石門水庫分層取水對於平鎮淨水廠快濾池堵塞成因分析

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：6

、訪客IP：3.137.183.14

姓名

張嘉元(Jia-yuan Jhang) 查詢紙本館藏

畢業系所

環境工程研究所

論文名稱

石門水庫分層取水對於平鎮淨水廠快濾池堵塞成因分析
(Filter clogging in Pin-Chen water treatment plant during water intake from intake well in Shimen reservoir.)

相關論文

★ 偏光板TAC製程節水研究	★ 應用碳足跡盤查於節能減碳策略之研究-以某太陽能多晶矽片製造廠為例
★ 不同形態擔體對流動式接觸床 (MBBR)去除氨氮效率之探討	★ 以減壓蒸發法回收光阻廢液之可行性探討-以某化學材料製造廠為例
★ 行為安全執行策略探討-以某紡絲事業單位為例	★ 以環保溶劑取代甲苯應用於工業用接著劑可行性之研究
★ AO+MBR+RO進行生活污水廠水再生最佳調配比例之研究-以鳳山溪污水處理廠為例	★ 二氧化矽與氧化鋁廢水混合混凝處理之研究
★ 利用碳氣凝膠紙電吸附於二氯化銅水溶液現象之探討	★ 非接觸式光學監測混凝系統技術之發展
★ 以光學影像連續監測銅廢水化學沉降之技術發展	★ 以膠羽影像光訊號分析(FICA)技術監測高嶺土之化學混凝
★ 膠羽影像色譜分析技術監測混凝程序之開發‒以地表原水為例	★ 石門水庫分層取水對於前加氯與混凝成效之影響
★ 地表水中氨氮之生物急毒性研究	★ 水足跡盤查分析與節水策略-以某印刷電路板軟板廠為例

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

至系統瀏覽論文 ( 永不開放)

摘要(中)

石門水庫因颱風暴雨時期原水濁度過高，以建設分層取水工程來因應淨水廠難處理之問題，但淨水廠以分層取水做為水源時，在淨水廠末端快濾池操作上發生嚴重堵塞問題，進而影響出水水質及水量，本研究藉由採樣分析石門水庫不同取水口水質差異以及快濾池現況調查；另一方面，藉由模廠試驗，控制在不同物化條件進行過濾試驗，釐清快濾池堵塞成因。
水質分析結果顯示，石門水庫不同取水口以及平日取水與切換分層取水之平鎮淨水場進場水質，水質並無明顯差異，因此濾池堵塞原因受原水水質影響有限，爾後分別在平日取水與分層取水進行濾料鑽心分析，由反洗廢水濁度歷線、濾料膠羽濁度、SS 貯留、EDS 分析結果，淨水廠以分層取水做為水源時，快濾池過濾機制是以表面過濾為主，且可能為物理性堵塞，但排除顆粒過度累積所致。
平日取水時，以瓶杯試驗混沉後，殘餘濁度與過濾性較佳之混凝劑，在模廠快濾單元操作上，無法獲得較長濾程，由於處理後原水之殘餘濁度均相當低，因此無法判斷混凝劑種類與濾程之相關性。若以分層取水做為水源時，並非為混沉成效不佳，且模廠試驗得知，更換藥劑並不能解決快濾池堵塞問題；經由現場濾料鑽心分析、以及模廠試驗與觀察，推斷快濾池快速堵塞是原水中溶解氣體過飽和，導致濾池空氣閉塞現象。藉由曝氣程序模擬原水中氣體過飽和現象，但無法模擬出分層取水在導水過程中，管線中造成氣體過量溶入行為；最後在暴雨期，採取分層取水試驗，因濁度高氣體溶入量較少，經取水管線至淨水廠中，氣體與原水矽顆粒、混凝
劑形成大膠羽進而沉澱去除，使得快濾池有較長之濾程，此試驗結果亦可研擬平鎮淨水廠快濾池操作上，濾程縮短之對策。

摘要(英)

Due to extreme high turbidity during typhoons or heavy rains, which resulted in difficulties in potable water treatment, the water intake well to draw water from upper levels of the reservoir was built in the Shihmen reservoir.
After drawing water from the intake well, it was found that the rapid sand filter was severely clogged, the head loss increased dramatically, and the filtration run-time was seriously shortened. The objectives of this study were first to investigate filter clogging in Ping-Jan Water Treatment Plant while intake water from the water intake well by water quality analysis of different water intake
locations, filter-bed analysis, and pilot study. It was shown that the water qualities from different water intake locations were similar; thus, the water quality was not the cause for the clogging. From the floc retention analysis, scanning microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy of filter media, it was found that the particles only deposited on the surface of filter while
intake water from the water intake well. Bubbles observed in coagulation tanks on-site and in coagulation, sedimentation, and filtration units of the pilot, it was
determined that the air-binding is responsible of the filter clogging.

關鍵字(中)

★ 濾料分析
★ 濾床堵塞
★ 快濾池
★ 空氣閉塞

關鍵字(英)

★ rapid filtration
★ filter clogging
★ filter analysis
★ air binding.

論文目次

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究內容與目的 3
第二章文獻回顧 5
2.1 過濾原理及機制 5
2.2 影響過濾成效之因素 9
2.2.1 原水水質特性 9
2.2.2 低濁度原水混沉成效 11
2.2.3 混凝加藥量與過濾性關係 13
2.3 快濾池濾程縮短常見原因 14
2.3.1 藻類 14
2.3.2 空氣閉塞 16
2.4 平鎮淨水場處理概況 22
2.4.1 取水現況 24
2.4.2 二期處理設備概況 25
2.4.3 快濾池操作現況 28
第三章研究材料、設備與方法 31
3.1 研究方法 31
3.1.1 不同取水源及採樣位置 32
3.1.2 淨水廠現場樣本採樣 35
3.1.3 模型場過濾試驗 36
3.2 分析項目方法及步驟 42
第四章結果與討論 48
4.1 取水源水質與二期快濾池濾程縮短調查 48
4.1.1 不同取水源及平鎮淨水場水質分析 48
4.1.2 平日取水與分層取水快濾池調查 58
4.2 平日取水混凝劑種類混沉成效評估對快濾單元之適用性 74
4.2.1 平日取水瓶杯試驗混沉成效評估 74
4.2.2 混沉成效評估對模廠快濾單獲得最長濾程之適用性 79
4.3 分層取水混凝劑種類混沉後對快濾單元獲得較長濾程之可行性 84
4.3.1 分層取水瓶杯試驗混沉成效評估 84
4.3.2 不同加藥策略對模廠快濾單元獲得較長濾程之可行性 90
4.3.3 反洗固體物化學組成分析 97
4.4 原水空氣溶入情形對快濾單元之影響 99
4.4.1 原水曝氣模擬試驗 99
4.4.2 暴雨期分層取水 105
4.4.3 平鎮淨水場現場快濾池堵塞成因分析 108
4.4.4 氣體過飽和成因之模場驗證 113
第五章結論與建議 115
5.1 結論 115
5.2 建議 116
參考文獻 117

參考文獻

1.經濟部水利署全球資訊網，網址:http://www.wra.gov.tw/
2.IR. I. Mackie and R. Bai, “Suspended particle size distribution and the performance of deep bed filter”, A Journal of the International Water Association, 26, 1571-1575 (1992).
3.M. Beller, “Filter mechanisms in roughing filter”,Journal of Water Supply: Research and Technology AQUA, 42, 174-185 (1993).
4.范喻翔，「淨水場濾池反洗廢水水量與水質特性之研究」，碩士論文，國立中央大學環境工程研究所，中壢，(2008)。
5.M. Kau and D. F. Lawler, “ Dynamics of deep-bed filtration :velocity, depth, and media”, Journal of Environmental Engineering, 121,850-859 (1995)。
6.杭子樵、黃永富，「快濾池雙層濾料影響過濾水濁度之研究」，台灣省自來水股份有限公司第十二區管理處，自行研究計畫(2009)。
7.陳韋弘，「混凝劑Al型態對高濁水混凝行為之影響」，碩士論文，國立交通大學環境工程研究所，新竹，(2005)。
8.翁雅韻，「以高分子混凝劑處理高濁度原水之研究」，碩士論文，國立成功大學環境工程研究所，台南，(2003)。
9.劉易甫，「低濁原水處理策略評估：實驗室及現場診斷」，國立交通大學環境工程研究所，碩士論文，新竹，(2009)。
10.林文煒、宋尚軒、李坤峰、李篤中、張嬉麗、莊瑞鑫，「原水有機物含量對污泥毯穩定性之影響」，第18 屆自來水研討會(2001)。
11.陳姝樺，「以二氧化氯為前氧化劑對淨水混沉之影響探討」，碩士論文，私立逢甲大學環境工程與科學研究所，台中，(2003)。
12.W. P. Cheng, F. H. Chi, C. C. Li, and R. F. Yu, “A study on the removal of organic substances from low-turbidity and low-alkalinity water with metal-polysilicate coagulants,”Colloids and Surfaces A:Phyicochemical and Engineering Aspects, 312, 238-244 (2008).
13.楊海燕、陳忠林、李圭白、曾遠志，「聚硅酸金屬鹽混凝劑處理低濁水對殘餘鋁的影響」，哈爾濱工業大學學報，(2004)。
14.Z. Khan and L.T. Thiem, “Optimizing coagulation and direct filtration processes for low turbidity, low temperature waters”, Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry, 5 (3), 1395-1406 (2006).
15.J. E. Gregor, C. J. Nokes, and E. Fenton, “Optimising natural organic matter removal from low turbidity waters by controlled pH adjustment of aluminum coagulation, ” A Journal of the International Water Association, 31, 2949-2958 (1997).
16.李冬梅，「陽離子高分子聚合物與無機混凝劑用於低溫低濁水的處理效果的比較」，西安建築科技大學學報，36, 2，(2004)。
17.W. R. Conley and R. W. Pitman, “Innovations in water clarification”, Journal American Water Works Association, 52, 1319-1319 (1960).
18.M. Tchio, B. Koudjonou, R. Desjardins, and M. Prevost. “Evaluation of the impact of design and operation parameters on direct filtration”. Journal of Environmental Engineering and Science. 2, 343-353 (2003).
19.郭琮貴，「原水濁度變化對高速膠凝平板式汙泥毯澄清池處理效能影響之探討」，國立中央大學環境工程研究所在職專班，碩士論文，中壢，(2005)。
20.劉嘉宏，「混凝劑種類對低濁度原水混凝影響研究」，碩士論文，國立成功大學環境工程研究所，台南，(2006)。
21.H. Bernhardt and J. Clasen, “Flocculation of micro-organisms”, Journal of Water Supply: Research and Technology, 40, 76-87 (1991).
22.H. Bernhardt, “Treatment disturbances with water out of eutrophic reservoirs as a consequence of extensive algal development”, Water Supply, 2, (1984).
23.陳從和，「澄清湖浮游生物研究報告」，自來水季刊11：69-83 (1997)。
24.M.W. Tenney, W.F. Echelberger, J.R. Ronald, G. Schuessler, and J.L. Pavon, “Algal flocculation with synthetic organic polyelectrolytes”, Applied Microbiology, 18, 965-971 (1969).
25.T. F. Marhaba, and D. V. PE “The variation of mass and disinfection by-product formation potential of dissolved organic matter fraction along a conventional surface water treatment plant,” Journal of Hazardous Materials, 74, 133-147(2000).
26.Y. L. Bihan and P. Lessard, “Monitoring biofilter clogging:biochemical characteristics of the biomass”, A Journal of the International Water Association, 34, 4284-4294 (2000).
27.曾怡禎、葉宣顯、賴文亮、陳振正、謝東穎、林昇衡、蔡木川、王上銘，「不同淨水程序對藻類去除效率之研究」，中華民國自來水協會第十六屆自來水研究發表會論文集(1999)。
28.葉宣顯、鄭幸雄、曾怡禎、黃志彬、林財富，「澄清湖高級淨水處理模型廠試驗研究報告第二年」，台灣省自來水股份有限公司(2001)。
29.R. D. Letterman, “Water quality and treatment:A handbook of community water suppplies” , McGraw Hill Inc., 5th ed. New York.(1999).
30.P. Scardina and M. Edwards, “Practical implication of bubble formation in conventional treatment” , Journal American Water Works Association, 94, 85-94 (2002).
31.HACH Company, HACH Model 2100N Laboratory Turbidimeter Instruction Manual (1997).
32.FLIR Company, EXTECH DO600 Waterpro of ExStik II Dissolved Oxygen Meter Instruction Manual (2012).
33.台灣自來水公司第二區處，「管理處水樣月報表一般檢項」，(2011-2012)。
34.經濟部水利署北區水資源局，「石門水庫重要設施3D位置圖」，(2009)。
35.曾迪華、秦靜如、林居慶，「石門水庫分層取水水源水質對相關淨水場操作影響及改善措施因應策略之研究期末報告」，台灣省自來水股份有限公司(2012)。
36.Bureau of Water, “Filter assessment manual”, 3rd ed., South Carolina department of health and environmental control (2003).
37.P. Scardina and M. Edwards, “Fundamentals of bubble formation during coagulation and sedimentation process”, Journal of Environmental Engineering,88 (2004a).
38.P. Scardina and M. Edwards, “Predictition and measurement of bubble formation in water treatment ”, Journal of Environmental Engineering, 11,968 (2001)。
39.K. Ebie and Y. Azuma, “ Reducing turbidity and coagulant residue in treated water through optimization of rapid mix condition”, Water Science and Technology:water Supply, 2,103-110 (2002).
40.姜佳玲，「淨水場沉澱及過濾單元濁度去除及其衍生廢污量之研究」，碩士論文，國立中央大學環境工程研究所，中壢，(2006)。

指導教授

秦靜如(Ching-Ju Chin)

審核日期

2012-7-27

推文