外線測定方法,用以測定原水之 TOC 濃度。取適量水樣經 0.45µm 濾 紙過濾後,利用 HCl 酸化使其 pH 值< 2 , 以高純度氮氣曝氣 12~15 分鐘用以去除水樣中無機碳類,再將水樣送入 TOC 分析儀分析。經 高感度觸媒於 680℃高溫下氧化水樣,使其中總有機碳成分轉化成 CO2後,由合成空氣在經 IC 反應器、除濕器冷卻並乾燥後進入偵測 器,分析 CO2濃度,此濃度即為 TOC 的濃度。
4.界達電位量測
界達電位及分子量量測儀(Zetasizer nano series )為英國 Malven 公 司製造、型號 Zetasizer nano series 的顆粒粒徑/界達電位及分子量量 測儀。主要用以量測水樣中顆粒的界達位值及粒徑分情形、此量測儀 適用於顆寫濃度囿的水樣,可以偵測顆粒粒徑範圍為 0.6 nm~6 µm , 而界電位儀所能分析的粒徑範圍介於 3 nm~10 µm。
5.顆粒計數器
顆粒計數器(Particle Counter)為美國 Chemtrac 公司製造,型號 PC 2400 PS 的顆粒計數器,測量範圍為 2~900 µm,主要用來量測水樣於 瓶杯試驗中不同粒徑大小之膠羽在快混-慢混不同階段之變化。顆粒 計數器主要是由光學感應器、訊號處理係統及定速幫浦組成。在偵測 的過程中,經由定速幫浦以每分鐘 100 mL 的速度抽取水樣進入連接 光學偵測器的二片視窗。同時,由紅外線雷射真空管發射出光束,當 顆粒通過遮蔽紅外光時,光學偵測器即會轉換減少的光強度為電壓,
而顆粒快速通過產生的電子脈衝振幅強度及次數即為顆粒粒徑及數 目。
6.感應耦合電漿原子發射光譜儀(ICP-AES)
混凝劑的總鋁及總鐵含量的量測主要是以使用 ICP-AES。採用 之機型是法國製造、臺灣昇航公司代理,型號為 Jobin-Yvon JY24,
以連續式 (Sequential)偵測,通入氣體為 Ar (6 L/min),使用氬氣純度 為 99.99%。偵測鋁及鐵的波長分別為 308.215 nm 及 273.9 nm,分析 時所配製的鋁、鐵濃度分別為 0 ~ 10 mg/L as Al 及 0 ~ 10 mg/L as Fe,
其 R2值高於 0.995 以上。
7.蠕動幫浦
使用 WATERSON-MARLOW 公司製造的蠕動幫浦。於批次實驗 中,為維持方形燒杯中水位的穩定,乃將流經 PDA 已膠凝過的懸浮 液經蠕動幫浦再抽回方形燒杯中,當採用內管徑為 2.4 mm-ø 的 TYGON®管時。蠕動幫浦的轉速必須使管中的流速維持 25 mL/min,
以免水樣在管中累積。
8.光纖膠羽偵測儀(Photometric dispersion analyzer, PDA)
光纖膠羽偵測儀(PDA2000,Rank brothers Ltd.)(如圖 2-1 所示),其 主要是用來監測流動性的懸浮固體溶液中顆粒的聚集狀態。流動的懸 浮液被高強度發光 LED 二極體所發出的細微紅外光(波長 820 nm)照 射,而照射的體積很小(約 3 mm3);當懸浮液流動時,在照射光徑中的 顆粒數目會不斷的變動,而這樣的變化將導致穿透懸浮液之光強度發 生變動。穿透光的強度由一靈敏的發光二極體接收到偵測,並將光強 度轉換成相當強度的電壓輸出訊號。輸出的電壓包括了一很大的直流 電組成(dc component),相當於平均穿透光的強度(和懸浮液的濁度有 關),以及一個非常小的變動組成(ac component),相當於穿透光的強 度變化,是由於顆閏數目的隨機變動所造成。PDA 將這些光強度相 對於平均值之變動以均方根值(root-mean-square, rms)來表示,此變動 的訊號經過一個 rms-to-dc 的轉換器,使得輸出電壓值和輸入訊號的 均方根值相當;而將 rms 值和 dc 值相除後,可得到一個 rms/dc 的輸出 值(Ratio),作為懸浮液中顆粒聚集的指標。
圖 3-2 光纖膠羽偵測儀(PDA)
光纖膠羽偵測儀的 Ratio 值可作為懸浮液中顆粒聚集的指標,並 利用 PDA 的訊號變化直接反應顆粒的聚集狀態,觀察膠凝狀態之膠 羽絮凝指數 FI 值變化。PDA 輸出的訊號為電壓波動的標準偏差值,
依據光散射原理,該值為中水顆粒濃度和粒徑的函數,其可直接反應 顆粒的聚集狀態,稱為膠羽絮凝指數(Flocculation Index)。如圖 2-2 所 示,典型的 FI 曲線一般為 S 型由圖示可得出 FI 曲線的特徵參數如下:
S 為 FI 曲線上升階段的最大速率,可以代表混凝反應速率;ho為 FI 的初始值,一般情況下幾乎等於零;h 為 FI 曲線的平衡高度,它與顆 粒聚集體最終聚集的尺寸有關;t1為遲滯時間,代表顆粒聚集體開始 出現的時間;t2代表 FI 曲線最大高度的反應時間。
圖 3-3 膠羽絮凝指數(FI)
對原水顆粒而言,混凝的化學條件會直接影響混凝的反應速度,
從而決定 t1及 S;攪拌條件則直接影響聚集體的最終顆粒粒徑,從而 決定 h。
9.小角度雷射光散射粒徑分析儀(Small-angle laser light scattering instrument)
由英國 Malvern 公司所製造,型號為 Mastersizer 2000 的小角度 雷射光散射粒徑分析儀,主要利用氦氖紅光雷射配合藍光雷射穿過一 組反傅立葉鏡頭再透過水樣中的顆粒,經過多角度偵測器量測出懸浮 液中之粒徑分佈狀況,其量測之粒徑範圍為 0.02 ~ 2000 µm。此分析 儀適用顆粒濃度較高且顆粒粒徑較大的水樣。