臺灣博碩士論文加值系統

台灣地區因特殊的地理特性、集水區上游水土保持不佳及地震後地表土質鬆動等因素影響，每當夏季暴雨或颱風來臨時，洪水夾帶大量泥砂進入河川，造成水庫蓄水濁度遽升，有時甚至高達數萬濁度單位，超過自來水淨水場混凝沉澱程序處理極限，必須採取減量供水甚至停止供水的措施。因此，如何使自來水事業單位於高濁度原水期間，快速的降低原水濁度，且滿足飲用水安全標準，是目前水資源處理最重要的課題之一。飲用水事業單位為了快速解決高濁度原水的問題需進行混凝程序，目前公告可使用的混凝劑主要包括無機鹽類混凝劑及高分子凝聚劑兩類；其中，無機鹽類混凝劑處理高濁度原水效果並不理想，而高分子凝聚劑超量使用則可能影響人體健康。因此，現有之混凝劑均無法有效且快速解決高濁度原水之問題。本研究利用無毒性幾丁聚醣搭配少量無機鹽類的生物性混凝劑對澄清湖水庫現地土樣、高嶺土與渥太華標準砂所配製的高濁度原水進行杯瓶試驗，以瞭解生物性混凝劑之添加藥量對降低原水濁度之效果。試驗結果顯示，生物性混凝劑有良好的濁度去除效果；當原水濁度為52000NTU(接近莫拉克颱風後最高濁度)時，只需添加生物性混凝劑0.2ml/L，即可使原水濁度快速降至25NTU，符合飲用水之水質標準(30NTU)；顯示生物性混凝劑應可提高淨水場混凝程序操作效率，使淨水場能在高濁度原水期間持續供水。

Due to fragile geology and steep topography, extremely high turbidity, 10,000NTU or higher, water is frequently observed during a storm event. This extremely high turbidity water could lower the efficiency of water treating process in a water treatment plant or even shut down the water supply. To reduce the turbidity, two types of coagulants can be legally used in a water treating process: (1) inorganic coagulants, and (2) polymer coagulants. The former shows lower efficiency for treating high turbidity water. The latter may introduce healthy risk. Therefore, this study focuses on a bio-based polymer, or called chitosan, which is well known as non-toxic material to human beings. Three kinds of samples are used for jar tests: (1) Ottawa standard sand, (2) Kaolin soil (or Kaolinite clay), and (3) the sediment of Chengcing Lake Reservoir. The result shows that the dosage of 0.2mg/L of the bio-based polymer can reduce the turbidity from 52,000NTU to 25NTU, which meets the drinking water standard of 30NTU during high turbidity periods. This result indicates the capability of bio-based polymer to increase the water treating efficiency for extremely high turbidity water.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1研究緣起 1
1-2研究目的 1
第二章 文獻回顧 3
2-1高濁度原水來源及處理 3
2-1-1 高濁度原水起因 3
2-1-2 濁度之來源與性質 4
2-2 淨水場之淨水處理流程及功能 6
2-3 高濁度原水對淨水場操作之影響 12
2-4 混凝方法與混凝劑特性 15
2-4-1混凝機制 15
2-4-2影響混凝作用因素 17
2-4-3混凝劑之種類及特性 18
2-4-4鋁鹽混凝劑對人體之影響 19
2-5 高分子凝聚劑 20
2-5-1高分子凝聚劑介紹 20
2-5-2國內飲用水使用高分子凝聚劑相關規定 21
2-5-3高分子凝聚劑目前於各國淨水處理使用狀況 24
2-5-4高分子凝聚劑對人體健康之影響 25
2-6幾丁聚醣 26
2-6-1幾丁質與幾丁聚醣介紹 26
2-6-2幾丁聚醣之應用 29
第三章 研究流程與方法 30
3-1實驗流程規劃 30
3-2試驗材料 31
3-3土壤物理性質試驗 33
3-3-1土壤粒徑分析試驗 33
3-3-2土壤比重試驗 37
3-3-3土壤液塑性限度試驗 39
3-4高濁度原水配製 41
3-5杯瓶試驗 42
第四章 結果與討論 47
4-1濁度與泥砂濃度之關係 47
4-2生物性混凝劑對高濁度原水混凝試驗分析 50
4-2-1土壤種類對生物性混凝劑處理高濁度原水之影響 50
4-2-2攪拌方式對原水濁度降低效果之影響 56
4-2-3生物性混凝劑加藥量對高濁度原水混凝試驗分析 61
4-2-4生物性混凝劑對高濁度海洋原水混凝試驗分析 63
第五章 結論與建議 66
5-1 結論 66
5-2 建議 67
參考文獻 68
附錄A A-1
附錄B B-1

1.Al-Sinaiyah, P.O. (2012). The use of chitosan as a coagulant in the pre-treatment of turbid sea water, Journal of Hazardous Materials, Vol. 233, pp. 97-102.
2.Amirtharagjah, A., O’Melia ,C.R. (1990)., Chap6: Coagulation and Flomlulation.Water Quality＆treatment 5th ed., AWWA.
3.Alfrey, A.C. (1993). Aluminum toxicity in patients with chronic renal failure, Journal :Ther Drug Moint, Vol. 15, No. 6, pp. 593-597.
4.Gauthier, E., Fortier, I., and Courchesne, F. (2000). Aluminum forms in drinking water and risk of Alzheimer’s disease, Journal of Environmental Research ,Vol. 84, pp. 232-246.
5.Hackman, R.H. (1965). Nature of alpha- and beta-chitins , Australian Journal of Biological Sciences, Vol. 18, No. 4, pp. 935-941.
6.Jope, R.S., Johnson, G.V. (1992). Neurotoxic effects of dietary aluminum, Journal of Ciba Foundation symposium, Vol. 169, pp. 254-267.
7.Knorr, D. (1984). Use of chitosan polymers in foods challenge for food research and development, Journal of Food Technology, Vol. 38, pp. 85-97.
8.Kjell, M.V., Mildrid, M.M., Ragnhild, J.N.H., and Olav, S. (1997). In vitro degradation rates of partially n acetylated chitosans in human serum, Journal of Carbohydrate Research, Vol. 299, No. 1, pp. 99-101.
9.Lin, J-L , Huang , C-P, Pan , J-R,Wang , and D-S. (2008). Effect of Al(III) speciation on coagulation of highly turbid water, Journal of Chemosphere, Vol. 72 , pp. 189-196.
10.Luig, R., Annamaria , D. G., Marialuisa G., and Vincenzo B. (2008). Coagulation chlorination of surface water: A comparison between chitosan and metal salts, Journal of Separation and Purification Technology, Vol. 62 , pp.79–85.
11.Muzzarelli, R.A.A., Barontini, G., and Romlhetti, R. (1978). Isolation of lysozyme on chitosan , Journal of Biotechnology and Bioengineering journal Vol. 20, pp. 87-92.
12.Nagyvary, J.J., Falk,J.D, Schmidt,M.L., Wilkins, A.K., and Bradbury, E.L. (1979). The hypolipidemic activity of chitosan and other polysamlharides in rats , Nutrition Reports International, Vol. 20, No. 5, pp. 677-684.
13.Sudarshan, N.R., Hoover,D.G., and Knorr, D. (1992). Antibacterial action of chitosan, Journal of Food Biotechnology, Vol. 6, pp. 257-272.
14.Shih, W-K, Chiang, and C-L. (1998). Treatment of High Turbidity Water , Proceeding 4th International Workshop on Drinking Water Quality Management and Treatment Technology, March 4-5, Taiwan, R.O.C, pp. 112-116.
15.World Health Organization(WHO) (1997). Aluminum Environ Health Criteri, pp. 1-152.
16.台北自來水事務處(1998)，高濁度水處理技術探討，研究報告。
17.伍美玲(2009)，台灣水庫淤泥之性質研究，國立成功大學碩士論文。
18.郭文發(2007)，探討POLYMER做為淨水廢水處理藥劑之成效及其健康風險評估，台灣省自來水公司研究報告。
19.徐毓蘭、白陽泉(2006)，高濁度原水生態化處理及資源化利用之研究，行政院環境保護署研究報告。
20.翁韻雅(2003)，以高分子凝集劑處理高濁度原水研究，國立成功大學碩士論文。
21.許少華，俞維昇，黃進坤(2005)，渾水水庫沉降特性與排渾減淤特性研究，經濟部水利署研究報告。
22.陳俞蓁(2002)，混凝對表面水濁度之研究，國立成功大學碩士論文。
23.陳文福，陳世賢(2008)，颱洪期間緊急改善大台中地區自來水供水策略之研究，農業工程學報。
24.陳富鈴(2011)，以幾丁聚醣及鋁鹽混凝劑處理高濁度原水之研究，國立台灣大學碩士論文。
25.張煥獎，江建忠(2007)，南化廠高濁度時混凝劑及助凝劑之應用，台灣省自來水公司研究報告。
26.張煜欣(2008)，含幾丁聚醣吸附劑的製備與特性研究:重金屬移除，國立交通
大學博士論文。
27.黃啟峰(2006)，高分子凝聚劑對藻體混凝之影響及膠羽特性研究，國立成功大學碩士論文。
28.康世芳，高偉傑，蔣本基，張怡怡，張簡國平，王根樹(2010)，我國飲用水水質標準中未列管污染物之調查與管理法規草案研議，中華民國自來水協會第二十七屆自來水研究發表會論文集。
29.黃永富(2010)，高分子凝聚劑處理淨水場高濁度原水成效研究，國立中央大學碩士論文。
30.駱尚廉，胡景堯，張嘉玲(2009)，公共給水緊急應變管理系統及高濁度原水處理應變技術之建立(1/2)，經濟部水利署研究報告。
31.駱尚廉，胡景堯，張嘉玲(2009)，公共給水緊急應變管理系統及高濁度原水處理應變技術之建立(2/2)，經濟部水利署研究報告。
32.駱尚廉審訂(2009)，栗田工業株式會社編著，水處理技術。