博碩士論文 105326002 詳細資訊




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姓名 陳堯瑄(Yao-Hsuan Chen)  查詢紙本館藏   畢業系所 環境工程研究所
論文名稱 利用UV-VIS連續掃描吸收光譜建立量測廢水中TSS、TDS、COD與硝酸鹽濃度方法之研究
(Study on the Method of Measuring TSS, TDS, COD and Nitrate Concentration in Wastewater by UV-VIS Continuous Scanning Absorption Spectrum)
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摘要(中) 廢水中成份包含溶解性物質與非溶解性物質,各種類物質之濃度往往是用於判斷水質優劣的主要項目,而現行水質檢測方法多以傳統人工檢測方法為主,但其採樣與檢測分析程序耗時耗力,且無法及時獲得中物質濃度等相關資訊,為了能及時提供水處理系統控制有效的資訊,以光學頻譜建立即時廢水水質監測方法具有快速量測、不需外加藥劑等優點,可有效解決及改善傳統量測或實驗分析所面臨之問題。本研究以光學頻譜分析方法,針對廢水中之TSS、TDS、TCOD、SCOD、總硝酸鹽及溶解性硝酸鹽項目,建立以主成分分析法結合多元迴歸與倒傳遞類神經網路推估廢水中物質濃度之模式,以多元迴歸推估TSS、TDS、TCOD與溶解性COD之濃度其最佳推估結果TSS平均相對差異百分比為8.38 %, TDS平均相對差異百分比為15.53%,總COD平均相對差異百分比為16.29 %,溶解性COD平均絕對差異值為1.57,總硝酸鹽平均絕對差異值為0.76,溶解性硝酸鹽推估結果其平均絕對差異值為0.49,推估結果佳,而應用倒傳遞類神經網路建立之濃度推估模式雖其結果略差於多元迴歸分析之濃度推估公式,但推估之結果尚在可接受的範圍內,且其最大之優點為可一次同時解析TSS濃度、TDS濃度、TCOD濃度、SCOD濃度、總硝酸鹽濃度及溶解性硝酸鹽濃度,達到快速量測、即時得知廢水中TSS、TDS、COD與硝酸鹽濃度的目的。
摘要(英) The components in the wastewater contain dissolved substances and non-soluble substances. These kinds of substances is the main item used to judge the water quality. The current water quality testing methods are mostly based on traditional manual testing methods, but the sampling and testing analysis procedures are time-consuming and the water concentration cannot be obtained in time. In order to provide timely and effective information on water treatment system control, establishment of instant wastewater quality monitoring method with optical spectrum has the advantages of rapid measurement and no need for additional chemicals, which can effectively solve the traditional measurement problems. This study is focused on the concentration of the total suspended solids, total dissolve solids, chemical oxygen demand and nitrate. Used PCA with multiple regression and ANN to estimating the concentration of substances in wastewater. Estimating the concentration of TSS, TDS, TCOD and dissolved COD by multiple regression results are as follows:the average relative difference of TSS is 8.38 %, TDS is 15.53%, TCOD is 16.29% and the absolute difference in dissolved COD is 1.57, total nitrate is 0.76, dissolved nitrate is 0.49. As for the concentration estimation model established by the ANN is slightly worse than the concentration estimation formula of multiple regression analysis, but the estimated result is still within the acceptable range. And its advantage is that can be obtained TSS, TDS, TCOD, dissolved COD, total nitrate and dissolved nitrate at the same time to achieve rapid measurement concentration in wastewater.
關鍵字(中) ★ 吸收光譜分析
★ TSS濃度
★ TDS濃度
★ COD濃度
★ 硝酸鹽濃度
關鍵字(英)
論文目次 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 水中物質濃度量測技術方法發展之現況 3
2.1.1 總懸浮固體濃度量測之方法發展 3
2.1.2 總溶解固體濃度量測之方法發展 4
2.1.3 COD 濃度量測方法之發展 5
2.1.4 硝酸鹽濃度量測方法之發展 6
2.2 吸收光譜量測水中物質濃度之發展 8
2.2.1 吸收光譜量測TSS之發展 8
2.2.2 吸收光譜量測COD之發展 9
2.2.3 吸收光譜量測硝酸鹽之發展 9
2.3 光譜分析方法 10
2.3.1 主成份分析 10
2.3.2 人工類神經網路 11
第三章 研究方法 13
3.1 研究內容與流程 13
3.2 水中物質光學特性分析 14
3.3 實驗方法規劃與設備建置 15
3.3.1 實驗方法 15
3.3.2 實驗設備建置 16
3.3.3 分光光度計使用上的限制 17
3.4 TSS、TDS、COD及硝酸鹽主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 18
3.4.1 總懸浮固體主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 18
3.4.2總溶解固體主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 20
3.4.3 COD主吸收波長之判定 21
3.4.4 硝酸鹽主吸收波長之判定 22
3.5 建立同步量測各物質濃度推估模式 23
第四章 結果與討論 24
4.1 水中物質光學特性分析 24
4.1.1 總懸浮固體 24
4.1.2 總溶解性固體 24
4.1.3 有機物 25
4.1.4 硝酸鹽 25
4.1.5 重金屬 25
4.1.6 小結 26
4.2 總懸浮固體主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 26
4.2.1 判定總懸浮固體主吸收波長 26
4.2.2 建立總懸浮固體濃度推估公式 29
4.2.3 小結 30
4.3 可沉澱懸浮固體主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 31
4.3.1 判定可沉澱懸浮固體主吸收波長 31
4.3.2 建立可沉澱懸浮固體濃度推估公式 37
4.3.3 小結 38
4.4 不可沉澱懸浮固體主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 38
4.4.1 判定不可沉澱懸浮固體主吸收波長 38
4.4.2 建立不可沉澱懸浮固體濃度推估公式 42
4.4.3 小結 43
4.5 總溶解固體主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 43
4.5.1 判定總溶解固體主吸收波長 43
4.5.2 建立總溶解固體濃度推估公式 45
4.5.3 小結 47
4.6 COD主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 47
4.6.1 判定COD主吸收波長 47
4.6.2 建立TCOD濃度推估公式 49
4.6.3 溶解性COD濃度推估公式 50
4.6.4 小結 51
4.7 硝酸鹽主吸收波長之判定與濃度推估公式之建立 52
4.7.1 判定硝酸鹽之主吸收波長 52
4.7.2 建立總硝酸鹽濃度推估公式 53
4.7.3 建立溶解性硝酸鹽濃度推估公式 55
4.7.4 小結 56
4.8 建立類神經網路濃度推估模式 57
第五章 結論與建議 60
5.1 結論 60
5.2 建議 61
第六章 參考文獻 62
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指導教授 廖述良 審核日期 2018-8-24
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