0.007ppb)99

根 據 本 年 度 調 查 之 結 果 , 發 現 兩 水 廠 之 原 水 及 清 水 其 總 酚 值 都 低 於偵 測 極 限 (7ppb)。 而 總 酚 之 偵 測 極 限 依 照 環 檢 所 公 告 之 方 法 , 不 易 達到 1ppb 之 水 質 標 準 ( 曾 求 證 於 工 研 院 化 工 所 環 境 分 析 室 , 最 佳 情 況 為5ppb), 此 點 已 向 委 辦 單 位 反 應 。100

4.4 水 樣 重 覆 分 析將 同 一 瓶 水 樣 量 取 相 同 之 量 進 行 重 覆 分 析 之 工 作 , 其 結 果 如 下 :表 4-32 水 樣 氨 氮 含 量 重 覆 分 析 結 果分 析 日 期 樣 品 編 號 測 定 濃 度 平 均 濃 度 差 異 百 分 比 完 整 性(mg/L) (mg/L) (%)87.08.29 K-870829-R 0.230 0.220 9.1 1000.21087.09.19 L-870919-D 0.080 0.085 11.1 1000.09087.10.17 L-871017-R 0.224 0.222 2.25 1000.21987.11.9 K-871109-R 0.229 0.233 3.00 1000.23687.12.9 K-871209-R 0.230 0.220 9.1 1000.21088.01.27 L-880127-D 0.080 0.085 11.1 1000.09088.03.11 K-880311-R 0.233 0.237 0.84 1000.24188.04.15 K-880415-R 0.264 0.261 2.29 1000.258其 中 重 覆 分 析 之 差 異 值 R(%)= X − X 1 2×X X 2 100 %( + )/1 2X 1 及 X 2 為 同 一 樣 品 重 覆 分 析 二 次 所 得 之 值 。101

表 4-33 水 樣 TOC 含 量 重 覆 分 析 結 果分 析 日 期 樣 品 編 號 測 定 濃 度 (mg/L) 平 均 濃 度 差 異 百 分 比 (%) 完 整 性(mg/L)87.08.29 L-870829-D 1.056 1.056 0.00 1001.05687.09.19 L-860919-D 1.291 1.277 2.19 1001.26387.10.17 K-871017-D 0.436 0.425 5.41 1000.41387.11.09 L-871109-R 2.168 2.113 5.25 1002.05787.12.09 L-871209-D 1.056 1.056 0.00 1001.05688.01.27 L-880127-D 0.854 0.849 1.29 1000.84388.03.11 K-880311-D 0.436 0.425 5.41 1000.41388.04.15 L-880415-R 1.516 1.503 1.79 1001.489表 4-34 水 樣 自 由 餘 氯 含 量 重 覆 分 析 結 果分 析 日 期 樣 品 編 號 測 定 濃 度 (mg/L) 平 均 濃 度 差 異 百 分 比 (%) 完 整 性(mg/L)87.08.29 L-870829-D 1.16 1.16 0.00 1001.1687.09.19 K-870919-D 1.01 1.00 2.00 1000.9987.10.17 L-871017-D 0.79 0.81 4.00 1000.8287.11.09 K871109-D 0.81 0.82 1.22 1000.8287.12.09 L-871209-D 1.16 1.16 0.00 1001.1688.01.27 K-880121-D 0.82 0.83 1.21 1000.8388.03.11 K-880311-D 0.93 0.95 3.17 1000.9688.04.15 L-880415-D 0.84 0.84 1.19 1000.83102

表 4-35 水 樣 結 合 餘 氯 含 量 重 覆 分 析 結 果分 析 日 期 樣 品 編 號 測 定 濃 度(mg/L)87.08.29 L-870829-D 0.270.2787.09.19 K-870919-D 0.290.2987.10.17 L-871017-D 0.210.1987.11.09 K-871109-D 0.160.1587.12.09 L-871209-D 0.270.2788.01.27 K-880127-D 0.160.1588.03.11 K-880311-D 0.160.1788.04.15 L-880415-D 0.320.34表 4-36 水 樣 葉 綠 素 a 含 量 重 覆 分 析 結 果分 析 日 期 樣 品 編 號 測 定 濃 度(μg/L)87.08.29 K-870829-R 17.4017.6087.09.19 L-870919-R 37.8036.5087.10.17 L-871017-R 34.1034.5087.11.09 L-871109-R 21.4521.7987.12.09 K-871209-R 16.8516.6388.01.27 L-880127-R 23.4224.6888.03.11 L-880311-R 29.4529.3088.04.15 K-880415-R 22.0122.58平 均 濃 度 差 異 百 分 比 (%) 完 整 性(mg/L)0.27 0.00 1000.29 0.00 1000.20 10.00 1000.16 6.45 1000.27 0.00 1000.16 6.45 1000.17 6.06 1000.33 6.06 100平 均 濃 度 差 異 百 分 比 (%) 完 整 性(μg/L)17.50 1.14 10037.15 3.49 10034.3 1.16 10021.62 1.57 10016.74 1.31 10024.05 5.23 10029.38 0.51 10022.30 2.56 100103

表 4-37 水 樣 總 酚 含 量 重 覆 分 析 結 果分 析 日 期 樣 品 編 號 添 加 樣 品 濃 度 平 均 濃 度 差 異 百 分 比 完 整 性測 定 (μg/L) (μg/L) (%)87.08.29 K-870829-R 0.058 0.057 3.52 1000.05687.09.19 L-870919-R 0.054 0.054 0.00 1000.05487.10.17 L-871017-R 0.052 0.053 3.77 1000.05487.11.09 L-871109-R 0.055 0.056 0.00 1000.05687.12.09 K-871209-R 0.058 0.058 1.72 1000.05788.01.27 L-880127-R 0.056 0.056 0.00 1000.05688.03.11 L-880311-R 0.049 0.050 2.00 1000.05088.04.15 K-880415-R 0.052 0.052 1.92 1000.051104

4.5 L 水 廠 與 K 水 廠 之 藻 類 計 數由 前 面 4.3.5 節 中 葉 綠 素 a 之 檢 測 結 果 得 知 兩 廠 之 原 水 均 已 可 能 受到 優 養 化 , 本 研 究 為 加 強 證 明 此 一 現 象 , 除 原 有 規 定 項 目 葉 綠 素 a 之 外 ,再 增 加 藻 類 計 數 一 項 。 茲 將 八 十 七 年 八 月 至 八 十 八 年 四 月 之 藻 類 計 數及 葉 綠 素 a 含 量 合 併 整 理 如 表 4-38。 由 表 可 知 , 兩 水 廠 之 原 水 藻 類 數 ( 包含 了 懸 浮 固 體 物 ) 分 別 為 L 淨 水 廠 116500 cells/ml- 202100 cells/ml,K淨 水 廠 為 83900cells/ml-145200 cells/ml。 再 由 表 4-38 製 成 藻 類 季 節 性 變化 圖 , 如 圖 4-10, 並 與 前 面 之 葉 綠 素 a 含 量 變 化 作 比 較 。由 圖 4-10 可 知 藻 類 之 數 目 與 含 量 , 有 明 顯 的 季 節 性 變 化 , 全 年 調 查中 發 現 藻 類 數 目 與 含 量 在 春 夏 之 間 出 現 了 巔 峰 , 而 且 整 體 趨 勢 極 為 相似 。一 般 在 淨 水 過 程 中 , 除 藻 機 構 以 加 氯 效 果 最 高 , 其 次 為 篩 除 過濾 , 混 凝 沈 澱 效 果 較 差 。 至 於 兩 水 廠 之 清 水 , 則 未 檢 測 出 有 任 何 藻 類 數 ,顯 見 水 廠 之 前 處 理 及 預 氯 處 理 發 揮 了 極 大 之 功 效 。另 外 , 有 一 些 藻 類 可 能 產 生 藻 臭 及 土 霉 味 (Geosmin 及 2-MIB 等 )此 等 臭 味 之 恕 限 值 均 極 低 , 且 在 傳 統 淨 水 程 序 中 不 易 去 除 , 因 此 兩 水 廠藻 類 的 存 在 是 可 能 構 成 臭 味 重 要 來 源 之 一 , 不 可 不 加 以 重 視 。105

表 4-38 藻 類 計 數 與 葉 綠 素 a 含 量檢 測 項 目葉 綠 素 a藻 類 計 數葉 綠 素 a藻 類 計 數(ppb)(cells/L)(ppb)(cells/L)月 份(L 水 廠 )(L 水 廠 )(K 水 廠 )(K 水 廠 )清 水 :-清 水 :ND清 水 :-清 水 :ND八 月原 水 :35.40原 水 :189300 原 水 :17.40原 水 :35600清 水 :-清 水 :ND清 水 :-清 水 :ND九 月原 水 :37.80原 水 :202100 原 水 :27.16原 水 :145200清 水 :-清 水 :ND清 水 :-清 水 :ND十 月原 水 :34.10原 水 :182000 原 水 :25.90原 水 :272200清 水 :-清 水 :ND清 水 :-清 水 :ND十 一 月原 水 :21.79原 水 :116500 原 水 :17.18原 水 :91800清 水 :-清 水 :ND清 水 :-清 水 :ND十 二 月原 水 :22.91原 水 :122500 原 水 :16.85原 水 :901000清 水 :-清 水 :ND清 水 :-清 水 :ND一 月原 水 :23.42原 水 :125200 原 水 :17.34原 水 :92700清 水 :-清 水 :ND清 水 :-清 水 :ND三 月原 水 :29.45原 水 :157400 原 水 :15.70原 水 :83900清 水 :-清 水 :ND清 水 :-清 水 :ND四 月原 水 :26.97原 水 :144220 原 水 :22.01原 水 :117700註 : “-” 表 未 偵 測 到 濃 度 , “ND” 表 為 偵 測 到 數 目藻 類 計 數 以 電 子 計 數 器 (coulter count) 為 計 數 工 具 。106

240¼á²M´ò-ì¤ô«þ¼æ-ì¤ôĦÃþ-p¼Æ¡Ñ1000¡]cells/ml¡^2001601208040087.887.987.10 87.11 87.12ÀË´ú®É¡¡]¦~.¤ë¡^88.188.388.440«þ¼æ-ì¤ô¼á²M´ò-ì¤ô35·~ºñ¯Àa ¿@«×¡]ppb¡^30252015105087.887.987.10 87.11 87.12ÀË´ú®É¡¡]¦~.¤ë¡^88.188.388.4圖 4-10 葉 綠 素 a 含 量 與 藻 類 數 之 季 節 性 變 化107

4.6 自 來 水 煮 沸 法 餘 氯 變 化 之 探 討為 保 障 飲 用 水 之 衛 生 安 全 , 目 前 台 灣 地 區 自 來 水 事 業 單 位 均 採 用加 氯 消 毒 , 現 行 公 告 之 台 灣 省 自 來 水 水 質 標 準 自 由 有 效 餘 氯 為 0.2〜1.5mg/L, 結 合 餘 氯 為 1.0mg/L 以 上 。 由 於 加 氯 後 殘 留 在 水 中 之 氯 會呈 現 氯 臭 味 , 常 為 民 眾 所 指 謫 , 而 加 熱 過 程 有 去 除 餘 氯 及 氯 臭 之 功效 。 國 內 一 般 家 庭 飲 用 自 來 水 大 都 經 過 煮 沸 處 理 。 本 實 驗 在 探 討 煮 沸過 程 中 自 來 水 之 餘 氯 含 量 變 化 , 以 提 供 一 般 民 眾 煮 開 水 及 相 關 單 位 參考 。本 實 驗 主 要 分 兩 部 分 進 行 : 第 一 部 份 , 於 實 驗 室 配 製 不 同 濃 度之 餘 氯 , 在 實 驗 室 內 進 行 餘 氯 煮 沸 實 驗 , 第 二 部 份 採 集 實 廠 水 樣 進 行餘 氯 煮 沸 實 驗 , 分 別 探 討 煮 沸 過 程 中 餘 氯 之 增 減 情 形 。4.6.1 材 料 與 方 法4.6.1.1 材 料一 、 試 劑( 一 ) 樣 品 的 配 製1.NaClO 溶 液 :取 出 NaClO(5%) 的 溶 液 10mL, 加 水 至 1L, 配 製 成 500mg/L 的108

NaClO 溶 液 , 再 稀 釋 成 所 需 的 濃 度 。2.NH4Cl 溶 液 :取 3.82mg 的 NH4Cl 加 水 至 1L 得 到 1000 ppm, 接 下 來 取 1000ppm 的 NH4Cl 100mL, 加 水 至 1L 得 到 10 ppm, 最 後 取 10 ppm 的NH4Cl 100, 加 水 至 1L 得 1ppm。( 二 ) 水 樣 的 配 製利 用 Ammonium chloride(NH4Cl) 配 製 成 1ppm 的 NH3-N 溶液 為 水 樣 , 加 入 1-2ppm 的 NaClO, 在 不 同 實 驗 條 件 下 進 行 餘 氯 煮沸 實 驗 , 觀 察 反 應 後 之 餘 氯 變 化 曲 線 。( 三 ) 實 廠 水 樣 採 集赴 實 廠 採 集 水 樣 , 取 樣 時 , 先 打 開 取 水 口 , 待 其 放 流 3-5 分 鐘後 , 再 以 採 樣 瓶 收 集 , 並 混 合 均 勻 , 再 倒 入 水 壺 , 加 熱 水 樣 , 並量 測 現 場 實 驗 狀 況 ( 溫 度 、pH 等 等 ), 同 時 於 現 場 進 行 餘 氯 煮 沸實 驗 , 觀 察 反 應 後 之 餘 氯 變 化 曲 線 。二 、 設 備( 一 ) 分 光 光 度 計 : 使 用 Hitachi U-2000 雙 光 束 (Double beam), 使用 波 長 515nm。109

( 二 ) 水 樣 煮 沸 設 備 :1. 水 壺 : 使 用 市 售 不 銹 鋼 水 壺 (5 L),2. 加 熱 板 : 使 用 CORNING Model PC-320。3. 溫 度 計其 設 備 圖 如 圖 4-11 所 示 。4.6.1.2 方 法一 . 分 析 方 法(1) 由 於 環 檢 所 現 行 公 告 方 法 中 並 無 氯 胺 一 項 , 故 本 節 煮 沸 後 餘 氯( 自 由 餘 氯 及 結 合 餘 氯 ) 之 檢 測 採 取 ” 美 國 水 及 廢 水 標 準 檢 驗法 第 十 九 版 45001-C1 F.DPD-FAS 滴 定 法 ”, 分 析 步 驟 如 下 :1 加 入 5ml 磷 酸 緩 衝 溶 液 及 5ml DPD。2 直 接 以 FAS 溶 液 滴 定 。註 : 若 無 產 生 紅 色 , 則 跳 離 此 步 驟 。 若 有 紅 色 , 則 滴 定 至紅 色 消 失 , 此 時 所 消 耗 的 FAS 溶 液 量 定 為 “1” mL。3 接 著 加 入 2 滴 (0.1mL) 碘 化 鉀 溶 液 後 , 馬 上 變 成 紅 色 , 以FAS 溶 液 滴 定 至 無 色 , 此 時 所 測 量 的 FAS 溶 液 量 為 “2”mL。4 然 後 加 入 1g 的 碘 化 鉀 , 混 合 均 勻 後 靜 置 2 分 鐘 , 接 著 以 FAS溶 液 滴 定 至 無 色 , 此 時 所 量 測 的 FAS 溶 液 量 定 為 “3” mL。110

5 取 出 另 一 瓶 ( 狀 況 與 上 一 瓶 相 同 )。6 首 先 加 入 2 滴 的 碘 化 鉀 於 100mL 水 樣 中 。7 加 入 5mL 磷 酸 緩 衝 溶 液 及 5ml DPD。8 以 FAS 溶 液 滴 定 至 無 色 , 此 時 所 消 耗 的 FAS 溶 液 量 定為 “5” mL。9 上 述 的 分 析 流 程 均 需 扣 除 主 要 干 擾 物 質 之 量 “4” mL, 方 為 真正 的 測 值 。 有 關 餘 氯 及 氯 胺 之 滴 定 之 流 程 及 數 據 的 取 得 如 圖4-12 及 表 4-39 所 示 。二 . 實 驗 步 驟將 所 配 製 的 水 樣 及 所 採 集 的 清 水 倒 入 水 壺 中 , 水 壺 放 於 加 熱 板上 , 開 啟 加 熱 板 電 源 , 加 熱 水 樣 , 並 觀 察 水 壺 中 之 至 50℃、70℃、90℃、 沸 騰 時 、 沸 騰 1 分 鐘 、 沸 騰 3 分 鐘 、 沸 騰 5 分 鐘 、 沸 騰 7 分 鐘 、沸 騰 10 分 鐘 、 沸 騰 30 分 鐘 時 , 分 別 在 上 述 各 種 情 況 下 量 取 適 當 的 水樣 , 測 定 自 由 餘 氯 、 總 餘 氯 及 一 氯 胺 、 二 氯 胺 、 及 三 氯 胺 的 變 化 。人 工 及 實 廠 水 樣 餘 氯 煮 沸 試 驗 分 析 結 果 如 下 :111

4.6.2 餘 氯 煮 沸 設 備溫 度 計stirheat圖 4-11 餘 氯 煮 沸 實 驗 設 備 圖112

餘 氯 分 析100 ml SAMPLE100 ml SAMPLE 100 ml SAMPLE 100 ml SAMPLEDPD 試 劑磷 酸 鹽 緩 衝 液各 5 mlDPD 試 劑磷 酸 鹽 緩 衝 液各 5 ml1.0 mlglycine 溶 液0.1 ml0.5 % KI 溶 液0.5 mlthioacetamide溶 液0.1 ml0.5 % KI 溶 液DPD 試 劑磷 酸 鹽 緩 衝 液各 5 mlDPD 試 劑磷 酸 鹽 緩 衝 液各 5 mlFAS 滴 定FAS 滴 定FAS 滴 定FAS 滴 定reading 1reading 2reading 4reading 51 g KI反 應 兩 分 鐘FAS 滴 定reading 3圖 4-12 DPD-FAS 滴 定 法 餘 氯 分 析 流 程113

表 4-39 自 由 餘 氯 與 結 合 餘 氯 濃 度 計 算分 析 物 種 reading 備 註自 由 餘 氯 Free chlorine1-4residual一 氯 胺 Monochloramine2-1residual二 氯 胺 Dichloramine3-2 三 氯 胺 不 存 在 時residual2+3-5 三 氯 胺 同 時 存 在 時三 氯 胺 Trichloramine2 倍 (5-1) 一 氯 胺 不 存 在 時residual2 倍 (5-2) 與 一 氯 胺 共 存 時註 :reading 值 參 照 圖 4-12,reading 1- 4: 意 為 第 一 個 讀 值 減 去 第 四 個 讀 值 。114

4.6.3 餘 氯 煮 沸 實 驗 結 果4.6.3.1 人 工 水 樣 餘 氯 煮 沸 後 濃 度 變 化 情 形分 析 日 期 :87.8.181.4¦Û¥Ñ¾l´âÁ`¾l´â1.21.0¿@«×(ppm)0.80.60.40.20.029.5 50 70 100ªmÄË100ªmÄË5min100ªmÄË10min·Å«×¡]¢J¡^100ªmÄË30min圖 4-13 人 工 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -1未 加熱29.5℃加 熱50℃表 4-40 人 工 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -1加 熱70℃加 熱後90℃沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃自 由 餘 氯 1.01 0.96 0.81 0.56 0.22 0.20 0.19 0.18 0.15 0.13 0.04總 餘 氯 1.30 1.01 0.89 0.58 0.29 0.26 0.21 0.20 0.19 0.17 0.05註 : 實 驗 條 件 :pH :7.1、 溫 度 :29.5℃、 氯 :2 mg/L 、 氨 - 氮 :1mg/L115

分 析 日 期 :87.9.152.2¦Û¥Ñ¾l´âÁ`¾l´â2.01.81.6¿@«×(ppm)1.41.21.00.80.60.40.20.028 50 70 100ªmÄË100ªmÄË5min100ªmÄË10min·Å«×¡]¢J¡^100ªmÄË30min圖 4-14 人 工 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -2表 4-41 人 工 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -2未 加熱28℃加 熱50℃加 熱70℃加 熱後90℃沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃自 由 餘 氯 1.64 1.58 1.23 0.61 0.20 0.19 0.19 0.18 0.17 0.16 0.03總 餘 氯 2.00 1.96 1.44 0.69 0.29 0.29 0.26 0.26 0.23 0.20 0.06註 : 實 驗 條 件 :pH :7.4 、 溫 度 :28℃、 氯 :2 mg/L 、 氨 - 氮 :1mg/L116

分 析 日 期 :88.2.2¤@´âÓi¤G´âÓi¤T´âÓi0.080.06¿@«×(ppm)0.040.020.001950 70 90·Å«×¡]¢J¡^100ªmÄË100ªmÄË3min100ªmÄË10min100ªmÄË30min圖 4-15 人 工 水 樣 氯 胺 煮 沸 變 化 情 形 -1未 加熱19℃加 熱50℃表 4-42 人 工 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -3加 熱70℃加 熱後90℃沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃總 餘 氯 0.92 0.84 0.60 0.51 0.29 0.24 0.19 0.13 0.11 0.09 0.04自 由 餘 氯 0.81 0.74 0.49 0.39 0.22 0.18 0.13 0.08 0.05 0.04 0表 4-43 人 工 水 樣 氯 胺 煮 沸 變 化 情 形 -1`未 加熱19℃加 熱50℃加 熱70℃加 熱後90℃沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃117

一 氯 胺 0.08 0.07 0.06 0.05 0.02 0.01 0 0 0 0 0二 氯 胺 0.03 0.03 0.05 0.06 0.04 0.04 0.04 0.03 0.02 0.01 0三 氯 胺 0 0 0 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.04 0.04 0.04氯 胺 求 法 如 表 4-39一 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.65 mg/L 二 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.15 mg/L 三 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.02mg/L分 析 日 期 :88.2.20.08¤@´âÓi¤G´âÓi¤T´âÓi0.06¿@«×¡]ppm)0.040.020.0019507090ªmÄË100·Å«×¡]¢J¡^ªmÄË5minªmÄË10minªmÄË30min圖 4-16 人 工 水 樣 氯 胺 煮 沸 變 化 情 形 -2表 4-44 人 工 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -4未 加熱19℃加 熱50℃加 熱70℃加 熱後90℃沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃總 餘 氯 0.92 0.84 0.60 0.51 0.29 0.24 0.19 0.13 0.11 0.09 0.04自 由 餘 氯 0.81 0.74 0.49 0.39 0.22 0.18 0.13 0.08 0.05 0.04 0118

`未 加熱19℃加 熱50℃表 4-45 人 工 水 樣 氯 胺 煮 沸 變 化 情 形 -2加 熱70℃加 熱後90℃沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃一 氯 胺 0.08 0.07 0.06 0.05 0.02 0.01 0 0 0 0 0二 氯 胺 0.03 0.03 0.05 0.06 0.04 0.04 0.04 0.03 0.02 0.01 0三 氯 胺 0 0 0 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.04 0.04 0.04氯 胺 求 法 如 表 4-39一 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.65 mg/L 二 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.15 mg/L 三 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.02mg/L4.6.3.2 實 廠 水 樣 餘 氯 煮 沸 後 濃 度 變 化分 析 日 期 :87.10.151.6¦Û¥Ñ¾l´âÁ`¾l´â1.41.2¿@«×(ppm)1.00.80.60.40.20.028 50 70 100ªmÄË100ªmÄË5min100ªmÄË10min·Å«×¡]¢J¡^100ªmÄË30min119

未 加熱28℃加 熱50℃圖 4-17 實 廠 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -1表 4-46 實 廠 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -1加 熱70℃加 熱後90℃`沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃自 由 餘 氯 1.15 1.06 0.94 0.54 0.19 0.17 0.17 0.17 0.16 0.10 0.06總 餘 氯 1.43 1.29 1.09 0.58 0.26 0.24 0.23 0.23 0.22 0.15 0.09註 : 實 驗 條 件 :pH :7.4 、 溫 度 :28℃、 氯 :2 mg/L 、 氨 - 氮 :1mg/L120

分 析 日 期 :88.1.261.2Á`¾l´â¦Û¥Ñ¾l´â1.00.8¿@«×(ppm)0.60.40.20.01650·Å«×¡]¢J¡^7090100ªmÄË100ªmÄË5min100ªmÄË10min100ªmÄË30min圖 4-18 實 廠 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -2未 加熱16℃加 熱50℃表 4-47 實 廠 水 樣 餘 氯 煮 沸 變 化 情 形 -2加 熱70℃加 熱後90℃`沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃自 由 餘 氯 0.95 0.84 0.74 0.45 0.19 0.19 0.16 0.14 0.12 0.09 0.07總 餘 氯 1.09 0.94 0.85 0.56 0.30 0.25 0.21 0.17 0.15 0.12 0.10註 : 實 驗 條 件 :pH :7.4 、 溫 度 :19℃、 氯 :2 mg/L 、 氨 - 氮 :1mg/L121

分 析 日期 :88.1.260.160.14¤@´âÓi¤G´âÓi¤T´âÓi0.12¿@«×(ppm)0.100.080.060.040.020.0016507090·Å«×(¢J)ªmÄË100ªmÄË1003minªmÄË10010minªmÄË10030min圖 4-19 實 廠 水 樣 氯 胺 煮 沸 變 化 情 形表 4-48 實 廠 水 樣 氯 胺 煮 沸 變 化 情 形 -3未 加熱16℃加 熱50℃加 熱70℃加 熱後90℃沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃一 氯 胺 0.14 0.10 0.09 0.07 0.05 0.03 0.02 0 0 0 0二 氯 胺 0 0 0.02 0.03 0.05 0.02 0 0 0 0 0三 氯 胺 0 0 0 0.01 0.01 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03總 餘 氯 及 自 由 餘 氯 如 表 4-39122

一 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.65 mg/L二 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.15 mg/L 三 氯 胺 臭 味 恕 限 值 :0.02 mg/L4.6.3.3 氯 胺 有 無 對 煮 沸 的 影 響 ( 人 工 水 樣 )分 析 日 期 :88.3.11.0¤ô¥[´â¤ô¥[´â¥[®ò¡]Á`¾l´â¡^0.8¿@«×¡]ppm¡^0.60.40.20.019 50 70·Å«×¡]¢J¡^90 ªmÄË100ªmÄË1003minªmÄË10010minªmÄË10030min圖 4-20 氯 胺 有 無 對 煮 沸 的 影 響表 4-49 氯 胺 有 無 對 煮 沸 的 影 響`未 加熱19℃加 熱50℃加 熱70℃加 熱後90℃沸 騰時100℃沸 騰後1min100℃沸 騰後3min100℃沸 騰後5min100℃沸 騰後7min100℃沸 騰後10min100℃沸 騰後30min100℃123

水 加 氯 加 氨( 總 餘 氯 )0.88 0.80 0.71 0.46 0.33 0.30 0.29 0.26 0.22 0.18 0.11水 加 氯 0.88 0.75 0.55 0.43 0.30 0.25 0.21 0.16 0.12 0.11 0.08124

4.6.4 餘 氯 煮 沸 實 驗 結 果 與 討 論由 圖 4-13 至 圖 4-20 我 們 可 以 得 到 如 下 之 結 果 :1. 觀 察 所 配 製 的 水 樣 及 所 採 集 的 水 樣 , 水 樣 經 加 熱 煮 沸 後 餘 氯 呈 現 降低 現 象 。 本 研 究 中 取 清 水 常 溫 總 餘 氯 在 0.92~1.43 mg/L 間 四 種 情 況 作平 均 , 得 知 當 溫 度 昇 至 50℃ 時 , 餘 氯 量 會 下 降 14%, 剩 餘 1 mg/L;昇 至 100℃ 沸 騰 時 , 下 降 75%, 剩 餘 0.28 mg/L; 沸 騰 後 3 分 鐘 , 下降 82%, 剩 餘 0.21 mg/L; 沸 騰 後 30 分 鐘 , 下 降 94%, 剩 餘 0.07 mg/L。2. 根 據 文 獻 資 料 , 水 中 餘 氯 濃 度 在 0.4 mg/L 以 上 即 有 明 顯 不 快 感 覺 ,而 目 前 水 廠 ( 以 L 水 廠 、K 水 廠 為 例 ) 出 廠 時 清 水 餘 氯 約 在 上 面 所述 0.92~1.43 mg/L 之 間 , 因 此 在 常 溫 以 此 生 飲 時 , 一 定 會 有 濃 厚 的 餘氯 味 , 這 是 無 法 避 免 的 , 但 是 一 般 的 情 況 , 自 來 水 被 送 至 管 末 家 戶 平均 會 降 低 40% 左 右 , 因 此 在 管 末 端 生 飲 時 , 餘 氯 味 會 減 輕 很 多 。 家戶 若 將 自 來 水 煮 沸 至 沸 騰 時 , 幾 乎 都 可 降 至 0.4 mg/L 以 下 , 若 煮 沸過 3 分 鐘 , 大 概 只 剩 下 0.2 mg/L, 因 此 餘 氯 在 眾 多 種 可 能 的 臭 味 中 就顯 得 不 重 要 了 !123

3. 餘 氯 濃 度 在 加 熱 從 50℃ 至 100℃ 間 濃 度 大 幅 驟 減 , 此 有 兩 種 可 能 , 第一 種 可 能 乃 溫 度 升 高 會 加 速 化 學 反 應 式 (4-1) (4-2) (4-3) 的 進 行 , 而 使得 一 氯 胺 及 二 氯 胺 殘 留 量 減 少 , 大 幅 降 低 了 總 餘 氯 量 。 在 加 熱 至 100℃ 後 由 於 部 分 化 學 反 應 已 達 平 衡 , 所 以 不 論 繼 續 加 溫 , 總 餘 氯 量 仍 相近 ,。 但 在 沸 騰 十 分 鐘 後 , 由 於 持 續 加 熱 的 結 果 造 成 剩 餘 的 消 毒 劑 的揮 發 , 使 得 餘 氯 量 繼 續 的 減 少 。 以 上 化 學 反 應 進 行 可 以 下 列 方 程 式 表示 之 :HOCl + NH2Cl → NHCl2 + H2O (4-1)2OCl - + NHCl2 + 3OH - →NO3 - +4Cl - +2 H2O (4-2)NHCl2 + NH2Cl → N2 + 3HCl (4-3)第 二 個 原 因 為 當 氯 加 入 純 水 中 會 馬 上 發 生 化 學 反 應 , 包 括 兩 個 反 應 ,第 一 個 反 應 為 氯 水 解 為 鹽 酸 和 次 氯 酸 , 其 水 解 化 學 方 程 式 如 下 :Cl2 + H2O ⇔ HCl + HOCl , K=4×10-4 (25 ℃) (4-4)△H =-67.78 Kcal第 二 個 反 應 為 次 氯 酸 部 分 游 離 成 氫 離 子 和 次 氯 酸 根 離 子 , 其 化 學 方 程式 如 下 :HOCl → H + + OCl - , K=3.7 ×10 -8 (25 ℃) (4-5)△H= +2.23 Kcal124

從 上 兩 個 反 應 式 可 知 氯 在 純 水 中 會 以 三 種 形 式 出 現 ,Cl2 、HOCl、OCl -即 所 謂 的 自 由 餘 氯 ; 從 第 一 個 反 應 式 可 知 , 當 溫 度 升 高 時 , 其 反應 可 能 往 形 成 Cl2 之 方 向 進 行 , 所 以 水 中 之 自 由 餘 氯 (HOCl) 一 部份 會 以 Cl2 存 在 , 並 逸 散 至 大 氣 中 。 就 反 應 速 率 與 溫 度 的 觀 點 來 看 :反 應 速 率 隨 著 溫 度 變 化 而 以 指 數 的 方 式 變 化 , 所 以 當 溫 度 從 室 溫 加 熱至 沸 騰 時 , 反 應 速 率 會 增 加 也 加 速 Cl2 的 形 成 。 而 由 前 面 幾 節 中 之 餘氯 變 化 圖 可 明 顯 觀 察 得 知 , 與 以 上 推 論 相 符 合 。 在 沸 騰 後 其 自 由 餘 氯之 變 化 之 原 因 與 結 合 餘 氯 的 情 形 相 同 。4. 在 氯 胺 的 分 析 方 面 , 從 圖 4-15、 圖 4-16、 圖 4-19 , 我 們 可 以 得知 在 未 加 熱 時 之 自 來 水 中 , 水 中 存 在 有 結 合 餘 氯 , 此 結 合 餘 氯 的 主要 成 分 是 一 氯 胺 , 偶 爾 伴 隨 有 二 氯 胺 形 成 , 但 隨 著 加 熱 溫 度 的 升 高 ,一 氯 胺 會 大 幅 驟 減 ( 尤 以 50℃ 至 100℃ 之 間 最 為 明 顯 ), 此 乃 溫 度升 高 會 加 速 化 學 反 應 的 進 行 之 故 , 另 外 一 方 面 也 會 處 成 二 氯 胺 及 微量 之 三 氯 胺 的 形 成 。 圖 4-21 為 氯 胺 相 關 反 應 關 係 圖 , 由 圖 可 看 出 其反 應 路 徑 相 當 的 複 雜 。5. 由 圖 4-21 及 表 4-50 可 知 , 加 熱 過 程 中 氯 胺 形 成 順 序 依 次 為 一 氯 胺 、二 氯 胺 、 三 氯 胺 , 又 二 氯 胺 為 中 間 產 物 , 一 般 會 再 轉 換 生 成 三 氯 胺 及其 它 產 物 。 氯 胺 類 的 臭 味 恕 限 值 分 別 為 : 一 氯 胺 0.65 mg/L、 二 氯 胺125

0.15 mg/L、 三 氯 胺 0.02 mg/L。 由 表 4-48 可 知 , 水 廠 清 水 在 正 常 情況 下 , 室 溫 時 , 後 兩 者 幾 乎 不 存 在 , 只 有 隨 著 溫 度 上 昇 才 會 陸 續 出 現 。由 一 氯 胺 轉 換 成 三 氯 胺 過 程 , 有 一 部 份 會 變 成 氨 氣 消 失 , 因 而 總 量 會減 少 。 在 100℃ 時 會 減 少 約 21%, 但 是 內 中 三 者 的 含 量 卻 還 維 持 在 臭味 恕 限 值 以 下 。 當 沸 騰 5 分 鐘 以 後 , 一 氯 胺 及 二 氯 胺 幾 乎 都 消 失 , 只剩 三 氯 胺 , 總 降 低 量 約 79%, 惟 三 氯 胺 含 量 卻 增 至 恕 限 值 0.02 mg/L以 上 , 達 到 0.03 mg/L( 人 工 水 樣 曾 經 達 到 0.04 mg/L), 因 此 氯 胺 如沸 騰 的 時 間 過 長 , 反 而 可 能 會 出 現 三 氯 胺 的 味 道 , 不 過 依 量 的 程 度 推測 , 此 種 臭 味 應 不 致 太 嚴 重 。6. 從 圖 4-20 我 們 可 以 看 出 在 加 熱 初 期 , 兩 相 等 量 的 餘 氯 , 經 加 熱 後 含氨 的 一 方 減 少 較 緩 , 由 此 可 看 出 自 由 餘 氯 化 性 極 為 活 潑 , 而 結 合 餘 氯之 化 性 比 較 穩 定 。 因 此 可 推 測 若 自 來 水 中 結 合 餘 氯 含 量 較 高 , 則 加 熱後 餘 氯 減 低 的 速 率 會 較 慢 , 相 對 地 臭 味 的 逸 散 也 會 較 慢 。7. 由 以 上 餘 氯 加 熱 實 驗 可 知 , 在 常 溫 時 自 來 水 餘 氯 的 味 道 似 乎 不 可 避免 , 換 言 之 , 用 戶 利 用 自 來 水 生 飲 時 , 必 須 去 承 受 這 些 所 謂 的 餘 氯 臭味 。 而 如 要 減 低 餘 氯 的 味 道 , 最 好 的 方 法 是 將 水 加 熱 至 沸 騰 , 並 且 掀開 壺 蓋 促 使 臭 味 容 易 逸 散 。126

4.7 新 處 理 技 術 薄 膜 法 之 探 討傳 統 的 混 凝 、 沉 澱 及 過 濾 法 對 高 硬 度 、 高 氨 氮 、 高 鐵 錳 及 高 臭 味 物質 處 理 效 果 均 不 佳 , 必 須 再 輔 以 特 殊 方 法 才 能 去 除 。 以 硬 度 為 例 必 需再 施 予 軟 化 , 其 一 般 的 軟 化 法 為 石 灰 法 、 苛 性 鈉 法 、 離 子 交 換 法 等 。然 而 石 灰 法 會 產 生 大 量 沉 澱 物 , 造 成 後 續 處 理 的 困 擾 , 除 非 對 濁 度 較高 的 表 面 水 , 不 得 已 才 用 之 。 另 一 方 面 離 子 交 換 法 雖 然 有 效 , 但 成 本高 , 使 用 上 也 常 受 到 限 制 。 近 年 來 美 、 日 等 先 進 國 家 , 已 逐 漸 發 展 出較 新 式 的 處 理 技 術 如 薄 膜 法 , 用 於 軟 化 硬 水 , 其 成 效 相 當 卓 著 , 並 逐漸 大 量 推 發 至 實 廠 應 用 , 因 此 希 望 能 將 這 種 新 技 術 引 進 國 內 加 以 推 廣研 究 , 首 先 希 望 根 據 國 外 的 資 料 製 作 實 驗 設 備 , 進 行 NF 薄 膜 的 測 試 ,再 調 整 操 作 條 件 在 不 同 的 壓 力 、 回 收 率 等 , 對 各 種 不 同 的 物 質 ( 主 要 針對 硬 度 及 腐 植 酸 ) 不 同 濃 度 的 處 理 效 能 , 最 後 針 對 腐 植 酸 存 在 時 對 處 理硬 度 效 果 的 相 互 影 響 , 進 行 深 入 探 討 。 所 使 用 的 水 樣 最 初 規 劃 採 用 人工 配 置 之 水 樣 , 求 出 相 關 的 方 程 式 , 最 後 再 由 水 廠 採 得 水 樣 , 進 行 相同 的 實 驗 , 並 對 處 理 之 結 果 進 行 預 測 , 以 相 互 印 證 , 其 實 驗 流 程 圖 如圖 4-22 所 示 。 由 於 實 驗 進 行 時 必 須 對 許 多 水 質 項 目 進 行 分 析 , 因 此 ,將 對 採 用 之 分 析 方 法 進 行 說 明 。128

4.7.1 設 計 實 驗 設 備 流 程在 進 行 薄 膜 實 驗 前 , 對 於 實 驗 裝 置 必 須 先 進 行 設 計 , 根 據 國 外 之文 獻 中 指 出 , 整 個 薄 膜 設 備 之 中 心 , 在 於 裝 設 NF 薄 膜 之 系 統 , 由 於 薄膜 必 須 在 高 壓 之 下 操 作 , 所 以 在 薄 膜 單 元 之 前 必 須 加 裝 高 壓 幫 浦 , 而為 了 保 護 薄 膜 系 統 , 延 長 薄 膜 之 使 用 壽 命 , 去 除 可 能 妨 礙 薄 膜 系 統 之顆 粒 ( 如 鐵 屑 、 砂 石 、 毛 髮 等 ), 在 最 初 會 裝 上 前 處 理 (pretreatment) 設 備 ,一 般 最 常 使 用 者 為 預 濾 裝 置 (Filter), 使 用 5 微 米 之 中 空 纖 維 濾 膜 (hollowfiber membrane), 也 可 使 用 像 傳 統 的 混 凝 、 沉 澱 和 過 濾 , 來 當 作 前 處 理設 備 , 必 須 參 考 供 應 水 之 特 性 、 膜 之 型 式 和 系 統 設 計 參 數 等 因 子 來 決定 , 由 於 本 研 究 屬 於 實 驗 室 之 規 模 , 因 此 決 定 採 用 前 者 來 設 計 。 由 於薄 膜 之 操 作 屬 於 高 壓 系 統 , 在 管 路 之 配 置 及 選 用 之 材 質 必 須 能 耐 高 壓( 一 般 使 用 316L 不 銹 鋼 材 質 ), 才 能 避 免 發 生 危 險 , 其 詳 細 之 薄 膜 處 理系 統 裝 置 圖 如 圖 4-23 所 示 。129

選 擇 使 用 之 薄 膜裝 置 薄 膜 並 濕 潤二 個 小 時 以 上選 擇 不 同 藥 品 配 製 不 同 種 類 及不 同 濃 度 的 人 工 硬 水 進 行 測 試討 論 陰 離 子 之 存 在 對 硬 度去 除 率 之 影 響配 製 人 工 腐 植 酸溶 液配 製 不 同 濃 度 之 腐 植 酸 溶液 進 行 測 試添 加 相 同 濃 度 之 人 工 硬 度 , 討論 腐 植 酸 存 在 對 硬 度 去 除 率 之影 響圖 4-22 NF 薄 膜 實 驗 流 程 圖130

選 擇 相 同 濃 度 之 腐 植 酸 ,添 加 不 同 濃 度 之 硬 度 , 討論 硬 度 對 腐 植 酸 去 除 率 之影 響採 集 實 際 水 樣 進 行 薄 膜試 驗改 變 不 同 操 作 壓 力 及 回 收率 進 行 實 驗選 擇 不 同 材 質 及 孔 隙度 之 薄 膜 進 行 相 同 試驗進 行 薄 膜 處 理 結 果 之 綜 合 評 估續 圖 4-22 NF 薄 膜 實 驗 流 程 圖131

MP1 F p2ApNFCP fP1: 抽 水 幫 浦P2: 加 壓 幫 浦 (High Pressure Pump)F: 預 濾 裝 置 (Filter)P: 壓 力 計M: 薄 膜 單 元f: 流 量 計BfA,B,C : 針 閥: 快 速 接 頭Conc.WaterCleanWaterReservoir圖 4-23 薄 膜 處 理 系 統 裝 置 圖132

製 造 商 薄 膜 MWC表 4-51 廠 商 所 提 供 之 薄 膜 基 本 資 料O 1性 能 (R%) 2測 試 條 件操 作 條 件型 號 材 質 NaCl MgSO43P(psi) W feed(ppm)r(%) 4 P max(psi)pH5θ max(℃)Desalin DK3308 PA 及 150-30 70 98 100 1000 10 300 1-11.5 50Tation PS 6 0AMT ATFR PA 7 180 97 99 225 2000 15 600 3-11 46OAMT ATF50 PA 360 50 80 225 2000 15 900 2-11 52註 :1.MWCO: 截 留 分 子 量 (molecular weight cut-off)。2.R%; 即 去 除 率 。3.W feed : 即 測 試 濃 度 。4.r (%) 即 回 收 率 。5.θ max : 即 最 大 操 作 溫 度 。6.PA=Polyamide。7.PS=Polysulfone。133

4.7.2 薄 膜 基 本 實 驗4.7.2.1 薄 膜 對 人 工 鎂 硬 水 處 理 之 結 果根 據 國 外 文 獻 及 廠 商 所 提 供 之 資 料 發 現 , 測 試 薄 膜 之 性 能 都 會 使 用硫 酸 鎂 (MgSO4) 所 配 製 之 水 樣 , 加 上 硬 度 也 是 本 研 究 之 標 的 污 染 物 之一 , 因 此 , 實 驗 之 最 初 也 選 擇 硫 酸 鎂 來 作 為 配 製 人 工 硬 水 之 藥 品 , 然 而 ,由 於 在 實 際 飲 用 水 中 硬 度 之 含 量 幾 乎 都 在 500 mg/L as CaCO 3 以 下 , 且總 硬 度 主 要 也 包 含 鈣 硬 度 和 鎂 硬 度 兩 種 。 所 以 配 製 之 濃 度 最 大 只 到3x10 -3 M, 檢 測 的 項 目 則 包 括 :pH、 硬 度 、 導 電 度 及 流 量 。本 研 究 所 使 用 的 第 一 種 薄 膜 為 Desalination 公 司 之 DK3308T 薄 膜 ,此 種 薄 膜 屬 於 乾 性 薄 膜 , 主 要 原 料 為 聚 醯 胺 (Polyamide,PA) 及 聚 風(Polysulfone,PS), 此 薄 膜 可 截 取 之 分 子 量 (molecular weightcut-off,MWCO) 為 150-300 之 間 。實 驗 最 初 試 劑 水 之 pH 約 為 6.2, 當 加 入 硫 酸 鎂 之 後 使 得 水 樣 之 pH提 升 , 不 過 濃 度 增 加 時 pH 值 的 改 變 並 不 大 , 實 驗 結 果 發 現 , 水 樣 在 經過 預 濾 後 ,pH 會 些 微 下 降 , 檢 測 其 硬 度 發 現 也 有 相 同 情 況 。從 表 4-52 結 果 指 出 , 配 製 0.0005M 之 水 樣 , 檢 測 原 水 硬 度 為 52mg/L as CaCO 3 , 當 操 作 壓 力 為 110psi 時 , 經 過 DK3308T 薄 膜 過 濾 後 , 硬134

度 只 剩 下 4.3 mg/L as CaCO 3 , 去 除 效 率 為 92%, 當 濃 度 增 加 為 0.001M 時 ,清 水 濃 度 提 升 至 6.2 mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 為 94%, 若 濃 度 為 0.002M,清 水 濃 度 為 6.6 mg/L as CaCO 3 , 濃 度 增 加 值 變 的 很 少 , 去 除 率 提 升 至97%, 當 濃 度 提 升 至 0.003M 時 , 去 除 率 也 為 97%, 若 將 原 水 硬 度 值 與清 水 硬 度 值 做 圖 ( 圖 4-24), 可 以 看 出 最 初 清 水 硬 度 值 上 升 很 快 , 中 間呈 現 緩 慢 之 變 化 , 最 後 則 又 變 快 , 而 從 導 電 度 之 變 化 ( 圖 4-25) 也 是 可以 看 出 相 同 之 結 果 。至 於 流 量 之 變 化 情 形 , 最 初 以 試 劑 水 來 實 驗 , 當 操 作 壓 力 為 110psi時 , 其 清 水 之 流 量 為 每 分 鐘 850ml, 由 於 此 薄 膜 的 面 積 為 1.26m 2 , 因 此 若回 收 率 為 90% 時 其 清 水 產 生 量 為 675ml/min- m 2 , 總 處 理 量 為 750 ml/minm2 ( 流 量 約 為 935ml/min), 當 配 製 0.0005M 濃 度 之 水 樣 時 , 其 處 理 之 流 量變 為 630 ml/min, 降 幅 高 達 26%, 然 而 , 若 濃 度 再 增 加 時 , 其 流 量 之 變 化卻 很 小 , 可 見 當 處 理 之 水 樣 含 有 此 種 物 質 時 , 對 流 量 之 影 響 很 大 。本 研 究 所 選 用 之 第 二 種 薄 膜 為 Advanced Membrane Technology(AMT) 公 司 之 ATFRO 薄 膜 , 此 種 薄 膜 屬 於 濕 性 薄 膜 , 使 用 之 材 質 為 PA之 單 一 材 質 , 此 薄 膜 之 MWCO 為 180。根 據 表 4-53 實 驗 之 結 果 發 現 , 雖 然 水 樣 最 初 之 pH 與 第 一 種 薄 膜差 不 多 , 然 而 , 清 水 之 pH 卻 差 異 很 大 , 當 配 製 濃 度 為 0.0005M 時 , 原135

水 之 硬 度 為 54 mg/L as CaCO 3 , 當 操 作 壓 力 為 110psi 時 , 經 過 ATFRO薄 膜 過 濾 後 , 硬 度 只 剩 下 2.0 mg/L as CaCO 3 去 除 率 為 96%, 當 濃 度 為0.001M 時 , 清 水 硬 度 變 為 25 mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 變 為 98%, 若 濃 度為 0.002M 時 , 清 水 硬 度 值 為 4.2 mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 為 98%, 然 而 濃度 提 升 至 0.003M 時 , 清 水 之 硬 度 值 不 但 沒 有 增 加 反 而 有 下 降 之 趨 勢 ,其 原 因 不 甚 清 楚 , 有 待 更 進 一 步 探 討 。 由 於 兩 種 薄 膜 對 硫 酸 鎂 處 理 效 果差 距 不 大 , 可 見 處 理 薄 膜 之 材 質 不 同 也 將 影 響 出 流 水 之 pH 值 。 從 圖 4-26及 圖 4-27 可 以 看 出 , 當 原 水 之 濃 度 增 加 時 , 清 水 之 濃 度 幾 乎 也 呈 線 性增 加 , 然 而 當 硫 酸 鎂 濃 度 超 過 0.002M, 清 水 之 濃 度 反 而 些 微 下 降 。 至於 流 量 變 化 之 情 形 , 當 以 試 劑 水 來 試 驗 , 操 作 壓 力 為 110psi 時 , 其 清 水之 流 量 為 每 分 鐘 280ml, 由 於 此 薄 膜 之 面 積 0.2 m 2 , 若 回 收 率 為 80% 其 清水 處 理 能 力 為 1400ml/min- m 2 總 處 理 能 力 為 1750 ml/min- m 2 , 當 處 理0.0005M 濃 度 之 水 樣 時 , 其 處 理 流 量 變 為 265ml/L, 降 幅 只 為 5%, 當 濃度 提 升 至 0.003M 時 , 清 水 流 量 則 為 220ml/L , 降 幅 變 為 21%, 比 較 於 第一 種 薄 膜 , 發 現 其 試 劑 水 處 理 能 力 為 第 一 種 之 2.3 倍 , 且 當 處 理 鎂 硬 水時 其 處 理 量 的 降 幅 又 比 較 小 , 可 能 是 由 於 此 薄 膜 直 徑 較 小 , 相 對 阻 力 也較 小 , 因 此 每 一 種 薄 膜 之 情 況 都 不 相 同 。本 研 究 所 選 用 之 第 三 種 薄 膜 為 Advanced Membrane Technology136

(AMT) 公 司 之 ATF50 薄 膜 , 此 種 薄 膜 也 是 屬 於 濕 性 薄 膜 , 使 用 之 材 質 為PA 之 單 一 材 質 , 此 薄 膜 之 MWCO 為 360。 由 於 替 換 薄 膜 使 得 最 初 試 劑水 之 pH 值 較 低 , 約 為 6.0 左 右 , 因 此 所 配 製 的 水 樣 之 pH 值 會 較 低 , 然而 從 實 驗 結 果 還 可 以 看 出 處 理 後 清 水 之 pH 值 與 原 水 之 值 差 不 多 , 當 最初 處 理 濃 度 為 0.0005M 時 , 清 水 之 硬 度 值 還 有 19 mg/L as CaCO 3 , 去 除率 只 為 63%, 當 配 製 之 濃 度 增 加 時 , 從 圖 4-28 及 圖 4-29 中 可 以 看 出 ,不 管 是 硬 度 及 導 電 度 值 幾 乎 成 線 性 增 加 鎂 硬 度 之 去 除 率 從 63〜82%, 平均 為 74%。 流 量 之 變 化 情 形 方 面 , 當 操 作 壓 力 為 110psi 時 , 試 劑 水 之 流量 也 約 每 分 鐘 280ml, 因 此 其 處 理 能 力 幾 乎 與 第 二 種 相 同 。表 4-52 DK3308T 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 效 果濃 度 5x10 -4 M 1x10 -3 M 2x10 -3 M 3x10 -3 M分 析 項 目原 水 pH 6.45 6.48 6.50 6.59137

原 水 硬 度 52 105 200 297(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 108 220 416 580(µs/cm)初 濾 水 pH 6.41 6.43 6.46 6.51初 濾 水 硬 度 50 103 193 281(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 102 216 394 553(µs/cm)清 水 pH 6.21 6.27 6.31 6.39清 水 硬 度 4.3 6.2 6.6 8.0(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度 14 25 27 30(µs/cm)硬 度 去 除 率 (%) 92 94 97 97導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)87 89 94 95630 610 600 600註 : 人 工 水 樣 所 使 用 之 樣 品 為 MgSO 4 •7H 2 O。 所 使 用 之 薄 膜 為 Desal-5公 司 之 DK3308T 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 採 樣 時 間 為 系 統 穩 定後 10min, 回 收 率 為 90%。138

L清 ) 3水之硬度(mgCaCO8765432100 50 100 150 200 250 300原 水 之 鎂 硬 度 (mgCaCO 3 /L)圖 4-24 DK3308T 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 結 果 -130清 水 導 電 度 ( Ms/cm)25201510500 100 200 300 400 500 600原 水 導 電 度 (Ms/cm)圖 4-25 DK3308T 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 結 果 -2139

表 4-53 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 效 果濃 度 5x10 -4 M 1x10 -3 M 2x10 -3 M 3x10 -3 M分 析 項 目原 水 pH 6.48 6.49 6.51 6.62原 水 硬 度 54 101 195 305(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 110 213 391 585(µs/cm)初 濾 水 pH 6.44 6.45 6.48 6.49初 濾 水 硬 度 50 96 186 285(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 103 202 380 557(µs/cm)清 水 pH 6.01 6.01 6.02 6.03清 水 硬 度 2.0 2.5 4.2 4.0(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度 4 6 10 9(µs/cm)硬 度 去 除 率 96 98 98 99(%)導 電 度 減 少 率 96 97 97 98(%)清 水 流 量(mL/min)265 255 240 220註 : 人 工 水 樣 所 使 用 之 樣 品 為 MgSO 4 •7H 2 O。 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公司 之 ATFRO 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 採 樣 時 間 為 系 統 穩 定 後10min, 回 收 率 為 80%。140

4.54.0清 水 硬 度 (mgCaCO3 /L)3.53.02.52.01.51.00.50.00 50 100 150 200 250 300 350原 水 鎂 硬 度 (mgCaCO3 /L)圖 4-26 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 結 果 -1109清 水 導 電 度 ( Ms/cm)8765432100 100 200 300 400 500 600原 水 導 電 度 ( Ms/cm)圖 4-27 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 結 果 -2141

表 4-54 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 效 果濃 度 5x10 -4 M 1x10 -3 M 2x10 -3 M 3x10 -3 M分 析 項 目原 水 pH 6.26 6.29 6.31 6.38原 水 硬 度 51 99 198 300(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 103 203 404 579(µs/cm)初 濾 水 pH 6.19 6.21 6.24 6.29初 濾 水 硬 度 49 96 193 293(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 99 199 397 568(µs/cm)清 水 pH 6.27 6.28 6.28 6.30清 水 硬 度 19 30 42 53(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度 36 59 84 113(µs/cm)硬 度 去 除 率 63 70 79 82(%)導 電 度 減 少 率 65 71 79 80(%)清 水 流 量(mL/min)260 250 230 220註 : 人 工 水 樣 所 使 用 之 樣 品 為 MgSO 4 •7H 2 O。 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公司 之 ATF50 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 採 樣 時 間 為 系 統 穩 定 後10min, 回 收 率 為 80%。142

60清 水 硬 度 (mgCaCO3 /L)504030201000 50 100 150 200 250 300原 水 鎂 硬 度 (mgCaCO3 /L)圖 4-28 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 結 果 -1120清 水 導 電 度 ( Ms/cm)1008060402000 100 200 300 400 500 600原 水 導 電 度 ( Ms/cm)圖 4-29 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鎂 硬 度 處 理 之 結 果 -2143

4.7.2.2 薄 膜 對 人 工 鈣 硬 水 處 理 之 結 果硬 度 之 主 要 成 分 , 除 了 鎂 硬 度 之 外 , 另 外 一 種 就 是 鈣 硬 度 , 從 文 獻中 得 知 , 一 般 配 製 鈣 硬 水 都 使 用 氯 化 鈣 , 因 此 也 選 用 氯 化 鈣 (CaCl2) 當 作人 工 鈣 硬 水 之 配 製 藥 品 。 至 於 檢 測 的 項 目 則 包 括 :pH、 硬 度 、 導 電 度 及流 量 。第 一 種 薄 膜 實 驗 之 結 果 指 出 , 配 製 鈣 硬 水 濃 度 對 pH 值 之 影 響 較大 , 經 過 出 濾 後 其 pH 值 還 有 些 微 之 下 降 , 當 配 製 濃 度 為 0.0005M 時 ,原 水 之 硬 度 為 55 mg/L as CaCO 3 和 之 前 的 值 (52) 差 不 多 , 然 而 , 其 導電 度 卻 提 升 至 139 mg/L as CaCO 3 ( 原 先 108), 探 討 其 原 因 , 這 是 因 為 氯化 鈣 在 解 離 後 會 產 生 兩 個 氯 離 子 , 當 水 樣 通 過 薄 膜 後 其 硬 度 值 變 為 35mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 只 有 36%, 當 濃 度 提 升 至 0.003M 時 , 其 去 除 率則 提 升 至 58%, 四 組 試 驗 去 除 率 平 均 值 為 49% 會 造 成 其 去 除 效 果 如 此 低之 原 因 , 是 由 於 NF 薄 膜 對 於 單 價 離 子 之 去 除 效 果 較 低 , 加 上 每 一 莫 耳之 氯 化 鈣 將 解 離 出 兩 莫 耳 之 Cl - , 當 氯 離 子 無 法 被 去 除 而 通 過 薄 膜 時 ,由 於 電 荷 平 衡 的 關 係 , 將 吸 引 部 分 之 鈣 離 子 也 通 過 薄 膜 , 才 使 得 去 除 率下 降 , 至 於 氯 離 子 影 響 之 程 度 將 在 後 面 做 探 討 。 若 將 原 水 硬 度 與 處 理 後之 硬 度 作 圖 ( 圖 4-30), 可 以 發 現 兩 者 幾 乎 成 正 比 的 關 係 , 若 以 導 電 度144

來 做 圖 ( 圖 4-31), 其 相 關 係 數 更 高 達 0.9984, 由 於 有 很 高 之 相 關 性 ,因 此 若 配 製 濃 度 改 變 時 可 利 用 相 關 方 程 式 來 預 測 其 結 果 。 由 於 去 除 效 果降 低 , 使 得 薄 膜 孔 隙 較 不 易 被 阻 塞 , 因 此 清 水 之 流 量 也 會 較 大 , 從 實 驗結 果 即 可 得 到 證 實 , 當 濃 度 為 0.0005M 時 , 清 水 之 流 量 為 , 流 量 降 幅 為16%, 但 比 相 同 濃 度 之 鎂 硬 水 每 分 鐘 快 了 80mL( 增 加 10%), 不 過 若 濃度 很 高 時 差 異 將 會 縮 小 。ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 之 鈣 硬 水 實 驗 結 果 指 出 ( 表 4-56), 當 配 製濃 度 為 0.0005M 時 , 原 水 硬 度 為 55 mg/L as CaCO 3 , 當 經 過 薄 膜 處 理 後 ,其 清 水 硬 度 只 剩 下 2.2 mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 高 達 96%, 其 效 果 與 處 理鎂 硬 水 時 差 不 多 , 不 當 濃 度 不 斷 增 加 時 , 差 異 性 也 慢 慢 之 增 加 , 當 濃 度0.003M 時 , 其 清 水 之 硬 度 也 增 至 9.5 mg/L as CaCO 3 ( 鎂 硬 水 4.0), 可 見氯 離 子 之 存 在 對 此 薄 膜 還 是 有 影 響 , 不 過 影 響 程 度 卻 很 小 , 至 於 流 量 方面 , 與 鎂 硬 水 之 結 果 也 差 不 多 , 不 過 流 量 還 是 有 些 微 之 提 升 ( 約5ml/min)。當 使 用 ATF50 薄 膜 來 處 理 不 同 濃 度 鈣 硬 度 時 , 清 水 之 pH 幾 乎 與 原水 差 不 多 , 檢 測 其 硬 度 之 變 化 , 結 果 發 現 對 於 氯 化 鈣 之 配 製 之 鈣 硬 水 其去 除 效 果 相 當 之 低 ( 表 4-57), 尤 其 在 低 濃 度 幾 乎 沒 什 效 果 , 去 除 率 介於 10〜15% 之 間 , 平 均 去 除 率 為 13%, 其 導 電 度 也 是 得 到 相 同 之 結 果 ,145

觀 察 其 流 量 , 可 以 發 現 清 水 之 流 量 與 處 理 試 劑 水 時 差 不 多 , 尤 其 是 低 濃度 時 幾 乎 是 相 同 , 可 見 氯 離 子 對 其 處 理 硬 度 之 影 響 相 當 大 , 才 會 造 成 處理 鎂 硬 度 與 鈣 硬 度 之 處 理 效 果 有 如 此 大 之 差 異 。 若 將 原 水 硬 度 與 清 水 硬度 作 圖 ( 圖 4-34), 結 果 發 現 兩 者 幾 乎 呈 線 性 關 係 , 相 關 係 數 高 達 0.9997,這 可 能 也 意 味 著 , 就 算 去 除 物 種 之 濃 度 增 加 , 去 除 率 可 能 還 是 差 不 多 。表 4-55 DK3308T 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果146

濃 度 5x10 -4 M 1x10 -3 M 2x10 -3 M 3x10 -3 M分 析 項 目原 水 pH 6.17 6.34 6.58 6.63原 水 硬 度 55 102 199 305(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 139 267 504 773(µs/cm)初 濾 水 pH 6.11 6.28 6.48 6.52初 濾 水 硬 度 55 101 196 295(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 138 261 500 751(µs/cm)清 水 pH 6.07 6.16 6.31 6.37清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)35 57 84 12890 151 228 33136 44 58 5835 43 55 57710 710 650 620註 : 人 工 水 樣 所 使 用 之 樣 品 為 CaCl 2 •2H 2 O。 所 使 用 之 薄 膜 為 Desal-5 公司 之 DK3308T 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 採 樣 時 間 為 系 統 操 作 穩定 後 10min, 回 收 率 為 90%。147

1401201008060402000 50 100 150 200 250 300圖 4-30 DK3308T 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 結 果 -13503002502001501005000 100 200 300 400 500 600 700 800圖 4-31 DK3308T 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 結 果 -2148

表 4-56 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果濃 度 5x10 -4 M 1x10 -3 M 2x10 -3 M 3x10 -3 M分 析 項 目原 水 pH 6.15 6.31 6.57 6.62原 水 硬 度 55 98 200 300(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 134 258 506 748(µs/cm)初 濾 水 pH 6.08 6.15 6.37 6.45初 濾 水 硬 度 52 95 194 287(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 127 249 490 716(µs/cm)清 水 pH 5.90 5.92 5.95 6.01清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)2.2 2.7 5.9 9.58 10 20 3196 97 97 9794 96 96 96270 260 240 230註 : 人 工 水 樣 所 使 用 之 樣 品 為 CaCl 2 •2H 2 O。 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司之 ATFRO 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 回 收 率 為 80%。149

10清 水 硬 度 (mgCaCO3 /L)864200 50 100 150 200 250 300原 水 鈣 硬 度 (mgCaCO3 /L)圖 4-32 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 結 果 -13530清 水 導 電 度 ( Ms/cm)25201510500 100 200 300 400 500 600 700 800原 水 導 電 度 ( Ms/cm)圖 4-33 ATFRO 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 結 果 -2150

表 4-57 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 效 果濃 度 5x10 -4 M 1x10 -3 M 2x10 -3 M 3x10 -3 M分 析 項 目原 水 pH 6.13 6.28 6.54 6.59原 水 硬 度 55 101 195 308(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 130 259 485 761(µs/cm)初 濾 水 pH 6.10 6.15 6.34 6.38初 濾 水 硬 度 54 99 190 300(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 127 256 473 747(µs/cm)清 水 pH 6.25 6.31 6.39 6.42清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)48 86 170 277120 221 425 69013 15 13 108 15 12 9275 275 270 265註 : 人 工 水 樣 所 使 用 之 藥 品 為 CaCl 2 •2H 2 O。 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司之 ATF50 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 回 收 率 為 80%。151

3002502001501005000 50 100 150 200 250 300 350圖 4-34 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 結 果 -170060050040030020010000 100 200 300 400 500 600 700 800圖 4-35 ATF50 薄 膜 對 不 同 濃 度 鈣 硬 度 處 理 之 結 果 -2152

4.7.2.3 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 硬 度 處 理 之 結 果今 配 製 相 同 濃 度 之 氯 化 鈣 及 硫 酸 鎂 混 合 硬 水 進 行 試 驗 , 實 驗 結 果指 出 ( 表 4-58), 當 配 製 濃 度 為 0.005M 時 , 原 水 硬 度 為 102 mg/L asCaCO 3 , 當 經 過 DK3308T 薄 膜 後 , 其 清 水 硬 度 減 為 34 mg/L as CaCO 3 ,去 除 率 為 67%, 比 較 之 前 結 果 ( 表 4-52 及 表 4-55) 平 均 值 為 78%, 因 此可 以 看 出 , 當 兩 者 混 合 時 去 除 率 約 可 增 加 4%, 探 其 原 因 , 這 可 能 是 因為 濃 度 增 加 ( 尤 其 硫 酸 鎂 ), 使 得 部 分 膜 孔 隙 被 阻 塞 , 增 加 去 除 效 果 。 若比 較 其 流 量 , 也 是 介 於 兩 者 之 間 ( 鈣 及 鎂 硬 水 )。若 使 用 ATFRO 來 處 理 相 同 濃 度 之 水 樣 , 當 濃 度 為 0.0005M 時 ,經 過 薄 膜 後 , 硬 度 只 剩 下 0.2 mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 高 達 98%, 比較 鈣 及 鎂 硬 水 之 去 除 率 都 為 96%, 因 此 差 異 性 不 大 , 當 濃 度 增 至0.002M 時 , 去 除 率 也 為 98%, 可 見 濃 度 改 變 對 其 去 除 率 影 響 不 大 ,然 而 , 若 以 原 水 之 硬 度 與 清 水 之 硬 度 作 回 歸 ( 圖 4-38), 可 以 發 現 兩者 之 相 關 性 也 相 當 高 , 相 關 係 數 也 有 0.9994, 所 以 清 水 硬 度 值 還 是 會隨 原 水 值 增 加 而 增 加 。 由 於 去 除 率 差 異 不 大 , 使 得 混 合 時 之 離 子 數 目加 倍 , 造 成 清 水 之 流 量 下 降 , 降 幅 並 不 大 ( 約 5〜10ml/L)。改 用 ATF50 來 處 理 相 同 之 水 樣 , 結 果 發 現 其 去 除 效 果 還 是 不153

大 , 當 濃 度 配 製 為 0.0005M 時 , 去 除 率 為 37%, 比 較 相 同 濃 鈣 及 鎂硬 水 處 理 之 效 率 ( 表 4-54 及 表 4-57), 去 除 率 之 平 均 值 為 38(13 及63%), 若 濃 度 改 為 0.002 時 , 去 除 率 則 為 44% 比 較 相 同 濃 度 鈣 及 鎂硬 水 之 處 理 效 率 , 去 除 率 之 平 均 值 為 46%(13 及 79%), 從 此 結 果 可以 發 現 對 此 薄 膜 , 混 合 硬 水 與 相 同 濃 度 單 獨 硬 水 處 理 效 率 之 平 均 值 差不 多 , 因 此 可 以 利 用 此 結 果 來 加 以 預 測 實 際 之 水 樣 。比 較 這 三 種 薄 膜 對 硬 度 之 去 除 效 果 ,DK3308T 之 去 除 率 範 圍 為67〜82%, 平 均 值 75,ATFRO 薄 膜 之 去 除 率 都 為 98%,ATF 之 去 除 率範 圍 則 從 37〜44, 平 均 值 為 40%, 因 此 , 以 硬 度 去 除 率 來 看 , 以 ATFRO薄 膜 之 去 除 效 果 最 好 , 但 比 較 其 處 理 量 卻 是 DK3308T 薄 膜 最 大 。 會造 成 此 結 果 之 差 異 , 主 要 是 由 於 ATFRO 之 孔 隙 度 最 小 , 其 電 荷 密 度大 , 因 此 對 鈣 、 鎂 等 離 子 之 引 力 強 , 去 除 率 高 。154

表 4-58 DK3308T 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果配 製 藥 品分 析 項 目CaCl 2 =MgSO 4= 5x10 -4 MCaCl 2 =MgSO 4= 1x10 -3 MCaCl 2 =MgSO 4= 2x10 -3 M原 水 pH 6.41 6.56 6.60原 水 硬 度102 207 393(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度238 447 836µs/cm)初 濾 水 pH 6.29 6.45 6.49初 濾 水 硬 度101 205 389(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 236 439 832(µs/cm)清 水 pH 6.13 6.26 6.30清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)34 50 6992 136 19767 76 8261 70 76690 680 620註 : 所 使 用 之 薄 膜 為 Desal-5 公 司 之 DK3308T 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為110psi, 採 樣 時 間 為 系 統 穩 定 後 10min, 回 收 率 為 90%。155

7060清 水 硬 度 (CaCO3 /L)504030201000 50 100 150 200 250 300 350 400原 水 硬 度 (mgCaCO3 /L)圖 4-36 DK3308T 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果 -1200180清 水 導 電 度 ( Ms/cm)1601401201008060402000 100 200 300 400 500 600 700 800 900原 水 導 電 度 ( Ms/cm)圖 4-37 DK3308T 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果 -2156

表 4-59 ATFRO 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果配 製 藥 品CaCl 2 =MgSO 4CaCl 2 =MgSO 4CaCl 2 =MgSO 4分 析 項 目= 5x10 -4 M= 1x10 -3 M= 2x10 -3 M原 水 pH 6.43 6.65 6.62原 水 硬 度99 195 401(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度231 439 852(µs/cm)初 濾 水 pH 6.27 6.40 6.45初 濾 水 硬 度94 188 389(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 220 429 828(µs/cm)清 水 pH 5.92 5.95 5.99清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)2.2 3.8 6.86 13 2098 98 9897 97 98260 240 220註 : 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司 之 ATFRO 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi,回 收 率 為 80%。157

765432100 50 100 150 200 250 300 350 400 450圖 4-38 ATFRO 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果 之 回 歸 圖2001501005000 50 100 150 200 250 300 350 400圖 4-39 ATF50 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果158

表 4-60 ATF50 薄 膜 對 不 同 鈣 及 鎂 混 合 濃 度 處 理 結 果配 製 藥 品CaCl 2 =MgSO 4CaCl 2 =MgSO 4CaCl 2 =MgSO 4分 析 項 目= 5x10 -4 M= 1x10 -3 M= 2x10 -3 M原 水 pH 6.00 6.29 6.39原 水 硬 度103 196 396(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度234 440 835(µs/cm)初 濾 水 pH 6.11 6.23 6.36初 濾 水 硬 度101 191 389(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 228 429 820(µs/cm)清 水 pH 6.16 6.27 6.39清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)65 119 223159 288 53837 39 4432 35 36260 250 240註 : 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司 之 ATF50 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi,回 收 率 為 80%。159

4.7.2.4 氯 離 子 (chloride ions) 對 薄 膜 處 理 硬 度之 影 響為 了 瞭 解 氯 離 子 ( 即 單 價 離 子 ,monovalent ions) 存 在 對 薄 膜 處 理 硬 度時 之 影 響 , 本 實 驗 設 計 使 用 氯 化 鈣 (CaCl 2 ) 及 硫 酸 鈣 (CaSO 4 ) 來 混 合 配 製水 樣 , 配 製 水 樣 之 總 濃 度 則 固 定 為 0.002M。 實 驗 最 初 配 製 0.002M 之 氯化 鈣 溶 液 , 採 用 DK3308T 薄 膜 來 進 行 試 驗 , 經 過 薄 膜 處 理 後 , 清 水 之硬 度 減 為 84 mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 為 58%, 將 氯 化 鈣 之 濃 度 減 半 且 混合 相 同 濃 度 之 硫 酸 鈣 , 所 配 製 之 水 樣 雖 然 與 前 者 硬 度 值 差 異 不 大 , 但 導電 度 值 卻 下 降 許 多 , 當 此 水 樣 通 過 薄 膜 時 , 硬 度 降 為 66 mg/L as CaCO 3 ,去 除 率 則 提 昇 至 66%, 當 氯 化 鈣 濃 度 減 為 5x10 -4 M 時 , 去 除 率 則 為 77%, 若 濃 度 降 至 2.5x10 -4 M( 氯 離 子 濃 度 為 5x10 -4 M), 去 除 率 增 加 到 86%,假 如 將 配 製 水 樣 都 使 用 硫 酸 鈣 來 配 製 時 , 去 除 率 竟 高 達 97%。 從 圖 4-40即 可 以 明 顯 看 出 , 最 初 氯 離 子 之 濃 度 增 加 , 幾 乎 清 水 之 硬 度 值 也 成 線 性增 加 , 慢 慢 才 趨 於 緩 和 增 加 , 可 見 氯 離 子 ( 即 單 價 陰 離 子 ) 對 硬 度 去 除 率影 響 很 大 , 探 討 其 原 因 , 這 是 由 於 單 價 離 子 之 帶 電 性 較 弱 , 因 此 與 薄 膜表 面 之 間 的 引 力 (attraction)( 排 斥 力 , exclusion force) 也 較 弱 , 加 上 分 子 較小 , 因 此 很 容 易 通 過 薄 膜 , 由 於 電 荷 平 衡 之 關 係 , 也 帶 動 了 部 份 鈣 離 子160

通 過 薄 膜 , 才 使 得 去 除 效 果 變 差 。 然 而 , 在 流 量 方 面 , 卻 隨 著 硫 酸 鈣 濃度 增 加 而 降 低 , 這 也 是 因 為 薄 膜 孔 隙 阻 塞 所 造 成 。選 用 ATFRO 薄 膜 進 行 相 同 之 試 驗 , 由 於 此 薄 膜 對 於 硬 度 之 去 除 效果 較 好 , 因 此 雖 然 有 氯 離 子 之 存 在 , 硬 度 之 去 除 率 還 是 很 高 , 實 驗 最 初配 製 0.002M 濃 度 之 氯 化 鈣 , 薄 膜 過 濾 後 硬 度 剩 下 5.9 mg/L as CaCO 3 ,去 除 率 為 97%, 雖 然 去 除 率 已 經 很 高 , 然 而 , 若 改 變 配 製 之 水 樣 還 是 可以 明 顯 的 看 出 變 化 , 當 配 製 之 水 樣 都 使 用 硫 酸 鈣 時 , 清 水 之 硬 度 只 剩 下3.2 mg/L as CaCO 3 , 比 氯 化 鈣 之 清 水 值 降 低 快 一 半 , 導 電 度 值 之 差 異 更是 超 過 一 倍 , 若 將 氯 離 子 之 濃 度 與 清 水 之 硬 度 值 作 圖 ( 圖 4-41), 赫 然 發現 兩 者 幾 乎 成 線 性 關 係 ( 相 關 係 數 為 0.9982), 可 見 氯 離 子 對 此 薄 膜 還 是有 影 響 。 然 而 , 從 流 量 變 化 之 情 形 來 看 , 差 異 並 不 太 大 , 這 是 因 為 硬 度之 去 除 率 差 異 並 不 大 。換 取 ATF50 進 行 實 驗 , 濃 度 為 0.002M 時 , 去 除 率 只 有 13%, 當 氯化 鈣 之 濃 度 減 半 改 用 硫 酸 鈣 代 替 , 去 除 率 竟 然 提 昇 至 44%, 增 加 了 2.4倍 , 可 見 氯 離 子 對 此 薄 膜 影 響 很 大 , 若 將 配 製 之 水 樣 全 部 使 用 硫 酸 鈣時 , 去 除 率 則 變 為 82%, 比 原 先 增 加 了 5.3 倍 , 若 從 圖 4-42 更 可 以 清 楚看 出 , 當 水 中 氯 離 子 之 濃 度 增 加 , 清 水 之 硬 度 值 幾 乎 成 線 性 增 加 , 難 怪流 量 也 有 明 顯 之 不 同 。161

從 這 三 種 薄 膜 之 實 驗 結 果 可 以 發 現 , 假 如 原 先 薄 膜 對 硬 度 之 去 除 效果 很 好 的 話 ( 如 ATFRO 薄 膜 ), 則 氯 離 子 對 他 的 影 響 就 會 比 較 小 , 然 而 ,若 原 本 效 果 就 不 是 很 好 時 ( 如 ATF50 薄 膜 ), 單 價 離 子 之 存 在 對 它 之 影 響將 會 很 大 , 有 時 去 除 效 果 將 會 差 上 好 幾 倍 , 將 三 種 薄 膜 對 硬 度 之 去 除 率與 氯 離 子 濃 度 作 圖 ( 圖 4-43 ), 可 以 發 現 氯 離 子 之 存 在 對 ATF50 薄 膜 去 除硬 度 之 影 響 最 大 ,ATFRO 薄 膜 則 影 響 最 小 。表 4-61 氯 離 子 存 在 對 DK3308T 薄 膜 操 作 之 影 響162

配 製 藥 品CaCl 2CaCl 2CaCl 2 =5x10 -4 MCaCl 2 =2.5x10 -4 MCaSO 4=2x10 -3 M=CaSO 4CaSO 4 =1.5x10 -3 MCaSO 4 =1.75x10 -3 M=2x10 -3 M分 析 項 目=1x10 -3 M原 水 pH 6.51 6.53 6.58 6.60 6.63原 水 硬 度 199 195 200 203 195(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 504 458 430 429 422(µs/cm)初 濾 水 pH 6.39 6.45 6.52 6.52 6.56初 濾 水 硬 度 196 192 194 199 191(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 500 450 418 419 413(µs/cm)清 水 pH 6.27 6.32 6.37 6.40 6.42清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)84 66 47 29 5228 172 119 71 1258 66 77 88 9755 62 72 83 97650 630 610 590 550註 : 配 製 水 樣 之 總 濃 度 為 2x10 -3 M。 所 使 用 之 薄 膜 為 Desal-5 公 司 之 DK3308T 薄 膜 , 操作 之 壓 力 為 110psi, 採 樣 時 間 為 系 統 操 作 穩 定 後 10min, 回 收 率 為 90%。163

100清 水 之 硬 度 (mg CaCO 3 /L)8060402000 1 2 3 4氯 離 子 之 濃 度 (x10-3 M)圖 4-40 氯 離 子 存 在 對 DK3308T 薄 膜 去 除 硬 度 影 響 之 結 果原 水 水 質 : 人 工 水 樣 所 使 用 之 藥 品 為 CaCl 2 •2H 2 O 及 CaSO 4 ,水 樣 總 濃 度 為 2x10 -3 M。操 作 條 件 : 所 使 用 之 薄 膜 為 Desal-5 公 司 之 DK3308T 薄 膜 , 操作 之 壓 力 為 110psi 採 樣 時 間 為 系 統 操 作 穩 定 後10min, 回 收 率 為 90%。164

表 4-62 氯 離 子 存 在 對 ATFRO 薄 膜 操 作 之 影 響配 製 藥 品CaCl 2CaCl 2CaCl 2 =5x10 -4 MCaCl 2 =2.5x10 -4 MCaSO 4=2x10 -3 M=CaSO 4CaSO 4 =1.5x10 -3 MCaSO 4 =1.75x10 -3 M=2x10 -3 M分 析 項 目=1x10 -3 M原 水 pH 6.57 6.57 6.59 6.61 6.62原 水 硬 度 200 195 202 197 198(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 506 456 432 426 424(µs/cm)初 濾 水 pH 6.37 6.48 6.51 6.52 6.55初 濾 水 硬 度 194 188 194 190 190(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 490 444 417 411 408(µs/cm)清 水 pH 5.95 5.96 5.96 5.98 6.01清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)5.9 4.5 4.0 3.6 3.220 14 12 10 997 98 98 98 9896 97 97 98 98240 240 235 235 230註 : 配 製 水 樣 之 總 濃 度 為 2x10 -3 M。 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司 之 ATFRO薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 回 收 率 為 80%。165

6.0)5.55.04.54.03.53.00 1 2 3 4圖 4-41 氯 離 子 存 在 對 ATFRO 薄 膜 去 除 硬 度 結 果 之 回 歸 圖原 水 水 質 : 人 工 水 樣 所 使 用 之 藥 品 為 CaCl 2 •2H 2 O 及 CaSO 4 ,總 濃 度 為 2x10 -3 M。操 作 條 件 : 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司 之 ATFRO 薄 膜 , 操作 之 壓 力 為 110psi, 回 收 率 為 80%, 採 樣 時 間 為系 統 操 作 穩 定 後 10min。166

表 4-63 氯 離 子 存 在 對 ATF50 處 理 硬 度 之 影 響配 製 藥 品CaCl 2CaCl 2CaCl 2 =5x10 -4 MCaCl 2 =2.5x10 -4 MCaSO 4=2x10 -3 M=CaSO 4CaSO 4 =1.5x10 -3 MCaSO 4 =1.75x10 -3 M=2x10 -3 M分 析 項 目=1x10 -3 M原 水 pH 6.54 6.55 6.58 6.60 6.61原 水 硬 度 195 197 193 201 199(mg/L as CaCO 3 )原 水 導 電 度 485 448 422 426 413(µs/cm)初 濾 水 pH 6.34 6.45 6.43 6.48 6.51初 濾 水 硬 度 190 191 188 194 193(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 導 電 度 473 435 417 405 400(µs/cm)清 水 pH 6.39 6.49 6.65 6.70 6.72清 水 硬 度 (mg/Las CaCO 3 )清 水 導 電 度(µs/cm)硬 度 去 除 率(%)導 電 度 減 少 率(%)清 水 流 量(mL/min)170 111 80 55 36425 271 188 117 7413 44 59 73 8212 40 55 73 82270 250 240 235 230註 : 配 製 水 樣 之 總 濃 度 為 2x10 -3 M。 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司 之 ATF50薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 回 收 率 為 80%。167

180清 水 之 硬 度 (mgCaCO3 /L)1601401201008060402000 1 2 3 4氯 離 子 之 濃 度 (x10-3 M)圖 4-42 氯 離 子 存 在 對 ATF50 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 結 果原 水 水 質 : 使 用 之 藥 品 為 CaCl 2 •2H 2 O 及 CaSO 4 。操 作 條 件 : 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司 之 ATF50 薄 膜 , 操 作之 壓 力 為 110psi, 回 收 率 為 80%, 採 樣 時 間 為 系統 操 作 穩 定 後 10min。168

100DK3308TATFROATF50硬度去除率(%)80604020001 2 3 4氯 離 子 濃 度 (x10 -3 M)圖 4-43 氯 離 子 存 在 對 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 結 果原 水 水 質 : 使 用 之 藥 品 為 CaCl2•2H2O 及 CaSO4 配 製 總 濃 度 為2x10 -3 M操 作 條 件 : 壓 力 為 110psiDK3308T 薄 膜 之 回 收 率 為 90%,ATFRO及 ATF50 之 回 收 率 為 80%, 採 樣 時 間 為 系 統 操 作 穩定 後 10min。169

4.7.2.5 以 NF 薄 膜 法 處 理 含 腐 植 酸 之 硬 水本 研 究 主 要 處 理 之 兩 種 目 標 污 染 物 質 分 別 為 硬 度 及 腐 植 酸 , 經 過 個別 分 開 基 本 試 驗 後 , 已 對 三 種 薄 膜 之 基 本 性 質 有 了 清 楚 的 瞭 解 , 因 此 接下 來 希 望 能 將 這 兩 種 污 染 物 混 合 , 探 討 這 兩 種 物 質 同 時 存 在 時 , 對 彼 此處 理 效 果 之 相 互 影 響 情 形 。4.7.2.5.1 腐 植 酸 之 存 在 對 硬 度 去 除 之 影 響在 做 完 基 本 試 驗 , 使 我 們 瞭 解 三 種 薄 膜 對 單 獨 硬 度 及 腐 植 酸 處 理 之性 能 , 然 而 , 在 實 際 之 水 樣 中 兩 者 是 同 時 存 在 , 因 此 接 下 來 之 實 驗 為 配製 兩 者 之 混 合 水 樣 , 以 瞭 解 彼 此 間 對 去 除 效 率 之 影 響 。 實 驗 最 初 採 取 固定 硬 度 之 含 量 , 使 用 CaCl2•2H2O 及 MgSO4•7H20 之 混 合 物 ( 比 例 為 2:1),這 是 由 於 實 際 水 樣 中 鈣 硬 度 所 佔 比 例 較 大 , 配 製 之 濃 度 為 0.003M( 硬 度值 為 300 mg/L as CaCO3), 改 變 所 添 加 之 腐 植 酸 濃 度 , 以 瞭 解 腐 植 酸 之 存在 對 薄 膜 去 除 效 果 之 影 響 。根 據 實 驗 結 果 發 現 ( 圖 4-44), 添 加 腐 植 酸 溶 液 , 對 於 薄 膜 去 除 硬 度之 影 響 不 大 , 不 但 對 硬 度 去 除 效 果 沒 有 幫 助 , 且 使 得 清 水 之 硬 度 有 微 量170

之 增 加 , 這 是 由 於 鈣 及 鎂 離 子 之 帶 電 性 較 強 , 且 帶 的 又 是 正 電 與 薄 膜 表面 相 互 吸 引 , 而 根 據 Snoeyink and Jenkins(1985) 研 究 指 出 , 腐 植 酸 在 pH5-8 之 間 為 帶 負 電 之 聚 合 電 解 質 ( 由 於 COOH 基 及 少 數 之 酚 基 離 子 ), 與表 面 相 互 排 斥 , 因 此 薄 膜 表 面 會 先 沈 積 硬 度 物 質 , 所 以 腐 植 酸 的 存 在 對其 去 除 效 果 影 響 不 大 。 由 於 其 他 兩 種 薄 膜 也 是 類 似 之 結 果 , 因 此 未 將 結果 列 出 。圖 4-44 腐 植 酸 的 存 在 對 DK3308T 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 結 果原 水 水 質 : 硬 度 含 量 為 300 mg/L as CaCO 3 , 添 加 腐 植 酸 濃 度 為 0.5、1.0、1.5 及 3.0mg/L 。 操 作 條 件 : 壓 力 =110psi, 回 收 率 =90。171

表 4-64 腐 植 酸 的 存 在 對 DK3308T 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 結 果4.7.2.5.2 硬 度 之 存 在 對 腐 植 酸 去 除 之 影 響從 之 前 的 實 驗 結 果 中 發 現 ( 圖 4-44), 腐 植 酸 之 存 在 對 硬 度 的 去 除 效果 影 響 不 大 , 然 而 , 檢 測 此 實 驗 中 TOC 之 濃 度 變 化 , 意 外 發 現 硬 度 之存 在 對 腐 植 酸 之 去 除 有 蠻 大 之 影 響 。 從 DK3308T 薄 膜 試 驗 結 果 , 當 加入 300 mg/L as CaCO 3 之 硬 度 時 , 對 0.5mg/L 濃 度 之 腐 植 酸 去 除 率 從 59%提 升 至 87%, 若 濃 度 為 1.0mg/L 時 , 去 除 率 則 從 76% 提 升 至 92%, 當 最後 濃 度 提 昇 到 3.0 mg/L 時 , 去 除 率 則 由 85% 提 升 至 93%。 會 造 成 此 種 結果 , 這 可 能 是 由 於 硬 度 物 質 容 易 吸 附 在 薄 膜 表 面 上 , 因 此 造 成 薄 膜 部 分表 面 之 孔 隙 阻 塞 , 或 者 是 因 為 被 去 除 的 鈣 及 鎂 離 子 與 腐 植 酸 附 合 , 使 得腐 植 酸 不 易 通 過 薄 膜 而 被 去 除 , 必 須 再 進 一 步 研 究 。 而 從 圖 4-45 可 以 看172

出 , 添 加 人 工 硬 度 後 ,TOC 之 檢 測 值 都 普 遍 往 下 降 , 從 圖 4-46 則 可 看出 , 其 去 除 率 明 顯 提 高 。表 4-65 添 加 硬 度 對 DK3308T 薄 膜 去 除 腐 植 酸 之 影 響 結 果至 於 流 量 之 影 響 , 根 據 實 驗 之 結 果 發 現 , 當 水 樣 中 只 含 有 腐 植 酸 溶液 時 , 清 水 之 流 量 與 單 純 試 劑 水 之 流 量 差 異 不 大 , 可 見 處 理 腐 植 酸 較 不易 產 生 阻 塞 , 然 而 , 當 水 樣 中 含 有 硬 度 存 在 時 , 清 水 流 量 將 明 顯 降 低 ,當 水 樣 中 含 有 腐 植 酸 濃 度 為 0.5mg/L, 清 水 流 量 為 840mL/min, 若 添 加300 mg/L as CaCO 3 之 硬 度 , 處 理 後 流 量 降 為 700mL/min, 減 少 17% 之 流量 , 不 過 若 增 加 水 樣 中 腐 植 酸 之 濃 度 , 則 流 量 之 差 異 卻 不 大 , 當 濃 度 為3.0 mg/L 時 , 流 量 之 減 少 比 例 變 為 19%( 從 830 減 為 670mL/min), 可 見 對 於 此 兩 種 污 染 物 質 來 說 , 影 響 薄 膜 處 理 流 量 之 程 度 ,173

硬 度 遠 比 腐 植 酸 大 , 這 也 意 味 著 硬 度 比 腐 植 酸 物 質 容 易 積 垢 在 薄 膜 上 。水 中 含 高 TOC 時 代 表 水 中 所 含 的 有 機 物 濃 度 高 , 而 硬 度 高 則 代 表鈣 、 鎂 離 子 濃 度 高 , 無 論 鈣 鎂 離 子 或 有 機 物 都 會 造 成 薄 膜 積 垢 之 物 質 ,因 此 應 用 薄 膜 處 理 法 在 高 TOC 及 硬 度 濃 度 的 水 源 時 , 應 定 時 反 沖 洗 或 增加 前 處 理 單 元 , 這 些 都 是 往 後 研 究 之 主 要 課 題 。圖 4-45 硬 度 存 在 對 DK3308T 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -1原 水 水 質 : TOC=0.5、1.0、1.5 及 3.0mg/L , 添 加 人 工 硬 度為 300 mg/L as CaCO 3 (CaCl 2 .2H 2 O 及 MgSO 4 .7H 2 O 之 混 合 物 , 比 例 為 2:1)操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =110psi, 回 收 率 =90%, 取 樣 時 間 為174

系 統 穩 定 後 l0min。175

圖 4-46 硬 度 存 在 對 DK3308T 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -2原 水 水 質 : TOC=0.5、1.0、1.5 及 3.0mg/L, 添 加 人 工 硬 度為 300 mg/L as CaCO 3 (CaCl 2 .2H 2 O 及MgSO 4 .7H 2 O 之 混 合 物 , 比 例 為 2:1)操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =110psi, 回 收 率 =90% , 取 樣 時 間 為系 統 穩 定 後 l0min。175

表 4-66 DK3308T 薄 膜 操 作 時 腐 植 酸 及 硬 度 之 存 在 對 清 水 流 量 之 影 響為 了 瞭 解 其 他 薄 膜 是 否 也 有 此 現 象 , 改 變 薄 膜 進 行 試 驗 , 使 用 之 薄膜 為 ATFRO, 雖 然 腐 植 酸 存 在 對 硬 度 去 除 效 果 影 響 不 大 , 然 而 , 硬 度存 在 對 腐 植 酸 之 去 除 , 卻 有 不 小 之 影 響 , 實 驗 結 果 發 現 , 當 加 入 300 mg/Las CaCO 3 之 硬 度 時 , 對 0.5mg/L 之 腐 植 酸 去 除 率 提 昇 了 13%, 若 濃 度 增至 3.0 mg/L, 其 去 除 率 也 增 加 了 5%, 可 見 硬 度 之 存 在 對 腐 植 酸 去 除 率確 實 有 影 響 , 從 圖 4-47 及 4-48 更 可 明 顯 看 出 差 異 。 比 較 具 硬 度 存 在 前後 清 水 流 量 之 變 化 , 差 異 值 感 覺 不 像 前 一 個 薄 膜 那 麼 大 , 然 而 , 計 算 其減 少 比 率 發 現 , 當 腐 植 酸 濃 度 為 0.5mg/L 時 , 減 少 率 也 有 14%, 可 見 硬度 影 響 之 大 。176

表 4-67 添 加 硬 度 對 ATFRO 薄 膜 去 除 腐 植 酸 之 影 響 結 果圖 4-47 硬 度 存 在 對 ATFRO 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -1原 水 水 質 :TOC=0.5、1.0、 1.5 及 3.0mg/L, 添 加 人 工 硬 度 為 300mg/L as CaCO 3 (CaCl 2 .2H 2 O 及 MgSO 4 .7H 2 O 之 混合 物 , 比 例 為 2:1) 。操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =110psi, 回 收 率 =80% , 採 樣 時 間 為 系 統操 作 穩 定 後 l0min。177

圖 4-48 硬 度 存 在 對 ATFRO 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -2原 水 水 質 :TOC=0.5、1.0、1.5 及 3.0mg/L, 添 加 人 工 硬 度 為 300mg/L as CaCO 3 (CaCl2•2H2O 及 MgS04•7H2O 之混 合 物 , 比 例 為 2:1)。操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =110psi, 回 收 率 =80%, 採 樣 時 間 為 系 統 操作 穩 定 後 l0 min。178

表 4-68 ATFRO 薄 膜 操 作 時 腐 植 酸 及 硬 度 之 存 在 對 清 水 流 量 之 影 響使 用 ATF50 進 行 相 同 之 試 驗 , 實 驗 結 果 發 現 , 當 添 加 300 mg/L asCaCO 3 之 硬 度 時 , 對 0.5mg/L 之 腐 植 酸 溶 液 去 除 率 從 29% 提 昇 至 46%,增 加 了 17%, 若 濃 度 增 加 為 3.0 mg/L 時 , 去 除 率 則 從 84% 增 加 到 88%,只 增 加 4%, 從 結 果 中 得 知 ( 圖 4-49~4-50), 去 除 率 影 響 之 程 度 並 不 如 前面 兩 種 薄 膜 , 這 是 由 於 此 種 薄 膜 之 孔 隙 度 較 大 , 本 身 對 硬 度 及 腐 植 酸 之去 除 效 果 較 差 , 因 此 , 硬 度 的 存 在 對 腐 植 酸 去 除 率 之 影 響 較 小 。 不 過 流量 之 變 化 , 卻 與 第 二 種 薄 膜 之 結 果 很 類 似 , 可 見 這 與 薄 膜 之 材 質 與 設 計廠 商 的 不 同 , 都 會 影 響 其 結 果 。179

表 4-69 添 加 硬 度 對 ATF50 薄 膜 去 除 腐 植 酸 之 影 響 結 果圖 4-49 硬 度 存 在 對 ATF50 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -1原 水 水 質 :TOC=0.5、1.0、1.5 及 3.0mg/L, 添 加 人 工 硬 度為 300 mg/L as CaCO 3 (CaCl2•2H2O 及MgS04•7H2O 之 混 合 物 比 例 為 2:1)。操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =110psi 回 收 率 =80%, 採 樣 時 間 為 系 統操 作 穩 定 後 l0min 。180

圖 4-50 硬 度 存 在 對 ATF50 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 結 果 -2原 水 水 質 :TOC=0.5、1.0、1.5 及 3.0mg/L, 添 加 人 工 硬 度 為 300mg/L as CaCO 3 (CaCl2•2H2O 及 MgS04•7H2O 之混 合 物 比 例 為 2:1) 。操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =110psi, 回 收 率 =80% , 採 樣 時 間 為 系統 操 作 穩 定 後 l0 min。181

表 4-70 ATF50 薄 膜 操 作 時 腐 植 酸 及 硬 度 之 存 在 對 清 水 流 量 之 影 響182

表 4-76 ATFRO 薄 膜 操 作 未 添 加 人 工 硬 度 之 處 理 結 果表 4-77 ATFRO 薄 膜 操 作 添 加 100 mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理 結 果表 4-78 ATFRO 薄 膜 操 作 添 加 2OO mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理 結 果187

表 4-79 ATFRO 薄 膜 操 作 添 加 300 mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 虎 理 結 果表 4-80 ATFRO 薄 膜 操 作 添 加 500 mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理 結 果188

圖 4-52 硬 度 對 ATFRO 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 變 化 圖原 水 水 質 :TOC=3.0mg/L, 添 加 之 人 工 硬 度 為 CaCl 2 •2H 2 O及 MgSO 4 •7H 2 0 ( 比 例 為 3:2 或 2:1)。操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =110psi, 回 收 率 =80%, 採 樣 時 間為 系 統 操 作 穩 定 後 l0 min。189

換 取 ATF50 進 行 相 同 之 試 驗 , 當 沒 有 添 加 硬 度 時 , 過 濾 後 清 水 殘 留之 TOC 值 為 0.50, 去 除 率 84%, 當 添 加 硬 度 量 為 100 mg/L as CaCO 3 後 ,清 水 TOC 之 去 除 率 只 增 加 1%, 成 為 85%, 當 硬 度 添 加 量 增 為 200 mg/Las CaCO 3 時 , 去 除 率 增 為 87%, 若 最 後 添 加 量 為 500 mg/L as CaCO 3 時 ,去 除 率 則 提 升 為 89%。 實 驗 結 果 中 發 現 , 此 種 薄 膜 變 化 之 趨 勢 , 與 ATFRO薄 膜 之 結 果 相 類 似 , 都 隨 著 添 加 硬 度 值 之 增 加 ,TOC 之 去 除 率 也 隨 之 增加 , 這 可 能 是 由 於 這 兩 種 薄 膜 之 材 質 及 製 造 公 司 相 同 , 因 此 也 出 現 相 同之 情 況 , 不 過 還 是 可 以 看 出 ATF50 之 去 除 率 較 低 , 這 則 是 因 為 此 薄 膜 的孔 隙 度 較 大 之 因 素 。 若 比 較 這 三 種 薄 膜 之 結 果 , 可 以 發 現 都 是 在 硬 度 添加 量 為 200 mg/L as CaCO 3 時 , 去 除 率 增 加 表 為 明 顯 。 清 水 之 流 量 , 未添 加 硬 度 時 , 流 量 為 260mL/min, 當 硬 度 添 加 量 為 500 mg/L as CaCO 3時 , 流 量 減 成 為 230mL/min, 減 少 率 為 12%, 並 沒 有 像 前 兩 種 薄 膜 降 幅如 此 大 , 這 是 由 於 此 薄 膜 對 於 硬 度 之 去 除 效 果 較 差 , 因 此 產 生 之 積 垢 量較 少 , 所 以 影 響 較 小 。190

表 4-81 ATF50 薄 膜 操 作 未 添 加 人 工 硬 度 之 處 理 結 果表 4-82 ATF50 薄 膜 操 作 添 加 100 mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理 結 果表 4-83 ATF50 薄 膜 操 作 添 加 200 mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理 結 果191

表 4-84 ATF50 薄 膜 操 作 添 加 300 mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理 結 果表 4-85 ATF50 薄 膜 操 作 添 加 500 mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 之 處 理 結 果192

比 較 這 三 種 薄 膜 ( 圖 4-54), 硬 度 對 腐 植 酸 去 除 效 果 之 影 響 發 現 , 當硬 度 之 添 加 量 較 少 時 , 以 DK3308T 薄 膜 之 影 響 最 大 , 不 過 當 硬 度 添 加量 持 續 增 加 時 , 對 此 薄 膜 之 影 響 卻 愈 來 愈 小 , 而 對 ATFRO 及 ATF50 薄膜 來 說 則 是 持 續 影 響 , 所 以 當 添 加 量 為 500 mg/L as CaCO 3 時 , 對 TOC之 去 除 率 前 兩 者 薄 膜 變 為 相 同 , 然 而 , 還 是 可 以 看 出 硬 度 對 ATF50 之 影響 程 度 最 小 。193

圖 4-53 硬 度 對 ATF50 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 變 化 圖原 水 水 質 :TOC=3.0mg/L , 添 加 之 人 工 硬 度 為 CaCl 2 •2H 2 O 及 MgSO 4 •7H 2 0 ( 比 例 為 3:2 或 2:1)。操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =110psi, 回 收 率 =80%, 採 樣 時 間 為系 統 操 作 穩 定 後 l 0min。194

圖 4-54 硬 度 對 薄 膜 處 理 腐 植 酸 之 影 響 變 化 圖原 水 水 質 :TOC=3.0mg/L, 添 加 之 人 工 硬 度 為 CaCl 2 •2H 2 O及 MgSO 4 •7H 2 0 ( 比 例 為 3:2 或 2:1) 。操 作 條 件 : 操 作 壓 力 =1l0psi, DK3308T 薄 膜 之 回 收 率 為90% ATFRO 及 ATF50 之 回 收 率 則 為 80%, 採樣 時 間 為 系 統 操 作 穩 定 後 10min。195

4.7.2.6 實 際 水 樣 操 作 之 結 果在 經 過 一 連 串 之 人 工 水 樣 試 驗 後 , 已 經 對 三 種 薄 膜 之 性 質 有 了 深 層的 了 解 , 然 而 , 畢 竟 在 應 用 上 所 面 對 的 是 貴 際 水 樣 , 且 實 際 水 樣 之 水 質成 分 複 雜 , 在 操 作 結 果 上 可 能 會 有 所 不 同 , 因 此 最 後 還 是 要 使 用 貴 際 水樣 進 行 試 驗 , 並 試 圖 對 結 果 作 預 測 , 以 比 較 與 人 工 水 樣 結 果 之 差 異 性 。4.7.2.6.l DK3308T 薄 膜 操 作 之 結 果選 擇 使 用 之 水 樣 為 L 淨 水 場 的 原 水 , 目 前 此 水 廠 之 產 水 率 約 為 每 日40-42 萬 噸 , 為 大 高 雄 地 區 主 要 民 生 用 水 來 源 。L 水 廠 現 有 二 套 處 理 程序 , 雖 然 建 造 時 間 及 建 造 型 式 不 甚 相 同 , 但 該 二 套 程 序 基 本 上 是 由 傳 統的 混 凝 、 沉 澱 、 過 濾 程 序 , 無 包 含 前 後 加 氯 所 構 成 。經 由 水 廠 採 得 之 水 樣 , 利 用 DK3308T 薄 膜 進 行 試 驗 , 實 驗 結 果 發 現 ( 表4-86 ), 原 水 的 硬 度 值 為 255 mg/L as CaCO 3 , 在 操 作 一 小 時 後 所 採 得 清水 之 水 樣 , 其 硬 度 殘 留 值 剩 下 63 mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 為 75%。 從 之前 昇 溫 實 驗 , 幾 次 水 廠 水 質 之 分 析 結 果 發 現 , 硬 度 中 鈣 硬 度 與 鎂 硬 度 之比 例 約 為 2:1, 因 此 鈣 硬 度 約 為 170 mg/L as CaCO 3 , 鎂 硬 度 約 為 85 mg/Las CaCO 3 , 若 以 整 數 值 來 看 , 從 先 前 之 人 工 水 樣 實 驗 中 得 知 , 當 鈣 硬 度196

為 200 mg/L as CaCO 3 時 , 去 除 率 為 58%, 當 鎂 硬 度 為 100 mg/L as CaCO 3時 , 去 除 率 為 94%, 又 從 實 驗 中 得 知 , 若 將 鈣 與 鎂 硬 度 混 合 之 去 除 率 ,約 等 於 兩 者 個 別 去 除 率 之 平 均 值 , 因 此 將 兩 個 數 值 平 均 , 其 值 為 76%,竟 然 與 實 際 檢 測 值 非 常 接 近 , 所 以 說 可 以 利 用 人 工 水 樣 之 結 果 來 預 測 實際 水 樣 之 去 除 率 。 假 如 此 種 方 法 可 行 的 話 , 即 可 利 用 人 工 測 試 之 結 果 建立 基 本 資 料 庫 , 若 有 實 際 水 廠 水 質 之 資 料 , 即 可 利 用 預 測 使 用 薄 膜 法 來處 理 之 結 果 , 如 此 即 可 避 免 選 用 不 合 適 之 NF 而 增 加 成 本 。至 於 總 有 機 碳 方 面 , 原 水 中 之 TOC 值 為 2.27mg/L, 在 經 過 操 作 一小 時 後 , 清 水 殘 留 之 TOC 值 剩 下 0.16, 去 除 率 為 93%。 若 以 整 數 來 看 ,從 之 前 人 工 水 樣 的 實 驗 中 得 知 , 當 水 樣 之 TOC 值 為 3.0 且 硬 度 值 為 300mg/L as CaCO 3 時 ,TOC 去 除 率 也 為 93%, 硬 度 之 去 除 率 則 為 73%, 可見 也 可 以 用 此 方 法 來 加 以 預 測 。 至 於 其 他 檢 測 項 目 之 結 果 , 請 參 照 表4-86 所 示 。 從 結 果 可 以 看 出 此 薄 膜 對 這 些 項 目 都 有 不 錯 之 去 除 效 果 , 而硫 酸 鹽 之 去 除 率 特 別 高 , 這 是 因 為 NF 薄 膜 對 於 多 價 離 子 之 去 除 率 會 比較 好 , 其 原 因 在 先 前 已 有 說 明 。表 4-86 實 際 水 樣 DK3308T 薄 膜 操 作 之 結 果197

項 目水 樣L 水 廠 原 水 初 濾 水 清 水 去 除 率pH 7.83 7.69 6.82硬 度 255 245 63 75(mg/L as CaCO 3 )導 電 度 (μs/cm) 553 547 212 62硫 酸 鹽 (mg/L) 136.1 94.1 5.4 96氯 鹽 (mg/L) 8.9 8.8 3.9 56TDS (mg/L) 368 364 141 62TOC (mg/L) 2.27 2.05 0.16 93鐵 (mg/L) 0.272 0.164 0.037 86錳 (mg/L) 0.094 0.032 N.D銅 (mg/L) N.D N.D N.D鋅 (mg/L) N.D N.D N.D註 :1. 採 集 水 樣 為 L 淨 水 廠 之 原 水 。2. 操 作 所 使 用 之 薄 膜 為 Desalination 公 司 之 DK3308T( 直 徑 3.3in,長 8in) 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 取 樣 之 時 間 為 系 統 穩 定 後 1 小時 , 回 收 率 為 90%。3.N.D 表 濃 度 小 於 MDL4.7.2.6.2ATFRO 薄 膜 操 作 之 結 果198

此 薄 膜 所 使 用 之 水 樣 也 為 L 淨 水 廠 的 水 樣 , 根 據 實 驗 結 果 得 知 , 原 水中 之 硬 度 值 為 l90 mg/L as CaCO 3 , 在 薄 膜 操 作 一 小 時 後 , 其 清 水 之 殘 留硬 度 為 3.0 mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 為 98%。 在 TOC 方 面 , 原 水 之 TOC值 為 3.14mg/L , 操 作 一 小 時 後 , 清 水 之 TOC 值 剩 下 0.29 mg/L, 去 除率 為 91%。 而 從 之 前 人 工 水 樣 之 實 驗 中 得 知 , 當 水 樣 中 TOC 值 為3.0mg/L , 硬 度 值 為 200 mg/L as CaCO 3 時 , 在 薄 膜 操 作 10 分 鐘 後 , 硬度 之 去 除 率 為 98%,TOC 之 去 除 率 為 90%, 幾 乎 與 實 際 水 樣 之 操 作 結 果相 同 , 可 見 此 兩 種 物 質 都 能 輕 易 之 加 以 預 測 其 結 果 。 從 表 4-87 可 以 看出 , 此 種 薄 膜 普 遍 去 除 率 都 很 高 , 不 過 從 人 工 水 樣 實 驗 卻 得 知 , 此 種 薄膜 較 容 易 產 生 積 垢 ( 容 易 造 成 薄 膜 害 命 變 短 ) 且 流 量 也 較 小 , 因 此 應 用 在實 際 的 淨 水 廠 中 不 見 得 合 適 。表 4-87 實 際 水 樣 ATFRO 薄 膜 操 作 之 結 果199

水 樣L 水 廠 原 水 初 濾 水 清 水 去 除 率項 目pH 8.21 8.20 6.03硬 度190 188 3.0 98(mg/L as CaCO 3 )導 電 度 (μs/cm) 420 417 25 94硫 酸 鹽 (mg/L) 83.4 81.3 4.7 94氯 鹽 (mg/L) 4.9 4.6 0.8 84TDS (mg/L) 290 288 17 94TOC (mg/L) 3.14 3.02 0.29 91鐵 (mg/L) 0.421 0.171 N.D錳 (mg/L) 0.068 0.042 0.008銅 (mg/L) 0.010 0.010 N.D鋅 (mg/L) N.D N.D N.D註 :1. 採 集 水 樣 為 L 水 廠 之 原 水 。2. 操 作 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司 之 ATFRO( 直 徑 1.8n, 長 12in)薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 取 樣 之 時 間 為 系 統 穩 定 後 1 小 時 , 回 收率 為 80 %。3.N.D 表 濃 度 小 於 MDL200

4.7.2.6.3 ATF50 薄 膜 操 作 之 結 果使 用 ATF50 薄 膜 進 行 實 際 水 樣 試 驗 , 經 過 檢 測 水 樣 之 硬 度 值 為 192mg/L as CaCO 3 , 當 利 用 此 薄 膜 操 作 一 小 時 後 , 清 水 硬 度 之 殘 留 值 為 120mg/L as CaCO 3 , 去 除 率 只 有 38%, 而 總 有 機 碳 方 面 , 原 水 檢 測 值 為3.14mg/L, 清 水 殘 留 值 則 為 0.70 mg/L, 去 除 率 為 78%。 比 較 人 工 水 樣之 檢 測 結 果 發 現 , 當 水 樣 中 之 TOC 為 3.0 mg/L, 硬 度 值 為 200 mg/L asCaCO 3 時 , 在 穩 定 操 作 10 分 鐘 後 ,TOC 之 去 除 率 為 87%, 硬 度 之 去 除率 則 為 37%, 對 硬 度 來 說 與 實 際 水 樣 之 去 除 率 幾 乎 相 同 , 雖 然 TOC 之值 有 些 差 異 , 不 過 誤 差 值 也 在 10% 之 內 , 可 見 可 以 利 用 此 種 方 法 來 預 測實 際 操 作 之 結 果 。 從 表 4-88 可 以 看 出 , 此 種 薄 膜 的 去 除 效 果 在 這 三 種 薄膜 中 最 差 , 因 此 , 此 薄 膜 或 許 可 以 考 慮 當 作 前 處 理 的 薄 膜 。201

表 4-88 實 際 水 樣 ATF50 薄 膜 操 作 之 結 果水 樣L 水 廠 原 水 初 濾 水 清 水 去 除 率項 目pH 8.05 7.93 7.84硬 度192 190 120 38(mg/L as CaCO 3 )導 電 度 (μs/cm) 424 420 285 33硫 酸 鹽 (mg/L) 83.4 80.9 16.1 81氯 鹽 (mg/L) 4.9 4.8 4.0 23TDS (mg/L) 292 289 196 33TOC (mg/L) 3.14 3.04 0.70 78鐵 (mg/L) 0.421 0.133 N.D錳 (mg/L) 0.068 0.036 0.010 85銅 (mg/L) 0.010 0.010 N.D鋅 (mg/L) N.D N.D N.D註 :1. 採 集 水 樣 為 L 水 廠 之 原 水 。2. 操 作 所 使 用 之 薄 膜 為 AMT 公 司 之 ATF 50( 直 徑 1.8in, 長12in) 薄 膜 , 操 作 之 壓 力 為 110psi, 取 樣 之 時 間 為 系 統 穩 定 後1 小 時 , 回 收 率 為 80%。3.N.D 表 濃 度 小 於 MDL。202

4.7.2.7 改 變 操 作 條 件 對 薄 膜 處 理 效 果 之 影 響從 先 前 的 實 驗 中 得 知 , 對 本 研 究 之 三 種 薄 膜 來 說 , 以 第 一 種 薄 膜DK3308T 最 適 合 利 用 在 淨 水 廠 之 處 理 程 序 上 , 這 是 因 為 自 來 水 水 質 要 求並 非 要 將 所 有 之 物 質 去 除 , 加 上 此 種 薄 膜 之 單 位 面 積 處 理 量 最 大 , 對 於水 廠 利 用 上 最 有 利 , 因 此 接 下 來 之 貴 驗 只 針 對 此 薄 膜 來 研 究 , 希 望 能 找出 較 佳 的 操 作 條 件 。4.7.2.7.1 改 變 操 作 壓 力 對 去 除 硬 度 之 影 響為 了 瞭 解 操 作 壓 力 對 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 , 實 驗 設 計 利 用 採 得 澄 清湖 之 水 樣 , 改 變 其 操 作 之 壓 力 , 分 別 為 75、100、110、130、150 及 170psi,在 操 作 穩 定 10 分 鐘 後 , 採 取 清 水 之 水 樣 檢 測 其 硬 度 及 導 電 度 值 。 實 驗結 果 發 現 , 當 操 作 壓 力 為 75psi 時 , 處 理 後 清 水 殘 留 硬 度 值 為 75, 去 除率 為 71%, 若 將 壓 力 提 升 為 100 時 , 去 除 率 則 變 成 72%, 最 後 當 壓 力 增加 至 170psi 時 , 清 水 硬 度 值 剩 下 51, 去 除 率 增 加 至 80%, 當 操 作 壓 力不 斷 增 加 時 硬 度 去 除 效 果 也 不 斷 增 加 , 不 過 增 加 值 卻 愈 來 愈 少 , 導 電 度值 也 有 類 似 之 情 況 。203

表 4-89 不 同 操 作 壓 力 對 薄 膜 處 理 硬 度 之 操 作 結 果項 目操 作 壓 力清 水 流 量(mL/min)清 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 導 電 度(μs/cm)硬 度 去 除 率(%)75 psi 430 75 236 71100 psi 520 71 222 72110 psi 600 63 212 75130 psi 700 56 195 78150 psi 750 54 188 79170 psi 850 51 182 80註 : 處 理 水 樣 為 L 水 廠 之 水 樣 , 原 水 硬 度 值 為 255 mg/L as CaCO 3 ,採 樣 時 間 為 操 作 穩 定 後 10min。為 了 更 清 楚 比 較 具 差 異 , 設 計 以 75psi 之 操 作 結 果 當 成 基 準 , 而 計算 出 各 個 項 目 去 除 之 增 加 率 , 其 結 果 如 表 4-90 所 示 , 可 以 看 出 當 操 作 壓力 從 100psi 變 成 110psi 時 , 硬 度 去 除 率 增 加 表 顯 著 。 流 量 方 面 , 受 到 操作 壓 力 影 響 更 大 , 當 壓 力 從 75psi 升 到 170psi 時 , 流 量 增 加 幾 乎 一 倍 。 表 4-90 不 同 操 作 壓 力 下 處 理 結 果 之 變 化 情 形4.7.2.7.2 改 變 操 作 壓 力 對 腐 植 酸 去 除 之 影 響204

從 之 前 的 實 驗 我 們 已 經 得 知 , 操 作 壓 力 對 硬 度 去 除 率 有 部 分 影 響 ,接 下 來 則 是 想 了 解 對 腐 植 酸 是 否 也 有 類 似 之 情 況 。 實 驗 採 取 配 製 濃 度3.0mg/L 的 腐 植 酸 溶 液 , 選 擇 操 作 壓 力 為 80、100、110 及 140psi, 實 驗結 果 發 現 , 改 變 操 作 壓 力 對 TOC 之 去 除 效 果 , 影 響 不 像 硬 度 那 麼 大 ,尤 其 當 壓 力 超 過 100psi 時 , 幾 乎 值 就 不 大 有 變 化 , 操 作 壓 力 為 80psi 時 ,去 除 率 為 84%, 當 操 作 壓 力 提 昇 為 100psi 及 110psi 時 , 去 除 率 則 都 為85%。 不 過 在 流 量 方 面 , 清 水 之 流 量 確 實 有 明 顯 增 加 , 當 操 作 壓 力 為140psi 比 壓 力 為 80psi 時 的 流 量 增 加 了 58%。表 4-91 改 變 DK3308T 薄 膜 操 作 壓 力 對 腐 植 酸 去 除 之 結 果4.7.2.8 其 他 操 作 條 件 之 影 響205

4.7.2.8.1 改 變 回 收 率 對 硬 度 處 理 效 果 之 影 響從 文 獻 中 得 知 , 影 響 薄 膜 處 理 之 因 子 , 除 了 操 作 壓 力 外 , 回 收 率 是另 一 個 重 要 因 素 , 因 此 設 計 改 變 清 水 之 回 收 率 , 必 較 其 操 作 結 果 之 差 異性 , 採 用 之 回 收 率 分 別 為 60、70、80 及 90%, 實 驗 結 果 發 現 ( 表 4-92),改 變 清 水 之 回 收 率 , 對 於 硬 度 及 專 電 度 之 去 除 效 果 差 異 很 小 ( 或 許 對 於 其他 之 物 質 有 較 大 之 差 異 ), 不 過 當 回 收 率 降 低 時 , 由 於 單 位 時 間 通 過 之 量變 少 , 將 使 得 清 水 之 製 造 率 降 低 , 然 而 卻 也 因 此 使 得 薄 膜 使 用 壽 命 變長 。 由 於 使 用 之 水 樣 , 為 採 用 靜 置 一 天 取 其 上 層 液 之 澄 清 湖 原 水 , 由 於放 置 一 天 使 得 大 部 分 之 雜 質 都 已 經 沉 澱 下 來 , 然 而 檢 測 水 樣 之 硬 度 , 與先 前 之 檢 測 值 幾 乎 相 同 , 可 見 硬 度 都 是 溶 解 性 的 物 質 。 操 作 結 果 發 現 ,硬 度 之 去 除 率 竟 然 比 原 先 提 昇 了 4%( 相 同 之 回 收 率 ), 可 見 良 好 之 前 處理 , 不 但 可 以 延 長 薄 膜 之 使 用 壽 命 ( 防 止 大 顆 粒 破 壞 薄 膜 等 ), 且 有 助 於提 昇 薄 膜 之 去 除 效 率 。表 4-92 改 變 回 收 率 對 硬 度 處 理 效 果 之 影 響項 目 濃 縮 液 流 量 清 水 硬 度 清 水 導 電 度 硬 度 去 除 率206

回 收 率(%)(mL/min) (mg/L as CaCO 3 ) (μs/cm) (%)90 70 54 184 7980 140 53 182 7970 210 53 182 7960 280 52 181 80註 : 所 使 用 之 水 樣 為 L 水 廠 採 集 之 水 樣 , 經 放 置 沈 澱 一 天 取 其 上 層 液 ,原 水 之 硬 度 為 254 mg/L as CaCO 3 , 導 電 度 為 550μs/cm, 採 樣 時 間 為 操作 穩 定 後 10min。4.7.2.8.2 不 同 採 樣 時 間 之 處 理 結 果由 於 本 研 究 中 有 關 薄 膜 實 驗 , 操 作 人 工 水 樣 之 採 樣 時 間 , 都 固 定 在系 統 操 作 穩 定 後 10 分 鐘 , 為 了 瞭 解 在 較 長 時 間 操 作 時 之 差 異 性 , 因 此設 計 在 不 同 時 間 下 進 行 採 樣 , 分 別 為 10 分 鐘 和 1 小 時 , 以 比 較 對 於 硬度 、 導 電 度 及 TOC 去 除 效 果 之 差 異 性 。 結 果 發 現 , 在 操 作 10 分 鐘 與 l小 時 下 , 三 種 檢 測 項 目 , 清 水 的 殘 留 值 差 異 性 都 很 小 , 可 見 此 種 薄 膜 在穩 定 操 作 10 分 鐘 後 , 對 於 這 些 物 質 之 去 除 效 果 已 趨 於 穩 定 , 不 過 從 文獻 中 得 知 , 薄 膜 在 較 長 時 間 操 作 後 ( 因 使 用 薄 膜 、 處 理 水 樣 之 濃 度 及 處 理物 種 等 因 子 而 異 ), 去 除 效 果 將 會 逐 漸 降 低 , 若 要 瞭 解 其 結 果 , 可 能 要 配合 實 廠 實 際 長 時 間 操 作 , 才 能 加 以 確 認 。表 4-93 不 同 採 樣 時 間 之 處 理 結 果207

項 目原 水 硬 度採 樣 時 間10min1hr255 255(mg/L as CaCO 3 )初 濾 水 硬 度(mg/L as CaCO 3 )清 水 硬 度245 24565 63(mg/L as CaCO 3 )硬 度 去 除 率 (%) 75 75原 水 導 電 度 (μs/cm) 553 553初 濾 水 導 電 度 (μs/cm) 549 547清 水 導 電 度 (μs/cm) 214 212導 電 度 去 除 率 (%) 61 62原 水 TOC (mg/L) 2.27 2.27初 濾 水 TOC (mg/L) 2.07 2.05清 水 TOC (mg/L) 0.17 0.16TOC 去 除 率 (%) 93 93註 : 所 使 用 之 水 樣 為 L 水 廠 之 水 樣 。 操 作 壓 力 為 110psi, 回 收 率為 90%。4.7.2.9 薄 膜 處 理 技 術 結 果 與 討 論208

1. 從 廠 商 提 供 之 資 料 中 獲 知 ,ATFRO 及 ATF5O 兩 種 薄 膜 , 由 於 其表 面 都 含 有 許 多 之 SO 3 2- , 使 得 薄 膜 表 面 帶 負 電 , 因 此 當 處 理 之物 質 帶 有 正 電 荷 時 如 Mg 2+ , 可 以 將 其 吸 引 而 去 除 , 當 帶 的 是 負電 時 如 SO 4 2- , 可 以 將 其 排 斥 去 除 , 然 而 , 根 據 這 兩 種 薄 膜 之 實驗 結 果 指 出 , 雖 然 兩 者 之 材 質 相 同 , 但 是 若 孔 隙 度 不 同 時 , 對離 子 之 去 除 效 率 , 差 距 可 能 還 是 會 很 大 ( 對 人 工 鎂 硬 度 去 除 率 平均 值 分 別 98 及 74 %), 可 見 影 響 離 子 之 去 除 效 率 , 除 了 材 質 此因 素 外 , 孔 隙 度 是 另 一 個 影 響 之 因 子 。2. 比 較 這 三 種 薄 膜 對 人 工 硬 水 之 去 除 效 果 ,DK3308T 薄 膜 之 去 除 率範 圍 為 67-82%, 平 均 值 為 75%,ATFRO 薄 膜 之 去 除 率 都 為 98%,ATFS0 之 去 除 率 範 圍 則 從 37-44%, 平 均 值 為 40%, 因 此 , 以 硬 度去 除 率 來 看 , 以 ATFRO 薄 膜 之 去 除 效 果 最 好 , 這 可 能 是 由 於 此 薄膜 孔 隙 度 最 小 , 電 荷 最 密 , 引 力 強 , 因 此 去 除 率 較 高 。3. 研 究 中 發 現 , 假 如 原 先 薄 膜 對 硬 度 之 去 除 效 果 很 好 的 話 ( 如ATFRO 薄 膜 ), 則 氯 離 子 對 他 的 影 響 就 會 比 較 小 , 然 而 , 若 原 本效 果 就 不 是 很 好 時 如 ATF50 薄 膜 ), 單 價 離 子 之 存 在 對 他 之 影 響 將會 很 大 , 去 除 效 果 將 會 差 上 好 幾 倍 (5.3 倍 ), 將 三 種 薄 膜 對 硬 度 之去 除 率 與 氯 離 子 存 在 之 濃 度 作 圖 ( 圖 4-43), 可 以 發 現 氯 離 子 之 存在 對 ATF50 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 最 大 ,ATFRO 薄 膜 則 影 響 最 小 。4. 根 據 實 驗 結 果 發 現 , 添 加 腐 植 酸 溶 液 , 對 於 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響不 大 , 不 但 對 硬 度 去 除 效 果 沒 有 幫 助 , 且 使 得 清 水 之 硬 度 有 微 量之 增 加 。5. 實 驗 中 發 現 , 添 加 300mg/L as CaCO 3 人 工 硬 度 後 ,TOC 之 去 除 率明 顯 提 高 , 對 於 DK3308T 薄 膜 , 去 除 率 平 均 提 高 了 16%, 不 過相 對 的 清 水 之 流 量 卻 降 低 了 18%, 對 於 ATFRO 薄 膜 , 去 除 率 平均 提 高 8%, 清 水 流 量 則 降 低 了 15%, 至 於 ATF50, 去 除 率 平 均提 高 9%, 流 量 則 平 均 降 低 12%, 因 此 , 以 DK3308 薄 膜 影 響 之最 大 。6. 若 固 定 水 樣 中 TOC 之 濃 度 為 3.0 mg/L, 改 變 硬 度 之 添 加 量 , 可 以發 現 都 是 在 硬 度 添 加 量 為 200CaCO3/L 時 , 去 除 率 增 加 最 為 明 顯 。當 比 較 硬 度 對 三 種 薄 膜 影 響 之 程 度 , 則 是 ATF50 之 影 響 程 度 最 小 。7. 採 取 澄 清 湖 水 廠 之 水 樣 操 作 結 果 發 現 , 對 於 硬 度 及 TOC 之 去 除 率 ,都 能 很 輕 易 的 以 人 工 水 樣 之 結 果 加 以 預 測 , 誤 差 範 圍 都 很 小 , 尤 其是 硬 度 誤 差 都 在 1% 左 右 , 至 於 TOC, 除 了 ATF5O 誤 差 較 大 為 9%外 , 其 餘 也 都 在 5% 以 下 。 因 此 可 作 為 實 際 應 用 上 選 擇 薄 膜 之 參 考 ,209

如 此 可 避 免 選 擇 之 薄 膜 不 合 適 造 成 成 本 的 增 加 。8. 比 較 這 三 種 薄 膜 對 於 實 際 水 樣 之 去 除 效 果 , 以 ATFRO 的 去 除 效 果最 佳 ,ATF50 之 去 除 效 果 最 差 , 不 過 若 應 用 於 淨 水 廠 , 則 是 建 議 使用 DK3308T 薄 膜 , 這 是 因 為 此 薄 膜 的 單 位 時 間 處 理 量 最 大 ( 大 一 倍以 上 ), 且 在 水 質 要 求 上 並 不 需 要 如 此 高 , 薄 膜 之 使 用 壽 命 也 較 長 。9. 根 據 研 究 中 發 現 , 改 變 操 作 之 壓 力 , 對 於 DK3308T 薄 膜 去 除 硬 度之 效 果 , 以 110 psi 時 增 加 表 顯 著 , 加 上 操 作 壓 力 太 高 容 易 造 成 成本 增 加 , 而 TOC 方 面 則 無 顯 著 之 差 異 , 因 此 建 議 採 用 之 操 作 壓 力為 110psi。 至 於 改 變 操 作 之 回 收 率 , 短 時 間 操 作 對 於 硬 度 之 去 除效 果 並 無 明 顯 之 差 異 , 不 過 從 文 獻 中 得 知 , 回 收 率 愈 大 愈 容 易 造成 薄 膜 積 垢 , 因 此 在 較 長 時 間 操 作 下 將 顯 現 出 差 別 , 也 將 縮 短 薄膜 之 使 用 壽 命 , 不 過 應 用 在 淨 水 程 序 上 , 由 於 回 收 率 較 大 水 量 產生 效 能 較 大 , 所 以 建 議 使 用 90% 之 回 收 率 操 作 。 本 研 究 所 使 用 薄 膜 為單 段 且 為 批 式 操 作 所 以 可 用 較 高 的 回 收 率 , 但 一 般 實 務 界 所 採 用 為 連 續操 作 , 其 單 段 回 收 率 在 50〜60% 之 間 , 如 欲 增 加 整 體 之 回 收 率 , 宜 採 用多 段 串 、 並 聯 組 合 之 方 式 , 但 如 此 一 來 淨 水 成 本 也 會 相 對 地 增 加 。 至 於連 續 操 作 方 式 也 是 未 來 研 究 主 要 方 向 。10. 本 研 究 所 使 用 三 種 NF 薄 膜 對 硬 度 的 去 除 率 為 37%-98% 出 水 硬 度 在4-65mg/L 之 間 ; 對 腐 植 酸 去 除 率 為 46-93%(as TOC), 出 水 濃 度 在0.11-0.4mg/L(as TOC)。 因 本 研 究 所 使 用 之 薄 膜 皆 為 短 型 且 具 有 不 同的 MWCO, 文 獻 上 並 無 使 用 相 同 的 薄 膜 故 無 可 作 比 較 。 不 過 一 般 實廠 運 作 硬 度 之 去 除 率 在 44-95%, 出 水 硬 度 在 20-130mg/L( 文 獻 31);而 TOC 去 除 率 在 55-90%, 出 水 TOC 在 0.1-0.6mg/L( 文 獻 21,31)。由 以 上 比 較 可 知 , 本 研 究 之 結 果 尚 屬 在 合 理 範 圍 。210

第 五 章 結 論一 、 水 質 調 查 部 份1. 餘 氯 : 兩 廠 清 水 之 餘 氯 量 介 於 0.75 及 1.16 之 間 , 符 合 環 保 署 現行 標 準 0.2〜1.5 mg/L, 但 未 來 可 能 超 過 89 年 新 標 準 0.2〜1.0mg/L, 故 需 要 加 以 改 善 。2. 氨 氮 : 兩 廠 原 水 氨 氮 在 0.162〜0.453 mg/L 之 間 , 平 均 在 0.05mg/L。 因 此 氨 氮 值 在 86 年 口 蹄 疫 事 件 之 後 , 已 顯 見 大 幅 改 善 ,無 論 原 水 或 清 水 均 符 合 現 行 標 準 。 氨 氮 味 覺 恕 限 值 為 1.5mg/L, 故 對 臭 味 應 不 致 產 生 問 題 。3. 總 有 機 碳 : 兩 水 廠 原 水 之 TOC 在 0.81 及 2.53 mg/L 之 間 , 並 未超 過 水 源 水 質 標 準 4 mg/L。 清 水 介 於 0.41 及 1.29 mg/L 之 間 ,顯 見 傳 統 程 序 已 有 相 當 之 去 除 率 , 但 仍 不 能 免 除 會 產 生 三 鹵 甲烷 的 疑 慮 。4. 葉 綠 素 a: 兩 水 廠 原 水 之 葉 綠 素 a 值 ,K 水 廠 原 水 平 均 值 為 19.94ppb,L 水 廠 原 水 則 為 28.98 ppb, 根 據 單 一 變 數 法 評 估 水 體 的 營養 程 度 之 資 料 顯 示 , 很 可 能 為 優 養 水 體 。 另 外 配 合 藻 類 計 數 ,更 得 知 確 有 多 量 藻 類 存 在 , 由 於 藻 類 釋 出 有 機 異 臭 味 如

Geosmin 或 2-MIB, 故 可 能 是 構 成 土 霉 味 的 原 因 之 一 , 而 此 種臭 味 在 傳 統 程 序 中 不 易 去 除 。5. 總 酚 : 兩 水 廠 之 原 水 及 清 水 其 總 酚 值 都 低 於 偵 測 極 限 (7 ppb),故 推 測 此 項 不 致 構 成 味 道 問 題 。 而 環 檢 所 所 公 告 之 檢 驗 法 , 無法 達 到 現 行 水 質 標 準 之 1ppb, 亦 由 本 實 驗 多 次 確 認 。二 、 餘 氯 煮 沸 實 驗1. 常 溫 清 水 餘 氯 在 0.92 與 1.43 mg/L 之 間 , 超 過 會 產 生 明 顯 臭 味的 0.4 mg/L 值 , 故 常 溫 時 確 定 清 水 會 有 臭 味 , 唯 經 加 熱 沸 騰 時 ,即 會 降 至 0.4 mg/L 以 下 , 可 大 幅 改 善 。2. 加 熱 時 結 合 餘 氯 之 一 氯 胺 會 減 少 , 而 二 氯 胺 及 三 氯 胺 會 依 次 增加 , 但 大 都 在 各 類 的 臭 味 恕 限 值 範 圍 之 內 , 只 有 三 氯 胺 在 加 熱三 分 鐘 以 前 可 能 出 現 高 於 恕 限 值 0.0.2 mg/L, 但 其 量 不 高 , 因 此結 合 餘 氯 對 臭 味 影 響 應 不 大 。3. 水 中 結 合 餘 氯 含 量 的 高 低 會 影 響 加 熱 時 總 餘 氯 減 少 的 速 率 , 不含 結 合 餘 氯 時 降 低 會 較 快 。三 、 薄 膜 實 驗1. 比 較 這 三 種 薄 膜 對 人 工 硬 水 之 去 除 效 果 , 以 ATFRO 薄 膜 之 去 除

效 果 最 好 為 98%,ATF50 薄 膜 最 差 平 均 為 40%。2. 研 究 結 果 發 現 , 氯 離 子 之 存 在 對 ATF50 去 除 硬 度 之 影 響 最 大 ,去 除 效 果 最 大 差 距 到 5.3 倍 , 而 以 ATFRO 影 響 最 小 。3. 實 驗 結 果 發 現 , 添 加 腐 植 酸 溶 液 , 對 於 薄 膜 去 除 硬 度 之 影 響 很 小 。4. 實 驗 中 發 現 , 添 加 300mgCaCO 3 /L 人 工 硬 度 後 ,TOC 之 去 除 率明 顯 提 高 , 對 DK3308T 薄 膜 , 去 除 率 平 均 提 高 了 16%, 不 過相 對 的 清 水 的 流 量 卻 降 低 了 18%, 對 於 ATFRO 薄 膜 , 去 除 率平 均 提 高 了 8 %, 清 水 的 流 量 卻 降 低 了 15 % , 至 於 ATF50 去除 率 平 均 提 高 了 9 %, 清 水 的 流 量 卻 降 低 了 12 %, 因 此 , 以DK3308T 薄 膜 影 響 最 大 。5. 若 固 定 水 樣 中 TOC 之 濃 度 為 300mg/L, 改 變 硬 度 之 添 加 量 , 可以 發 現 都 是 在 硬 度 添 加 量 為 200mgCaCO 3 /L 時 , 去 除 率 增 加 為 最明 顯 。 當 比 較 硬 度 對 三 種 薄 膜 之 影 響 程 度 時 , 則 是 以 ATF50 之影 響 程 度 最 小 。6. 研 究 中 發 現 , 改 變 操 作 之 壓 力 , 對 於 薄 膜 去 除 DK3308T 薄 膜 去除 硬 度 之 效 果 , 以 110psi 時 增 加 最 顯 著 , 加 上 操 作 壓 力 太 高 容易 造 成 成 本 增 加 , 而 TOC 方 面 則 無 顯 著 之 差 異 , 因 此 建 議 採 用之 操 作 壓 力 為 110 psi。 至 於 改 變 操 作 回 收 率 , 短 時 間 操 作 對 硬度 去 除 效 果 並 無 顯 著 之 差 異 , 不 過 從 文 獻 中 得 知 , 回 收 率 越 大容 易 造 成 薄 膜 積 垢 , 不 過 應 用 在 淨 水 程 序 上 , 由 於 回 收 率 較 大水 量 產 生 效 能 較 大 , 所 以 建 議 使 用 90% 之 回 收 率 操 作 。

第 六 章 總 結 與 建 議 對 策本 年 度 水 廠 水 質 調 查 有 五 項 , 加 上 去 年 度 十 項 , 去 除 重 覆 部 分 總 共有 十 三 項 , 茲 將 所 有 調 查 適 飲 性 項 目 重 要 結 果 與 問 題 及 其 建 議對 策 整 理 如 下 表 :

表 6-1 水 質 調 查 結 果 之 建 議 與 對 策項 目 重 要 結 果 及 問 題 建 議 與 對 策1. 硬 度 1.G 及 L 兩 水 廠 水質 硬 度 原 水 及 清 水 均 低於 280 mg/L, 未 超 過 現針 對 1.2.3.4. 點 , 硬 度 雖 達標 準 , 但 為 減 少 結 垢 泛 白及 增 加 可 口 度 , 建 議 適 度有 標 準 值 (500 mg/L)。 地 採 取 進 一 步 的 軟 化 措2. 該 值 於 國 際 分 類 中 屬 於中 硬 度 標 準 (200〜300施 , 如 薄 膜 法 (NF) 或 結晶 軟 化 法 。mg/L), 距 離 可 口 標 準100 mg/L 相 差 尚 遠 。3. 由 昇 溫 實 驗 得 知 兩 廠 重碳 酸 鹽 硬 度 高 , 加 熱 容易 析 出 (40% 以 上 ),會 造 成 泛 白 與 結 垢 。4. 兩 廠 之 硬 度 值 接 近 , 顯見 水 廠 對 處 理 硬 度 之 效能 極 低 。續 上 表項 目 重 要 結 果 及 問 題 建 議 與 對 策

2. 重 金 屬針 對 鐵 錳 鋅 銅 等 四 項 來 做檢 測 。 由 於 清 水 中 之 檢 測值 全 部 遠 低 於 公 告 標 準值 , 因 此 判 定 此 四 種 重 金屬 對 臭 味 影 響 不 大 。3. 餘 氯1. 兩 水 廠 清 水 之 餘 氯 量 均符 合 現 行 標 準 , 但 未 來可 能 超 過 八 九 年 公 告 標準 。2. 常 溫 清 水 餘 氯 值 均 明 顯高 於 臭 味 的 限 值 , 故 常溫 水 中 常 有 氯 臭 味 , 但加 熱 至 沸 騰 時 會 迅 速 大幅 減 低 。1. 建 議 進 一 步 改 善 管 路 設施 以 減 低 必 要 的 加 氯量 。 如 管 路 太 長 可 採 取中 間 再 加 氯 方 式 。2. 清 水 如 達 可 生 飲 標 準時 , 必 須 教 導 民 眾 適 度忍 受 餘 氯 味 道 , 如 民 眾畏 懼 餘 氯 臭 味 , 建 議 民眾 煮 沸 後 再 飲 用 。續 上 表

項 目 重 要 結 果 及 問 題 建 議 與 對 策4.TOC1. 水 廠 之 TOC 值 均 未 超 過水 源 水 質 標 準 。 而 清 水 水質 均 較 原 水 低 , 顯 見 傳 統處 理 具 明 顯 之 成 效 。2. 此 指 標 攸 關 消 毒 副 產 物之 有 無 。2. 建 議 隨 時 監 測 控 制 。1. 兩 廠 原 水 清 水 之 總 酚 均5. 總 酚低 於 偵 測 極 限 (7ppb)。2. 環 檢 所 公 告 之 標 準 方法 , 無 法 達 到 現 行 水 質標 準 。2. 請 環 保 署 提 出 修 正 或 提供 更 佳 的 檢 測 方 法 。6. 硫 酸 鹽 及 氯 鹽水 廠 之 值 遠 低 於 水 質 標準 (250mg/L), 亦 低 於 味道 之 限 值 (200mg/L),故 不 致 構 成 味 道 的 問題 。

續 上 表項 目 重 要 結 果 及 問 題 建 議 與 對 策7. 總 溶 解 固 體 物實 測 值 在 350mg/L, 低 於現 行 公 告 標 準 , 但 高 於 九二 年 之 250mg/L。建 議 檢 討 250mg/L 標 準 的必 要 性 。 如 屬 必 要 則 需 採取 高 級 處 理 方 式 。8. 氨 氮水 廠 原 水 及 清 水 值 均 符 合現 行 標 準 。 亦 低 於 味 覺 之限 值 , 故 應 該 不 致 產 生 臭味 。建 議 確 實 執 行 減 低 養 豬 之政 策 及 水 源 保 護 措 施 。9. 葉 綠 素 a1. 兩 廠 之 原 水 水 質 之 值偏 高 , 可 能 為 優 養 化 水質 。2. 藻 類 聚 積 易 釋 出 土 霉臭 , 可 能 為 異 味 的 主 要成 因 。1. (1) 加 強 環 保 宣 導 、 減少 集 水 區 減 少 氮磷 肥 料 之 使 用 、 河川 污 染 源 排 放 水 管制 等 。(2) 水 廠 加 強 除 藻 設備 。2. 考 慮 增 設 高 級 處 理 單元 , 建 議 先 專 案 進行 實 驗 與 評 估 。

第 七 章 參 考 文 獻1. 張 怡 怡 等 ,” 飲 用 水 中 無 機 物 、 微 生 物 及 濁 度 管 制 項 目 及 管 制 標 準之 合 理 性 分 析 ", 行 政 院 環 境 保 護 署 (EPA-85-J102-09-05),pp. 8-46(1996) 。2. 行 政 院 環 境 保 護 署 ," 飲 用 水 水 質 標 準 管 制 項 目 之 基 本 資 料 表(1997) 。3. 黃 汝 賢 ," 硬 水 軟 化 之 處 理 技 術 及 處 理 成 本 ", 台 灣 自 來 水 股 份 有 限公 司 委 託 計 劃 報 告 , 研 究 報 告 第 81 號 (1989) 。4. 楊 萬 發 譯 ," 水 及 廢 水 處 理 化 學 ", 原 著 "Process in EnvironmentalEngineering " ,(1988) 。5. 高 肇 藩 著 ," 衛 生 工 程 自 來 水 篇 "(1987) 。6.American Public Health Association,American Water WorksAssociation & Water Pollution Control Federation,1992.StandardMethods for the Examination of Water and Wastewater,18 th ,Ed.,APHA ,Washington,D.C.,USA.7. 行 政 院 環 境 保 護 署 檢 驗 所 , 水 質 檢 測 方 法 彙 編 (1995) 。8. 黃 政 賢 譯 ," 水 處 理 工 程 ", 原 著 "Unit Operations and Processes inEnvironmental Engineering",pp.16-23(1988) 。9.Paul Fu,Hector Ruiz,K.Thompson,and C.Spangenberg ,"SelectingMembranes for Removing NOM and DBP Precursors" , J.AWWA ,Vol.86, pp.52-72(1994).10.Rober A.Bergman,"Membrane Softening versus Lime Softening inFlorida : a Cost Comparsion Updat", Desalination V01.102,pp.11-24(1995).1l.William J.Conlon and Stuart A.McClean,"Membrane Softening : ATreatment Process Comes of Age ",J.AWWA,Vo1.81,pp.47-51(1989).12.W S.Winston HO and Kamalesh K.Sirkar,"Mwmbrane Handbook",Chap-man & Hall,New York,NY l0l19,pp.265-390(1992).13.R.J.Petersen,"Composite Reverse Osmosis and NanofiltrationMembrane°,J.of Membrane Sci.,Vo1.83,pp.81-150(1993).14.Marianne Nystrom , Lena Kaipia and Susana Lugue , "Fouling andRetention of Nanofiltraton Membrane”,J.of Membrane Sci.

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氨 氮0.012(ABS)(=0.04 ppm)0.027ppm總 有 機 碳1410(AREA)(=0.03 ppm)0.023ppm總 酚0.011(ABS)(=0.15 ppm)0.090ppm葉 綠 素 a0.008(ABS)分 析 日 期空 白 分 析 值餘 氯 (K-870919-D)87 年 9 月 MDL0.020(ABS)(=0.01 ppm)(K-870919-R)0.031(ABS)(=0.02 ppm)(L-870919-D)0.022(ABS)(=0.01 ppm)(L-870919-R)0.033(ABS)(=0.02 ppm)0.01ppm氨 氮0.011(ABS)(=0.02 ppm)0.027ppm總 有 機 碳683(AREA) (=0.035 ppm)0.023ppm總 酚0.010(ABS) (=0.15 ppm)0.090ppm葉 綠 素 a0.012(ABS)分 析 日 期 87 年 10 月 MDL空 白 分 析 值餘 氯 (K-871017-D)0.009(ABS) (=0.01 ppm)(K-871017-R)0.017(ABS) (=0.02 ppm)(L-871017-D)0.009(ABS) (=0.01 ppm)(L-871017-R)0.016(ABS) (=0.02 ppm)0.01ppm

氨 氮0.013(ABS) (=0.02 ppm)0.027ppm總 有 機 碳2054(AREA) (=0.034ppm)0.023ppm總 酚0.003(ABS) (=0.001 ppm)0.011ppm葉 綠 素 a0.006(ABS)分 析 日 期 87 年 11 月 MDL空 白 分 析 值餘 氯 (K-871109-D)0.000(ABS) (=0.00 ppm)(K-871109-R)0.016(ABS) (=0.02 ppm)(L-871109-D)0.000(ABS) (=0.00 ppm) 0.01ppm(L-871109-R)0.017(ABS) (=0.02 ppm)氨 氮0.010(ABS) (=0.03 ppm)0.027ppm總 有 機 碳2354(AREA) (=0.040ppm )0.023ppm總 酚0.010(ABS) (=0.003 ppm)0.011ppm葉 綠 素 a0.003(ABS)分 析 日 期 87 年 12 月 MDL空 白 分 析 值餘 氯 (K-871210-D)0.000(ABS)(=0.00 ppm)(K-871210-R)0.014(ABS)(=0.02 ppm)(L-871210-D)0.000(ABS)(=0.00 ppm) 0.01ppm

(L-871210-R)0.015(ABS)(=0.02 ppm)氨 氮0.010(ABS)(=0.03 ppm)0.027ppm總 有 機 碳0.023ppm2350(AREA)(=0.039ppm)總 酚0.010(ABS)(=0.003ppm)0.090ppm葉 綠 素 a0.008(ABS)分 析 日 期 88 年 1 月 MDL空 白 分 析 值餘 氯 (K-880127-D)0.000(ABS)(=0.00 ppm)(K-880127-R)0.030(ABS)(=0.02 ppm) 0.01ppm(L-880127-D)0.000(ABS)(=0.00 ppm)(L-880127-R)0.032(ABS)(=0.02 ppm)氨 氮0.011(ABS)(=0.02 ppm)0.027ppm總 有 機 碳3718(AREA) (=0.040ppm)0.023ppm總 酚0.010(ABS) (=0.003ppm)0.090ppm葉 綠 素 a0.012(ABS)分 析 日 期 88 年 3 月 MDL空 白 分 析 值餘 氯 (K-880311-D)0.000(ABS) (=0.00 ppm)(K-880311-R)0.017(ABS) (=0.02 ppm)(L-880311-D)0.000(ABS) (=0.00 ppm) 0.01ppm

(L-880311-R)0.016(ABS) (=0.02 ppm)氨 氮0.003(ABS) (=0.02 ppm)0.027ppm總 有 機 碳2054(AREA) (=0.0340.023ppm總 酚葉 綠 素 appm)0.003(ABS) (=0.001 ppm)0.011ppm0.006(ABS)分 析 日 期 88 年 4 月 MDL空 白 分 析 值餘 氯 (K-880415-D)0.000(ABS) (=0.00 ppm)(K-880415-R)0.016(ABS) (=0.02 ppm)(L-880415-D)0.000(ABS) (=0.00 ppm)(L-880415-R)0.017(ABS) (=0.02 ppm)0.01ppm氨 氮0.010(ABS) (=0.03 ppm)0.027ppm總 有 機 碳2354(AREA) (=0.0400.023ppm總 酚葉 綠 素 appm)0.010(ABS) (=0.003 ppm)0.011ppm0.003(ABS)附 錄 二 、 實 驗 室 之 品 保 及 品 管

樣 品 品 管* 採 樣 前 處 理* 樣 品 標 籤* 採 樣 紀 錄* 樣 品 保 存實驗室品管及品保試 劑 配 製 品 管儀 器 設 備 管 理* 藥 品 管 理 ― 藥 品 標 籤 、 藥 品 登 錄* 試 劑 溶 液 配 製 品 管 ― 試 劑 溶 液 標 籤* 蒸 餾 水 、 去 離 子 水 管 理* 儀 器 目 錄* 儀 器 操 作 手 冊* 儀 器 使 用 紀 錄* 儀 器 維 修 紀 錄數 據 確 認* 原 始 數 據 登 錄 及 確 認 ― 滴 定 法 、 濁度 法 、 原 子 吸 收 光 譜 法數 據 品 管* 檢 量 線 校 正* 空 白 分 析 、 重 覆 分 析* 數 據 查 核附 圖 一 、 實 驗 室 之 品 管 及 品 保 圖

附 錄 三 、QA/QC 期 中 查 核 審 查 委 員 意 見 及 回 覆審 查 委 員 之 意 見一 . 李 俊 福 委 員 意 見 :1. 該 實 驗 執 行 委 辦 案 已 具 基 本 之 品 保 /品 管 要 求 , 數 據 完 整 可 性 。2. 對 氨 氮 檢 量 線 之 製 作 應 說 明 檢 量 線空 白 是 否 製 作 。3. 餘 氯 檢 量 線 之 製 作 應 配 合 MDL 製備 時 之 需 求 。4. 空 白 管 制 圖 應 以 2MDL 為 管 制 上執 行 單 位 之 回 應1. 謝 謝 委 員 們 的 肯 定 。2. 依 委 員 意 見 增 加 說 明 。3. 依 委 員 意 見 修 正 。4. 依 委 員 意 見 修 正 。(P224 至 P227)限 , 並 刪 除 不 必 要 之 管 制 圖 ( 如 樣品 管 制 圖 )。5. 重 複 分 析 所 選 取 之 水 樣 如 為 ND,應 添 加 後 再 進 行 重 複 分 析 。5. 依 委 員 意 見 執 行 。(P104)二 . 黃 賢 達 委 員 意 見 :6. 總 酚 之 MDL 達 不 到 管 制 標 準 之 需求 宜 再 向 環 檢 所 反 應 。7. 宜 進 行 品 管 樣 品 之 分 析 。6. 已 向 委 辦 單 位 反 應 。7. 依 委 員 意 見 執 行 。

附 錄 四 、QA/QC 期 末 查 核 審 查 委 員 意 見 及 回 覆審 查 委 員 之 意 見一 、 李 俊 福 委 員 意 見 :1. 檢 量 線 製 作 應 自 標 準 品 最 低 點 繪1. 遵 照 辦 理 。執 行 單 位 之 回 應起 , 勿 強 迫 歸 零 ( 自 原 點 繪 起 )。2. 製 作 MDL 時 應 另 做 符 合 需 求 之 檢 量線 。3. 酚 之 重 複 分 析 結 果 請 以 差 異 百 分 比表 示 。4. 酚 之 MDL 無 法 達 到 法 規 要 求 , 應 再向 相 關 單 位 反 映 。5. 該 實 驗 室 對 於 相 關 QA/QC 之 要 求 已2 以 後 如 有 機 會 再 執 行 EPA 計 畫 時 ,會 遵 照 辦 理 將 MDL 檢 量 線 與 實 測檢 量 現 分 開 。3. 遵 照 辦 理 。(P104)4. 已 向 委 辦 單 位 反 應 。5. 謝 謝 委 員 們 的 肯 定 。確 實 執 行 , 且 執 行 認 真 。二 、 黃 賢 達 委 員 意 見 :6.TOC 之 測 定 值 有 的 低 於 檢 量 線 之 最低 濃 度 , 宜 修 正 。7. 定 量 容 器 之 校 正 宜 留 下 記 錄 。6. 遵 照 委 員 意 見 作 適 度 修 正 。(P83 及P84)7. 以 後 會 遵 照 辦 理 。

附 錄 五 、 期 中 報 告 審 查 委 員 意 見 及 回 覆審 查 委 員 之 意 見執 行 單 位 之 回 應一 、 陳 秋 楊 委 員 意 見 :1. 報 告 中 提 及 水 質 優 養 之 評 價 方 式 ,是 否 可 以 考 慮 將 環 保 署 較 常 採 用 的1. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P98、P234及 P235)卡 爾 森 優 養 指 數 亦 列 在 表 中 及 相 關文 字 中 。2. 本 報 告 所 示 的 煮 沸 之 影 響 , 相 當 有2. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P108 至 P127)價 值 , 是 否 可 以 考 慮 繼 續 補 充 更 完整 資 料 , 並 提 供 環 保 署 實 施 飲 用 水教 育 之 參 考 。3. 薄 膜 處 理 部 分 , 每 一 試 程 之 操 作 時3. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P207 及 P208)間 是 否 可 以 再 予 加 長 , 以 瞭 解 長 期操 作 下 水 質 改 善 之 穩 定 性 。 並 是 否可 以 考 慮 將 採 用 L 水 廠 原 水 進 行 試驗 , 以 提 供 不 同 薄 膜 材 質 長 期 操 作下 之 實 際 應 用 結 果 。4. 建 議 在 期 末 報 告 中 補 充 有 關 薄 膜 技4. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P18 至 P35)術 文 獻 回 顧 之 彙 整 部 分 包 括 形 式 種

類 、 操 作 條 件 、 處 理 規 模 、 處 理 成效 、 費 用 分 析 等 項 目 , 使 本 報 告 更為 完 整 。審 查 委 員 之 意 見執 行 單 位 之 回 應二 、 張 勝 祺 委 員 意 見 :1. 報 告 書 寫 建 議 :(1) 文 獻 回 顧 中 之 分 析 技 術 宜 獨 立 成 一1.(1) 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P39 至 P78)章 。(2) 硬 度 之 分 析 方 法 宜 說 明 之 。(3) 與 研 究 報 告 無 關 , 不 宜 在 結 果 中 敘(2) 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P39 至 P48)(3) 遵 照 委 員 意 見 修 正 。述 , 尤 其 是 一 些 敏 感 字 辭 。(4) 文 獻 回 顧 中 宜 增 加 TOC 及 葉 綠 素(4) 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P16 及 P17)a。(5) 藻 類 計 算 以 coulter count 宜 加(5) 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P76 至 P78)以 說 明 。2. 以 薄 膜 去 除 硬 度 實 驗 有 很 好 結 果 ,若 可 能 建 議 " 流 速 ” 因 子 對 去 除 硬 度效 能 之 影 響 。2. 因 流 速 的 大 小 與 流 量 有 關 , 又 流 量的 大 小 與 操 作 壓 力 及 薄 膜 透 水 係 數有 關 , 將 於 期 末 報 告 加 入 此 項 因 子予 以 討 論 。(P203 至 P205)3. 在 期 末 報 告 對 高 雄 水 質 不 適 飲 之 原3. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P216 至 P219)

因 應 說 明 之 。審 查 委 員 之 意 見執 行 單 位 之 回 應三 、 康 世 芳 委 員 意 見 :1. 建 議 以 淨 水 廠 實 際 的 水 檢 討 TDS、1. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P196 至 P202)硬 度 去 除 效 果 。2. 本 研 究 以 適 飲 性 為 主 , 添 加 人 工 腐植 酸 之 實 驗 對 本 研 究 及 其 在 淨 水 流程 是 否 有 意 義 , 建 議 檢 討 修 正 , 以NF 去 除 TDS 硬 度 效 果 及 其 操 作 因素 為 主 。2. 原 水 中 有 大 分 子 之 腐 植 酸 及 小 分 子之 黃 酸 , 因 薄 膜 實 驗 才 進 行 第 一 年 ,故 先 選 擇 較 大 的 有 機 物 如 有 餘 裕 再進 行 小 分 子 物 質 及 其 它 性 質 的 有 機物 。3. 建 議 增 補 薄 膜 文 獻 回 顧 之 內 容 。3. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(P18 至 P35)審 查 委 員 之 意 見四 、 劉 志 成 委 員 意 見 :1. 薄 膜 程 序 去 除 水 中 鈣 鎂 離 子 部 分 , 實驗 之 設 計 與 執 行 良 好 , 唯 後 續 實 驗 建議 針 對 以 下 兩 點 進 行 探 討 :(1) 溶 解 性 有 機 物 與 鈣 鎂 離 子 共 存 時 對去 除 效 率 與 機 制 之 影 響 (p.83)。執 行 單 位 之 回 應1.(1) 已 做 腐 植 酸 與 硬 度 共 存 時 相 互間 去 除 率 之 影 響 (P170 至195)。(2) 已 對 原 水 進 行 實 驗 如 196 頁 至202 頁 內 容 。

(2) 目 前 已 完 成 之 實 驗 以 人 工 配 製 之 水樣 為 主 , 當 進 行 實 驗 原 水 研 究 時 ,可 探 討 不 同 背 景 鹽 對 鈣 鎂 離 子 去 除之 影 響 (p.89)。

附 錄 六 、 期 末 報 告 審 查 委 員 意 見 及 回 覆審 查 委 員 之 意 見執 行 單 位 之 回 應一 、 陳 秋 楊 委 員 意 見 :1. 有 關 水 中 硬 度 對 TOC 濃 度 去 除 率 之1.。影 響 , 其 可 能 的 原 因 及 控 制 方 法 , 請再 詳 與 說 明 , 或 提 出 未 來 繼 續 研 究 的內 容 及 方 向 。2. 對 於 薄 膜 處 理 法 應 用 在 高 TOC 及 硬2. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。度 濃 度 的 水 源 時 , 如 何 在 設 計 或 操 作上 加 以 考 慮 , 其 因 子 的 影 響 程 度 , 請一 併 詳 予 考 慮 。3. 本 報 告 建 議 採 用 90% 之 回 收 率 操 作 , 3. 一 般 實 務 界 所 採 用 為 連 續 操 作 , 其 單是 否 與 實 務 界 相 一 致 ? 是 否 可 比 較回 收 率 對 淨 水 成 本 之 影 響 ?段 回 收 率 在 50〜60% 之 間 , 如 欲 增 加整 體 之 回 收 率 , 宜 採 用 多 段 串 、 並 聯組 合 之 方 式 , 但 如 此 一 來 淨 水 成 本 也會 相 對 地 增 加 。

審 查 委 員 之 意 見執 行 單 位 之 回 應二 、 張 勝 祺 委 員 意 見 :1. 結 果 之 表 部 分 缺 單 位 , 應 予 以 補 上 。 1. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。4. 薄 膜 對 硬 度 處 理 , 有 關 濃 度 太 高 造 2.p.171成 孔 隙 阻 塞 … 之 原 因 有 待 商 榷 。3. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。(p.78)5. 有 關 藻 類 計 數 步 驟 能 否 補 上 。4. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。6. 表 2-3 及 表 2-5 應 補 上 參 考 之 文 獻 。5. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。7. 前 言 p.2 一 些 敏 感 字 詞 若 不 影 響 內 容建 議 刪 除 。

審 查 委 員 之 意 見三 、 康 世 芳 委 員 意 見 :1. 參 考 文 獻 寫 法 與 編 輯 請 修 訂 , 以 提執 行 單 位 之 回 應1. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。高 報 告 之 正 確 性 。 文 中 水 質 數 據 宜註 明 單 位 ( 如 134 頁 ), 硬 度 單 位 一般 表 示 為 mg/L as CaCO3。2. 以 Coulter Counter 是 量 藻 類 數 ,註 明 設 備 廠 牌 型 號 ; 實 際 原 水 含 濁度 物 質 ,p105-107 頁 藻 類 計 數 之結 果 , 應 為 原 水 中 顆 粒 數 而 非 藻 類數 。3. 4.7 薄 膜 之 研 究 結 果 , 建 議 與 既 有 參2. 由 於 每 個 顆 粒 都 有 其 粒 徑 範 圍 , 所以 在 量 測 藻 類 計 數 時 有 先 去 查 一 般藻 類 的 粒 徑 分 佈 , 所 以 測 出 來 一 般還 是 藻 類 數 。3.考 文 獻 比 較 , 則 可 增 加 成 果 的 正 確 性與 價 值 。4. p164 頁 氯 離 子 濃 度 (0-4×10 -3 M)4.影 響 硬 度 去 除 , 人 工 水 樣 與 實 際 水樣 氯 離 子 濃 度 差 異 甚 大 。

審 查 委 員 之 意 見四 、 劉 志 成 委 員 意 見 :1. 實 驗 規 劃 及 結 果 討 論 完 備 , 各 方 面均 佳 。2. 建 議 審 慎 討 論 餘 氯 加 熱 逸 散 之 機 制(p124)。3. 薄 膜 對 水 中 同 時 存 在 之 硬 度 與 腐 植執 行 單 位 之 回 應1. 謝 謝 委 員 的 肯 定 。2. 已 於 p.127 圖 示 說 明 。3. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。酸 之 去 除 機 制 之 討 論 (p.172) 應 可 參考 文 獻 , 進 一 步 討 論 , 以 提 供 更 明 確 的反 應 機 制 。

附 錄 七 、 水 庫 優 養 程 度 的 判 定 及 評 估 指 標 -Carlson 優 養 指 數在 判 定 水 庫 的 優 養 化 程 度 上 , 有 許 多 種 判 定 的 方 法 及 指 標 , 而 在 此則 列 出 最 普 遍 常 用 之 Carlson 多 變 數 指 數 法 TSI (Trophic status index)。Carlson 優 養 指 數 是 建 立 在 下 列 四 種 因 素 的 基 礎 上 。1. 水 中 之 懸 浮 物 大 多 屬 於 浮 游 植 物 。2. 湖 水 之 透 明 度 最 大 設 在 64 公 尺 , 此 種 水 域 之 藻 類 含 量 很 少 , 因此 TSI=0。3. 優 養 指 數 之 範 圍 為 0-100, 由 此 數 值 表 示 湖 泊 之 優 養 程 度 。4. 藻 類 之 數 量 增 加 一 倍 時 , 湖 泊 之 透 明 度 即 減 少 一 半 。Carlson 之 透 明 度 、 葉 綠 素 及 總 磷 之 優 養 指 數 公 式 如 下 :TSI(SD)=10×〔6-(lnSD/ln2)〕SD= 透 明 度 (m)TSI(THL)=10×〔6-(2.04-0.68lnCHL )/ln2)CHL= 葉 綠 素 甲 (mg/m 3 )TSI(TP)=l0×〔6-(ln48/TP)/ln2)TP= 總 磷 (mg/m 3 )此 三 個 指 數 具 獨 立 、 互 補 之 特 性 , 所 以 必 需 同 時 測 定 之 。 當 磷 成為 湖 泊 之 生 長 限 制 因 子 時 , 總 磷 才 能 與 葉 綠 素 獲 得 較 佳 之 相 關 性 。 因 此Carlson 之 總 磷 優 養 指 數 只 能 用 於 磷 為 生 長 限 制 因 子 之 湖 泊 。 當 TSI (TP)介 於 66-108 時 , 可 判 定 為 優 養 水 體 。優 養 化 對 給 水 之 影 響 :1. 藻 類 會 阻 礙 膠 凝 作 用 之 形 成 , 使 混 凝 加 藥 量 增 加 。8. 藻 類 易 使 濾 床 阻 塞 , 尤 其 慢 濾 池 更 加 容 易 滋 生 藻 類 , 而 縮 短 濾 程 , 增加 過 濾 藻 操 作 之 困 難 。3. 有 機 物 的 增 加 會 提 高 前 加 氯 量 , 同 時 提 高 三 鹵 甲 烷 之 機 率 。4. 優 養 化 後 之 湖 水 會 導 致 藍 綠 藻 及 放 線 菌 的 大 量 繁 殖 , 而 產 生 不 易

去 除 之 臭 味 問 題 。3. 藻 類 及 水 生 植 物 如 大 量 存 在 於 湖 水 中 時 , 在 其 死 後 由 於 底 泥 呈 現 厭氧 還 原 狀 態 , 所 以 會 釋 放 出 鐵 、 錳 等 物 質 , 而 造 成 自 來 水 處 理 過 程之 紅 水 問 題處 理 技 術 :磷 的 處 理 可 在 pH>10 的 絛 件 下 加 入 石 灰 使 其 沉 澱 去 除 。

第 六 章 總 結 與 建 議 對 策本 年 度 水 廠 水 質 調 查 有 五 項 , 加 上 去 年 度 十 項 , 去 除 重 覆 部 分 總 共有 十 三 項 , 茲 將 所 有 調 查 適 飲 性 項 目 重 要 結 果 與 問 題 及 其 建 議對 策 整 理 如 下 表 :表 6-1 水 質 調 查 結 果 之 建 議 與 對 策項 目 重 要 結 果 及 問 題 建 議 與 對 策1. 硬 度 1. 港 西 及 澄 清 湖 兩 水 廠 水質 硬 度 原 水 及 清 水 均 低於 280 mg/L, 未 超 過 現針 對 1.2.3.4. 點 , 硬 度 雖 達標 準 , 但 為 減 少 結 垢 泛 白及 增 加 可 口 度 , 建 議 適 度有 標 準 值 (500 mg/L)。 地 採 取 進 一 步 的 軟 化 措2. 該 值 於 國 際 分 類 中 屬 於中 硬 度 標 準 (200〜300施 , 如 薄 膜 法 (NF) 或 結晶 軟 化 法 。mg/L), 距 離 可 口 標 準100 mg/L 相 差 尚 遠 。3. 由 昇 溫 實 驗 得 知 兩 廠 重碳 酸 鹽 硬 度 高 , 加 熱 容易 析 出 (40% 以 上 ),會 造 成 泛 白 與 結 垢 。4. 兩 廠 之 硬 度 值 接 近 , 顯見 水 廠 對 處 理 硬 度 之 效能 極 低 。

續 上 表項 目 重 要 結 果 及 問 題 建 議 與 對 策2. 重 金 屬針 對 鐵 錳 鋅 銅 等 四 項 來 做檢 測 。 由 於 清 水 中 之 檢 測值 全 部 遠 低 於 公 告 標 準值 , 因 此 判 定 此 四 種 重 金屬 對 臭 味 影 響 不 大 。3. 餘 氯1. 兩 水 廠 清 水 之 餘 氯 量 均符 合 現 行 標 準 , 但 未 來可 能 超 過 八 九 年 公 告 標準 。2. 常 溫 清 水 餘 氯 值 均 明 顯高 於 臭 味 的 限 值 , 故 常溫 水 中 常 有 氯 臭 味 , 但加 熱 至 沸 騰 時 會 迅 速 大幅 減 低 。1. 建 議 進 一 步 改 善 管 路 設施 以 減 低 必 要 的 加 氯量 。 如 管 路 太 長 可 採 取中 間 再 加 氯 方 式 。2. 清 水 如 達 可 生 飲 標 準時 , 必 須 教 導 民 眾 適 度忍 受 餘 氯 味 道 , 如 民 眾畏 懼 餘 氯 臭 味 , 建 議 民眾 煮 沸 後 再 飲 用 。

續 上 表項 目 重 要 結 果 及 問 題 建 議 與 對 策4.TOC1. 水 廠 之 TOC 值 均 未 超 過水 源 水 質 標 準 。 而 清 水 水質 均 較 原 水 低 , 顯 見 傳 統處 理 具 明 顯 之 成 效 。2. 此 指 標 攸 關 消 毒 副 產 物之 有 無 。2. 建 議 隨 時 監 測 控 制 。1. 兩 廠 原 水 清 水 之 總 酚 均5. 總 酚低 於 偵 測 極 限 (7ppb)。2. 環 檢 所 公 告 之 標 準 方法 , 無 法 達 到 現 行 水 質標 準 。2. 請 環 保 署 提 出 修 正 或 提供 更 佳 的 檢 測 方 法 。6. 硫 酸 鹽 及 氯 鹽水 廠 之 值 遠 低 於 水 質 標準 (250mg/L), 亦 低 於 味道 之 限 值 (200mg/L),故 不 致 構 成 味 道 的 問題 。

續 上 表項 目 重 要 結 果 及 問 題 建 議 與 對 策7. 總 溶 解 固 體 物實 測 值 在 350mg/L, 低 於現 行 公 告 標 準 , 但 高 於 九二 年 之 250mg/L。建 議 檢 討 250mg/L 標 準 的必 要 性 。 如 屬 必 要 則 需 採取 高 級 處 理 方 式 。8. 氨 氮水 廠 原 水 及 清 水 值 均 符 合現 行 標 準 。 亦 低 於 味 覺 之限 值 , 故 應 該 不 致 產 生 臭味 。建 議 確 實 執 行 減 低 養 豬 之政 策 及 水 源 保 護 措 施 。9. 葉 綠 素 a1. 兩 廠 之 原 水 水 質 之 值偏 高 , 可 能 為 優 養 化 水質 。2. 藻 類 聚 積 易 釋 出 土 霉臭 , 可 能 為 異 味 的 主 要成 因 。1. (1) 加 強 環 保 宣 導 、 減少 集 水 區 減 少 氮磷 肥 料 之 使 用 、 河川 污 染 源 排 放 水 管制 等 。(2) 水 廠 加 強 除 藻 設備 。2. 考 慮 增 設 高 級 處 理 單元 , 建 議 先 專 案 進行 實 驗 與 評 估 。

第 七 章 參 考 文 獻1. 張 怡 怡 等 ,” 飲 用 水 中 無 機 物 、 微 生 物 及 濁 度 管 制 項 目 及 管 制 標 準之 合 理 性 分 析 ", 行 政 院 環 境 保 護 署 (EPA-85-J102-09-05),pp. 8-46(1996) 。2. 行 政 院 環 境 保 護 署 ," 飲 用 水 水 質 標 準 管 制 項 目 之 基 本 資 料 表(1997) 。3. 黃 汝 賢 ," 硬 水 軟 化 之 處 理 技 術 及 處 理 成 本 ", 台 灣 自 來 水 股 份 有 限公 司 委 託 計 劃 報 告 , 研 究 報 告 第 81 號 (1989) 。4. 楊 萬 發 譯 ," 水 及 廢 水 處 理 化 學 ", 原 著 "Process in EnvironmentalEngineering " ,(1988) 。5. 高 肇 藩 著 ," 衛 生 工 程 自 來 水 篇 "(1987) 。6. 黃 政 賢 譯 ," 水 處 理 工 程 ", 原 著 " Unit Operations and Processes inEnvironmental Engineering",pp.16-23(1988) 。7. 江 漢 全 著 ," 水 質 分 析 ", 三 民 書 局 出 版 ,pp.416-419(1996) 。8. 行 政 院 環 境 保 護 署 檢 驗 所 , 水 質 檢 測 方 法 彙 編 (1995) 。9. 石 宇 華 ," 環 境 化 學 ", 鼎 茂 出 版 社 (1995) 。219

10. 經 濟 部 工 業 污 染 防 治 技 術 服 務 團 財 團 法 人 中 國 技 術 服 務 社 編印 ," 工 業 廢 水 逆 滲 透 處 理 ", 工 業 污 染 防 治 技 術 手 冊 之 十 八 (1988) 。1l. 林 財 富 等 ," 飲 用 水 中 有 機 物 管 制 項 目 及 管 制 標 準 之 合 理 性 分 析", 行 政 院 環 境 保 護 署 (EPA-86-J102-09-06),p.28(1997) 。12. 吳 宗 榮 、 蔡 基 湧 編 著 ," 水 及 廢 水 分 析 ", 復 文 書 局 出 版 ,pp.219-223(1994) 。13. 張 尊 國 、 余 忠 賢 、 徐 明 麟 ,” 德 基 水 庫 優 養 之 研 究 ”, 台 灣 水 利 第45 卷 第 2 期 ,p30-p37, 民 國 八 十 六 年 六 月 出 版 。14. Jafvert,C.T.;and Valentlne,R.L,(1992) Reaction Scheme for theChlorination of Ammoniacal Water,Environ.Sci.Technol.,26:3:577.15.Trisha J.Blau,James S.Taylor.etc,"DBP Control byNanofiltration :Cost and Performance", J.AWWA,Vo1.84,pp.l05-116(1992).16.W.J.Conlon,C.D Hornburg,B.M.Watson and C.k Kiefer,"MembraneSoftening :The Concept and its Application to Municipal WaterSupply ” ,Desalination ,Vo1.78 ,pp.157-176 (1990).17.Peter Eriksson,"Nanofiltration Extends the Range of MembraneFiltration ", Environmental Progress,Vo1.7,No.l,pp.58-62(1988).18.K.Marcus Agbekodq B.Legube,and P.Cote,"Organics in NF220

Permeate",J.AWWA,Vo1.88,pp.67-74(1996).19.James A.Nilson and Francis A.Digiano,"Influence of NOMComposition on Nanofiltration", J.AWWA,Vo1.88,pp.53-66(1996).20.Committe report : "Membrane Desalting Technologies" , J.AWWA,Vo1.81,pp.30- 37(1989).21.Franics E.Duran and Gleen W.Dunkelberger,"A Comparisionof Membrane Softening on Three South Florida Groundwater"Desalination,Vol.102,pp.27-34 (1995).22.James S,Talyor,L.A.Mulford ,S.J.Duranceau ,and W.M.Barrett,"Costand Performance of A Membrane Pilot Plant ”,J. AWWA,vol.81,pp. 52-60《1989).23.William H.Bruvold and Jeffrey I.Daniels,"Standard for MineralContent in Drinking Wate”,J.AWWA,Vol.82,pp.59-65(1990).24.R.Rautenbach and A.Groschl,"Separation Potential ofNanofiltration Membranes ",Desalination,Vol.77,pp.73-84 (1990).25.Jutta Nuortila-Jokinen and Maranne Nystrom ,"Comparsionof Membrane Separation Processes in the Internal Purification ofPaper Mill Water",J. of Membrane Sci,Vol.l19, pp.99- 115(1996).26.Lakshminarayan P. Raman , M.Cheryan and N.Rajageopalan,221

"Consider Nanofiltration for Membrane Separation", ChemicalEniPro,V01.90,pp.68-74(1994),27.Koffi Marcus Agbekodo, Bernard Legube and Stephane Dard,"Atrazine 'and Simazine Removal Mechanisms byNanofiltration : Influence of Natural Organic MatterConcentration",Wat. Res,V01.30 , No.II, pp.2535-2542(1996).28.Claire Ventresque,G.Jurner,and Guy Bablon,"Nanofiltration formPrototype to Full Scale",J.AWWA,Vol.89,pp.65-76(1997).29.James C.Lozier,G.Jones,and W.Bellamy ,"Integrated MembraneTreatment in Alaska",J.AWWA,Vol.89,pp.50- 64(1997),30. William J.Conlon and Stuart A.McClean,"Membrane Softening : ATreatment Process Comes of Age ",J.AWWA,Vo1.81,pp.47-51(1989).31. Rober A.Bergman,"Membrane Softening versus Lime Softening inFlorida : a Cost Comparsion Updat", DesalinationV01.102,pp.11-24(1995).32. Paul Fu,Hector Ruiz,K.Thompson,and C.Spangenberg ,"SelectingMembranes for Removing NOM and DBP Precursors" , J. AWWA,Vol.86, pp.52-72(1994).33. Marianne Nystrom , Lena Kaipia and Susana Lugue , "Fouling and222

Retention of Nanofiltraton Membrane”,J.of Membrane Sci.V01.98,pp.249-262(1995),34 W S.Winston HO and Kamalesh K.Sirkar,"Mwmbrane Handbook",Chap-man &Hall,New York,NY l0l19,pp.265-390(1992).35. R.J.Petersen,"Composite Reverse Osmosis and NanofiltrationMembrane°,J.of Membrane Sci.,Vo1.83,pp.81-150(1993).36. American Public Health Association,American Water WorksAssociation & Water Pollution Control Federation,1992.StandardMethods for the Examination of Water and Wastewater,18 th ,Ed.,APHA ,Washington,D.C.,USA.223

附 錄 六 、 期 末 報 告 審 查 委 員 意 見 及 回 覆審 查 委 員 之 意 見執 行 單 位 之 回 應一 、 陳 秋 楊 委 員 意 見 :1. 有 關 水 中 硬 度 對 TOC 濃 度 去 除 率 之影 響 , 其 可 能 的 原 因 及 控 制 方 法 , 請再 詳 予 說 明 , 或 提 出 未 來 繼 續 研 究 的1. 在 p.172 中 已 推 測 其 原 因 為 硬 度 積 垢極 有 機 物 之 螯 合 作 用 。 未 來 薄 膜 研 究可 能 針 對 如 何 控 制 積 垢 方 面 作 探 討 。內 容 及 方 向 。2. 對 於 薄 膜 處 理 法 應 用 在 高 TOC 及 硬度 濃 度 的 水 源 時 , 如 何 在 設 計 或 操 作上 加 以 考 慮 , 其 因 子 的 影 響 程 度 , 請一 併 詳 予 考 慮 。2. 水 中 含 高 TOC 時 代 表 水 中 所 含 的 有機 物 濃 度 高 , 而 硬 度 高 則 代 表 鈣 、鎂 離 子 濃 度 高 , 無 論 鈣 鎂 離 子 或 有機 物 都 會 造 成 薄 膜 積 垢 之 物 質 , 因此 應 用 薄 膜 處 理 法 在 高 TOC 及 硬 度濃 度 的 水 源 時 , 應 定 時 反 沖 洗 或 增加 前 處 理 單 元 , 這 些 都 是 往 後 研 究之 主 要 課 題 (p174)。3. 本 研 究 所 使 用 薄 膜 為 單 段 且 為 批 式 操 作 所以 可 用 較 高 的 回 收 率 , 但 一 般 實 務 界 所 採 用3. 本 報 告 建 議 採 用 90% 之 回 收 率 操作 , 是 否 與 實 際 結 果 相 一 致 ? 是 否 可比 較 回 收 率 對 淨 水 成 本 之 影 響 ?為 連 續 操 作 , 其 單 段 回 收 率 在 50〜60% 之間 , 如 欲 增 加 整 體 之 回 收 率 , 宜 採 用 多 段串 、 並 聯 組 合 之 方 式 , 但 如 此 一 來 淨 水 成 本也 會 相 對 地 增 加 。 至 於 連 續 操 作 方 式 也 是 未來 研 究 主 要 方 向 (p.211)。

審 查 委 員 之 意 見執 行 單 位 之 回 應二 、 張 勝 祺 委 員 意 見 :1. 結 果 之 表 部 分 缺 單 位 , 應 予 以 補 上 。 1. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。2. 薄 膜 對 硬 度 處 理 有 關 濃 度 太 高 造成 孔 隙 阻 塞 … 之 原 因 有 待 商 榷 。3. p.78 有 關 藻 類 計 數 步 驟 能 否 補 上 。4. 表 2-3 及 表 2-5 應 補 上 參 考 之 文 獻 。5. 前 言 p.2 一 些 敏 感 字 詞 若 不 影 響 內 容建 議 刪 除 。2. 已 針 對 該 文 句 改 正 (p.136)。3. 遵 照 委 員 意 見 執 行 (p.78)。4. 遵 照 委 員 意 見 執 行 (p.25,28-29)。5. 遵 照 委 員 意 見 執 行 (p.2)。審 查 委 員 之 意 見一 、 康 世 芳 委 員 意 見 :1. 參 考 文 獻 寫 法 與 編 輯 請 修 訂 , 以 提執 行 單 位 之 回 應1. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。高 報 告 之 正 確 性 。 文 中 水 質 數 據 宜註 明 單 位 ( 如 p.134), 硬 度 單 位 一般 表 示 為 mg/L as CaCO3。2. (1) 已 註 明 廠 牌 型 號 。2. 以 Coulter Counter 是 量 藻 類 數 , 註 明(2) 由 於 每 個 顆 粒 都 有 其 粒 徑 範設 備 廠 牌 型 號 ; 實 際 原 水 含 濁 度 物圍 , 所 以 在 量 測 藻 類 計 數 時 有 先質 ,p.105-107 頁 藻 類 計 數 之 結 果 , 應去 查 一 般 藻 類 的 粒 徑 分 佈 , 所 以為 原 水 中 顆 粒 數 而 非 藻 類 。測 出 來 之 結 果 可 視 為 藻 類 數 。數 。3. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。3. 4.7 薄 膜 之 研 究 結 果 , 建 議 與 既 有 參

考 文 獻 比 較 , 則 可 增 加 成 果 的 正 確 性與 價 值 。4. 本 實 驗 所 配 置 之 人 工 水 樣 之 氯 離 子4. p.164 氯 離 子 濃 度 (0 ~ 4×10 –3 M) 濃 度 在 0~142 ppm 之 間 , 實 際 水 廠影 響 硬 度 去 除 , 人 工 水 樣 與 實 際 水 所 採 之 水 樣 為 4~8ppm, 故 在 比 較 範樣 氯 離 子 濃 度 差 異 甚 大 。圍 內 仍 屬 合 理 。審 查 委 員 之 意 見四 、 劉 志 成 委 員 意 見 :1. 實 驗 規 劃 及 結 果 討 論 完 備 , 各 方 面執 行 單 位 之 回 應1. 謝 謝 委 員 的 肯 定 。均 佳 。2. 建 議 審 慎 討 論 餘 氯 加 熱 逸 散 之 機 制(p124)。3. 薄 膜 對 水 中 同 時 存 在 之 硬 度 與 腐 植2. 已 於 p.127 圖 示 說 明 。3. 遵 照 委 員 意 見 執 行 。酸 之 去 除 機 制 之 討 論 (p.172) 應 可 參考 文 獻 , 進 一 步 討 論 , 以 提 供 更 明 確的 反 應 機 制 。