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研究生:黃立維
論文名稱:不同操作條件對自來水配水槽內異營菌變化之研究
指導教授:盧重興盧重興引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:環境工程學系
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:130
中文關鍵詞:配水槽異營菌操作條件微生物徑高比
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自來水配水系統主要提供穩定和足量的水量給消費者使用,依目前的淨水處理技術而言,水源經淨水廠處理過後大都能符合自來水法規標準,然而民眾仍對水質有所抱怨,主要是因自來水經過配水系統後受到二次污染的原因,其中以生物性污染為主要問題。配水池是配水系統不可或缺的設備之一,但是水槽因不良的設計及水力停留時間的增加,造成自來水水質變壞,因此必須針對配水池水質變化做進一步的探討。
本研究的目的在於探討不同操作條件下對配水池內微生物生長的情形,包括固定流量及變動流量二方面,研究不同徑高比(直徑與水位高度的比值, Diameter/Height, D/H)、不同進流口位置及變動流量對配水池內部餘氯濃度和微生物等的影響。最後,建立配水池水質模式,模擬自來水在水槽水質的狀況及變化情形。
固定流量試驗顯示,徑高比愈小,水位愈高,餘氯消耗愈快,混合效果愈差,且槽內層化作用也愈明顯。不同進出流口位置顯示,頂部進流試程中,底部出流餘氯濃度較高,且形成死角區域較少。
變動流量試驗顯示,配水池內餘氯濃度均有消耗的現象,除了進流口位置的餘氯濃度較高,水槽其他位置餘氯濃度分布並沒有明顯的差距,解決水池內部餘氯分布不均的問題。底部進流配水池餘氯濃度平均比頂部進流低,且頂部進流試程出流水餘氯濃度也較底部進流試程穩定。
變動流量與連續流量比較得知,變動流量試程中,配水槽餘氯濃度分布較為均勻,並沒有層化的現象產生,且出流口餘氯濃度比較高,表示餘氯濃度消耗較少,自來水在配水槽內混合效果較好。
懸浮性微生物於連續試程中,餘氯濃度愈低的區域,懸浮性微生物生長愈好,徑高比小及底部進出流的懸浮性微生物菌數皆有偏高的趨勢,且水池底層及出流口菌數有明顯高於水槽其他區域。附著性微生物與懸浮性微生物生長情形十分一致,可見微生物易生長於死角區域。
變動流量試驗顯示,長期浸泡在液面下的生物膜仍有滋長的現象,但水位變化過程中,水槽壁面暴露出水面的時間愈長,生物膜愈不易生長;而暴露於空氣時間較短的壁面,由於壁上水未乾掉,該區餘氯濃度消耗且並沒有新鮮的消毒劑補充,抑制效果最差,更易於附著性微生物生長。而附著性微生物因水位變化容易脫落,導致懸浮性微生物偏高的情形,加上餘氯濃度的抑制,配水池內懸浮性微生物分布並不平均。不同進流口位置,總異營菌數相差不多,但分布情形並不一致。
模式模擬結果顯示,本研究固定流量試程中,附著性微生物與自由餘氯皆有不錯的模擬結果,於溶解性有機碳顯示,在試驗過程中濃度皆有往下降低的趨勢,有相同的趨勢,然濃度有高估的情形,可能與初始濃度有關,須做更進一步的改進。
摘要 I
目錄 III
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號說明 XIII
第一章 前言 1
第二章 文 獻 回 顧 3
2-1 概論 3
2-2 儲水設備的介紹 4
2-2-1 配水池的種類 4
2-2-2配水池之位置 5
2-3 影響配水槽水質的原因 5
2-3-1 外型設計 6
2-3-2 水力停留時間 11
2-3-3 微生物 12
2-4相關研究 15
2-4-1配水池實驗研究 15
2-4-2配水池模式發展 21
第三章 理論推導與模式建立 23
3-1 理論基礎 23
3-2 模式建立 24
3-3 基本假設 26
3-4 統御方程式 26
第四章 材料與方法 39
4-1 試驗設備 39
4-2 操作條件與試驗方法 42
4-2-1 水源條件 42
4-2-2 流量控制 42
4-2-3 餘氯控制 43
4-2-4 各試程不同操作條件 44
4-2-5 採樣位置 46
4-2-6 分析項目 48
4-2-7 採樣時間 51
第五章 結果與討論 52
5-1 固定流量試程 52
5-1-1 餘氯濃度試驗 52
5-1-2 懸浮性微生物試驗 57
5-1-3附著性微生物試驗 64
5-1-4溶解性有機碳試驗 71
5-2 變動流量試程 74
5-2-1 餘氯濃度試驗 74
5-2-2 懸浮性微生物試驗 78
5-2-3 附著性微生物試驗 85
5-2-4溶解性有機碳試驗 92
5-3 固定流量與變動流量比較 95
5-4模式驗證 98
第六章 結論與建議 103
6-1 結論 103
6-1-1 餘氯濃度的分布 103
6-1-2總異營菌生長情形 104
6-1-3 溶解性有機碳 105
6-1-4 最佳設計 105
6-2 建議 105
參 考 文 獻 107
附錄一 實驗數據 112
附錄二 模式模擬 126
余孟懷,自來水配水槽異營菌變化分析之研究,國立中興大學環境工程學系碩士論文,民91。
江柏霖,自來水配水槽餘氯濃度之研究,國立中興大學環境工程學系碩士論文,民90。
李志成,自來水配水池水力特性與餘氯濃度之研究,國立中興大學環境工程學系碩士論文,民88。
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高肇藩,給水工程,修定版,成功大學,167-175頁,民79。
張鴻耀,自來水配水管網餘氯與細菌消長模式之研究,國立中興大學環境工程研究所碩士論文,民88。
國立中興大學環工系,微生物學實驗,民77。
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蔡長憲,加氯量對自來水不鏽鋼管線生物膜消長影響之研究,國立中興大學環境工程學系碩士論文,民89。
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