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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳東勝
研究生(外文):CHEN,DONG-SHEN
論文名稱:聚矽酸鐵混凝劑製備與淨水場原水有機物去除之研究
論文名稱(外文):Study on Application of Poly Silicate Iron(PSI) Coagulant in Removing Organics of Raw Water Utilized by Water Purification Plant
指導教授:陳煜斌陳煜斌引用關係甘其銓甘其銓引用關係
指導教授(外文):CHEN,I-PINKAN,CHI-CHUAN
口試委員:甘其銓林秀雄楊惠玲
口試委員(外文):KAN,CHI-CHUANLIN,SHIOW-SHYUNGYANG,HUI-LING
口試日期:2020-07-30
學位類別:碩士
校院名稱:嘉南藥理大學
系所名稱:環境工程與科學系
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:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:混凝聚矽酸鐵有機物三鹵甲烷
外文關鍵詞:CoagulationPoly silicate ironOrganic matterTrihalomethane
相關次數:
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在台灣地區,氯是最普遍使用的自來水消毒劑,但是在加氯消毒的過程中,氯卻也會與水中有機物反應生成三鹵甲烷等消毒副產物,此物種已經證實具有致癌性,會對人體健康造成影響,因此為維護飲用水安全及飲用水水值標準,本研究將針對該淨水場原水進行混沉試驗,比較氯化鐵混凝劑、自製聚矽酸鐵混凝劑(PSI)與前加氯的加藥操作,進行最適操作條件之混沉試驗與建置該淨水場適合混凝與前氯的加藥操作,以確保淨水場水質符合濁度與總三鹵甲烷規定之加藥操作流程。
本研究結果顯示,無論是氯化鐵或自製PSI混凝劑,在調整原水至pH6.5進行混沉試驗之後,其三鹵甲烷生成之數值皆比未調整pH(7.17~7.35)之水樣低,並且水樣在放置時間延長後,的確會有三鹵甲烷升高之問題,因此建議水場在未來加藥操作流程加入調整pH之操作程序。
從本次研究可以發現,PSI混凝劑其對濁度去除、降低三鹵甲烷生成皆有良好效果,對於未來是否能商業化及量產,可進一步探討。
In Taiwan, chlorine is the most commonly used disinfectant for tap water. However, in the process of chlorination disinfection, chlorine will also react with organic matter in the water to form disinfection by-products such as trihalomethanes. This species has been confirmed to be carcinogenic and will Human health is affected. Therefore, in order to maintain drinking water safety and drinking water value standards, this study will conduct a coagulation test on the raw water of the water purification plant, and compare the ferric chloride coagulant and the self-made polyiron silicate coagulant (PSI ) And the pre-chlorination dosing operation, carry out the coagulation test of the most suitable operating conditions and build the water purification plant suitable for coagulation and pre-chlorine dosing operations to ensure that the water quality of the water purification plant meets the turbidity and total trihalomethanes The prescribed dosing operation process.
The results of this study show that whether it is ferric chloride or self-made PSI coagulant, after adjusting the raw water to pH 6.5 for coagulation test, the value of trihalomethane generation is higher than that of water samples without adjusting pH (7.17~7.35) It is low, and the water sample does have the problem of increasing the trihalomethane after the prolonged storage time. Therefore, it is recommended that the water field add the pH adjustment operation procedure in the future dosing operation process.
From this study, it can be found that PSI coagulant has good effects on turbidity removal and reduction of trihalomethane generation. Whether it can be commercialized and mass produced in the future can be further discussed.
目錄
摘 要 I
Abstract II
致謝 IV
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 X
第一章 前言 1
1.1研究緣起 1
1.2研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 淨水廠原水混凝過程 3
2.1.1混凝及膠凝之作用機制 3
2.1.2 顆粒去穩定化的反應機制 4
2.2消毒副產物 5
2.2.1消毒副產物的定義 5
2.2.2消毒副產物的發現 6
2.3 三鹵甲烷 7
2.3.1三鹵甲烷生成之影響因子 7
2.3.2三鹵甲烷之危害性 13
2.3.3三鹵甲烷法規現行管制標準 14
2.4聚矽酸鐵 16
2.4.1聚矽酸鐵之特性 16
2.4.2聚矽酸鐵之製備方式 17
2.4.3複合合成法(composite algorithm) 18
2.4.4共同聚合法 18
2.5聚矽酸鐵合成之影響因子 20
2.5.1矽鐵比(Si/Fe ratio) 20
2.5.2合成條件 21
2.6聚矽酸鐵之混凝特性 22
第三章實驗設備、材料與方法 23
3.1 研究架構 23
3.2實驗設備、藥品 26
3.2.1實驗設備、分析儀器 26
3.2.2製備PSI之實驗藥品 27
3.3聚矽酸鐵混凝劑(PSI)之製備 28
3.4聚矽酸鐵混凝劑之特性分析 30
3.4.1總矽鐵含量 30
3.4.2鐵物種型態分析 30
3.4.3試劑溶液配製 33
3.4.4檢量線配製 34
3.4.5實驗步驟 35
3.5淨水場原水水質特性分析 36
3.5.1 pH 36
3.5.2濁度 36
3.5.3溶解性有機物組成分布 36
3.5.4總三鹵甲烷測定 39
3.6實驗方法 39
第四章 結果與討論 41
4.1聚矽酸鐵製備與鐵物種型態特性之關係 41
4.1.1合成方法 41
4.1.2合成結果 42
4.2氯化鐵、聚矽酸鐵混凝劑加藥對混凝效能之影響 44
4.2.1氯化鐵、聚矽酸鐵混凝劑加藥對濁度之影響 44
4.2.2氯化鐵、聚矽酸鐵混凝劑加藥對pH之影響 46
4.2.3不同加藥方式對有機物之影響 48
4.2.4不同加藥方式對三鹵甲烷生成之影響 57
第五章 結論與建議 59
5.1結論 59
5.2建議 61
參考文獻 62

圖目錄
圖2- 1聚矽酸鐵之製備途徑 25
圖3- 1研究架構流程圖 32
圖3- 2 聚矽酸鐵製備流程 37
圖3- 3 FERRON逐時錯合比色法 40
圖3- 4鐵金屬濃度與吸光值之檢量線 42
圖3- 6 EEM螢光光譜 46
圖3- 7原水水樣之平均螢光強度 46
圖4- 1原水及模式B放置兩天之EEM螢光光譜圖 55
圖4- 2模式C放置0及2天之EEM螢光光譜圖 56
圖4- 3模式D放置0及兩天之EEM螢光光譜圖 56
圖4- 4模式E放置0及2天之EEM螢光光譜圖 57
圖4- 5模式F放置0及2天之EEM螢光光譜圖 57
圖4- 6模式G放置0及2天之螢光光譜圖 58
圖4- 7模式H放置0及2天之EEM螢光光譜圖 58
圖4- 8模式I放置0及2天之EEM螢光光譜圖 59
圖4- 9原水及氯化鐵之平均螢光強度 60
圖4- 10原水及PSI之平均螢光強度 60

表目錄
表2- 1國內外法定規定之飲用水三鹵甲烷濃度管制值 25
表3- 1八種加藥操作方式-氯化鐵 35
表3- 2八種加藥操作方式-PSI 35
表4- 1 PSI之鐵物種型態 52
表4- 2原水及以八種加藥操作方式(模式B~I)混凝試驗之濁度 55
表4- 3原水及以八種加藥操作方式(模式B~I)混凝試驗之PH 56
表4- 4平均螢光強度(AVERAGE FLUORESCENCE INTENSITY, AFI) 65
表4- 5總三鹵甲烷檢測報告 67

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