模廠架構與維護

3.1.1 模廠配置

模廠之規劃設計參照台灣常用的實廠設計以符合模擬實廠操作之目的，主要處 理單元依序為前加氯、混凝沉澱、快濾及消毒，以次氯酸鈉溶液(5000mL, Haiter, Taiwan)作為前氧化劑及消毒劑，以硫酸鋁(First Chemical Works, Taiwan)作為混凝 劑。

原水來源為台灣大學環工所內之地表水體，取回後置於 250 公升之 PVC 水槽 內供給模廠之運作。原水由蠕動幫浦注入預氯槽後，以重力流通過快混槽、混凝 槽與沉澱槽，沉澱上澄液流入沉澱出水槽後再由蠕動幫補注入快濾床內。實廠中 常用之快濾床為三層濾料，上層為無煙煤或GAC，中層為石英砂，底層為礫石層，

因此模廠中設置兩種不同材質組合之快濾床，分別為 GAC/石英砂(快濾床 A)與無 煙煤/石英砂(快濾床 B)之濾料組合，底層用網布取代礫石層達到支撐濾砂之功能並 減小濾床體積。無煙煤/石英砂快濾床分流部分出流水，以蠕動幫浦導入陶瓷珠所 填充之濾床，由於近年來有許多研究以多孔性材質所填充之槽體作為生物濾床之 用，因此本模廠也以具有多孔特性之陶瓷珠顆粒作為生物濾床之濾料。各濾床出 水經消毒槽後個別設置配水槽，配水槽停留時間為一天，並以PVC 水管攪拌，模 擬配水管線之水流，以此了解消毒副產物在配水管線之中的變化。因此，本淨水 模廠共有三種淨水處理程序，如圖3-2 所示。模廠整體配置如圖 3-3。

圖3-2 模廠淨水處理程序

原水槽

預氯槽

預氯出水槽

快混槽

慢混槽

沉澱槽

沉澱出水槽

快濾床(A) 快濾床(B)

快濾出水槽(A) 快濾出水槽(B)

消毒槽(A) 消毒槽(B)

陶瓷砂濾床

消毒槽(C)

配水槽(A) 配水槽(B) 配水槽(C)

RW

PC

CO

SE

FA FB

FC

DC DA

DB

EA EB EC

次氯酸鈉溶液

硫酸鋁溶液

次氯酸鈉溶液

淨水單元 加藥點 水質分析採樣點

圖3-3 模廠配置

3.1.2 單元設計

慢混槽 130 35.4 PE 扇葉攪拌

Vs：2.1 m/Day；G:：43~51 /sec 沉澱槽 130 53.2 PVC Vs：4.6 m/Day

沉澱出水槽 130 12.2 HDPE

快濾床A 64 12 壓克力

EBCT：7.2 min ；Vs：120 m/Day 填充：GAC/石英砂

(30 cm/30 cm)

快濾床B 64 12 壓克力

EBCT：7.2 min ；Vs：120 m/Day 填充：無煙煤/石英砂

(30 cm/30 cm) 快濾出水槽

(A、B) 64 27.1 HDPE

陶瓷珠濾床 32 34 壓克力

EBCT：14.9 min Vs：42.4 m/Day 填充:陶瓷珠 (44 cm)

表3-2 濾砂材料性質

GAC 無煙煤 石英砂 陶瓷硃

平均粒徑(mm) 1-3 1-3 1 4-8

孔隙率 0.65 0.58 0.43 0.47

比重 1.32 1.20 2.55 1.51

濕密度(g/mL) 1.12 1.09 1.88 1.27

乾密度(g/mL) 0.46 0.42 0.89 0.53

3.1.3 操作與維護

本研究所使用之模廠操作模式為連續流，為了維持模廠的穩定運作，需對模 廠進行每日維護作業，維護項目及方法如下：

3.1.3.1 沉澱槽排泥

本實驗模廠之沉澱槽未有自動排泥設計，而過多的淤泥會阻塞沉澱槽，降低 沉澱效率，故需將沉澱汙泥排除，避免沉澱汙泥滿溢，影響後續單元操作。排泥 頻率為每日一次。

3.1.3.2 濾床反沖洗:

快濾床具有攔截、篩除懸浮物的功能，經長時間操作，懸浮物會阻塞濾材孔 隙，增加水頭損失，因此需對快濾床進行反沖洗作業。快濾床上下皆設有三通閥門，

反沖洗作業時，將沉澱出水槽端與快濾床出水槽端之閥門關閉，開啟反沖洗進流與 出流閥門，以由下而上之水流方向進行反沖洗作業。反沖洗水之來源為自來水，以 流量1 L/min 逆洗 2 分鐘，接著正洗 10 秒，最後將閥門復原，完成反沖洗作業。

反沖洗頻率為每日一次，並與沉澱槽排泥同時進行。

由於陶瓷珠濾床之機制並非將汙染物截除，其濾料孔隙大、接於快濾床之後，

不易有阻塞之問題產生，且為了使陶瓷珠表面之生物膜可穩定增長，因而不進行反 沖洗作業。

3.1.4 採樣

對模廠水質進行採樣與分析，需於沉澱槽排泥及快濾床反沖洗維護後，間隔 12 小時以上才可進行採樣。於各處理單元間皆進行採樣及水質分析，水質分析採 樣點與代號如表3-3。

表3-3 採樣位置

採樣點 代號 採樣位置

原水 RW 進入預氯槽前

預氯 PC 預氯出水槽

混凝 CO 慢混槽出水

沉澱 SE 沉澱槽出水

快濾床A FA 快濾出水槽A 快濾床B FB 快濾出水槽B 陶瓷珠濾床 FC 陶瓷珠濾床出水

消毒A DA 消毒槽A 出水 消毒B DB 消毒槽B 出水 消毒C DC 消毒槽C 出水 配水A EA 配水槽A 出水 配水B EB 配水槽B 出水 配水C EC 配水槽C 出水