濁度

在混凝過程中，濁度的影響主要在於，其數值高低會影響表面帶有 相異電荷的物質，它們之間的吸附及離子交換能力，以及顆粒之間聚 集的情形；濁度增加，顆粒碰撞效率也會隨之增加，但並不表示其最 適加藥量也必定會隨之增加，如圖4.3 所示。

圖 4.3 顯示達到最適加藥量的狀況下，不同濁度的快混後 pH 與顆 粒表面ζ 之關係。

由圖4.3 (a)可知，在低濁度(0~50 NTU)時，大多數的最適加藥量之 ζ 偏正值，且有將近半數水樣的最適加藥量發生在 IEP 時，去除機制 為電性中和；其他數據的最適加藥量則是超過IEP，此時的去除機制 以沉澱掃除為主，推論此乃導因於殊異的水質條件，如pH 值/鹼度…

等等因素，所以即使低濁度的原水仍有機會發生沉澱掃除。

同樣地，由圖 4.3 (b)可知，在中濁度(50~100 NTU)時也有近半數水 樣的最適加藥量發生在IEP 時，而其他數據之最適加藥量的 ζ 值均偏 正，所以此時的濁度去除機制以沉澱掃除為主。

在高濁度(>100 NTU)時，濁度的去除機制以沉澱掃除為主，原因應 該是此時所採集之原水鹼度均偏低，不足以供混凝劑水解消耗，以致 於加入微量藥劑即可使ζ 值由負轉正，所以此時最適加藥量之 ζ 均偏

正值，由圖4.3 (c)可知。

總結看來，從圖 4.3 可確認的是，在最適加藥量之下，低濁度時，

其加藥後 pH 值範圍約為 7.2~7.8，中濁度時的 final pH 值約為 7.1~7.4，而高濁度時的 final pH 值大多為 6~7，此結果顯示因應濁度 升高所伴隨而來的鹼度降低現象，達到最適加藥量時的pH 值有下降 的趨勢，若鹼度過低，則final pH 值未達中性，也就是甚至在弱酸性 時就能達到最適加藥量。圖4.3 亦顯示，達到最適加藥量的混凝機制 有電性中和也有沉澱掃除，其加藥後 pH 值大多介於 7~8，但電性中 和時的final pH 都接近 pH 中性，由此可知，除了高濁度的部分數據 之外，混凝加藥後的pH 接近中性偏鹼時的效果最好。

(a) 0 ~ 50 NTU

Zeta Potential (mV)

-4

Zeta Potential (mV)

-2

400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

final pH

Zeta Potential (mV)

-1

4.3.2 pH/鹼度

最適加藥量與原水pH值無相關性，且原水鹼度與原水pH值亦無相 關性，但它卻與快混加藥後的pH值有部分關連，主要原因為，PACl 加藥水解後會消耗水中的氫氧根離子，導致鹼度被消耗而使pH值下 降，而pH下降的趨勢代表原水中鹼度被混凝劑消耗的程度。

由先前探討快混後pH值可知，若有合適的鹼度條件，能讓加藥量 在快混結束後使系統接近中性pH值的話，則此劑量被判定為最適加 藥量的機會將較其他劑量為高，因此時可能同時產生電性中和及沉澱 掃除機制，所以最適加藥量與原水鹼度之間是有某種相關性存在的，

但多數文獻的實驗所使用之水樣為人工原水，而本實驗使用從淨水廠 取得之天然原水，因每批原水數據之間的濁度差異頗大，所以將數據 依濁度範圍做區分，以利後續的分析探討。

從先前表4.1看來，原水濁度與鹼度大致上呈現負相關的趨勢；即

使水樣是天然原水，在某些濁度範圍之下，最適加藥量與原水鹼度之 間仍舊有相當高的相關性，尤其在圖4.4 (a)低濁度(0~50 NTU)及圖4.4 (b)高濁度(>100 NTU)時所得之相關性更是分別高達0.77與0.86，所以 在探討天然原水的最佳加藥量時，鹼度是不可忽略的因素。

實驗結果亦發現，在低濁度時，其最適加藥量與原水鹼度呈現正相 關性，這樣的結果是合理的；若原水鹼度越高，則需要越多混凝劑來

消耗鹼度，以達到最良好的混凝條件，也就是接近中性的pH值範圍，

產生混凝效果較好的機制，例如沉澱掃除，所以最適加藥量也會隨之 升高。

低濁度時，最適加藥量與原水鹼度的相關性可由圖4.4 (a)所看出，

最適加藥量隨原水鹼度之變化的增減，大略呈現正相關性；在低濁度 時，鹼度較高，可被PACl消耗，所以加藥後達到最適加藥量的pH範 圍較大，也較容易使final pH值落在中性範圍，產生混凝效果較好的 機制，令RT值更為理想，因此鹼度越高，消耗的混凝劑量越多，PACl 會水解生成越多的Al(OH)3，此時的混凝機制以沉澱掃除為主，最適 加藥量與原水鹼度呈現正相關性。

然而在高濁度的原水條件之下，最適加藥量與原水鹼度卻呈現高度 的負相關性；先前討論水質特性時已述，原水來源為河川水，它的鹼 度來源主要是碳酸氫根、碳酸根及氫氧根所產生的，而降雨導致原水 濁度升高，且因雨水pH值較低或是夾帶酸性物質逕流入河川，又雨 水所含氫離子的量比較多，會跟以上這些物質產生酸鹼中和的反應，

導致鹼度降低，pH值下降，所以高濁度原水的鹼度普遍會偏低。

從圖4.4 (b)可知，高濁度時的最適加藥量與原水鹼度之間的相關性 相當高，但為負相關，推論因此時的原水鹼度相當低，pH值也不高，

所以PACl在尚未水解至最佳狀態前就已經將鹼度消耗殆盡，致使此範

圍數據的final pH幾乎都低於7；但若溶液pH值過低，則不利於生成最 佳的PACl水解物種以及形成最好的混凝機制，導致在此狀態下，若鹼 度越低，則反而需要越多混凝劑量才能達到最適加藥量；另一種推論 則是，因濁度越高本來就需越多混凝劑量，又剛好在此濁度範圍時，

濁度越高其鹼度通常越低，所以在此相關性分析上才會出現鹼度越 低，最適加藥量反而越高的現象。

由上述可知，就混凝機制來說，因高濁度原水的鹼度偏低，加藥後 水體之pH很容易便降到酸性範圍，不利PACl水解出適當的物種，產 生最好的混凝機制，所以此時主要藉由單體鋁Al³⁺及Al137+，以其電性 中和能力來進行混凝作用^{(陳， 2005)}，達到最適加藥量時的ζ值易因過多之 正電荷而高於IEP。

圖4.4 不同濁度之下的最適加藥量與原水鹼度之關係

在文檔中 天然濁水混凝最適加藥量與顆粒表面界達電位之關係研究 (頁 56-63)