4-1 結晶軟化床/快濾床對基本水質及有機物的去除 4-1-1 濁度、表面電位及平均粒徑大小
圖4-1為CCL及FS淨水廠結晶軟化/快濾床濁度在不同月份之 變化，採樣時間從2016年3月至2016年12月。圖4-1 A為CCL淨 水廠 3月的進水濁度為0.28 NTU，出水為0.05 NTU，去除率為 82
%；6月進水濁度為2.28 NTU，出水為0.22 NTU，去除率為90 %；
11月進水濁度為1.8 NTU，出水為 0.14 NTU，去除率為92 %；12 月進水濁度為1.98 NTU，出水為0.12 NTU，去除率為94 %。圖4-1 B為FS淨水廠3月進水濁度為11.21 NTU，出水為0.13 NTU，去除
率為99 %；6月進水濁度為14.86 NTU，出水為0.33 NTU，去除率
為98 %；11月進水濁度為9.79 NTU，出水為0 NTU，去除率為100
%；12月進水濁度為11.63 NTU，出水為0.12 NTU，去除99%。可 明顯看出兩廠快濾床對濁度皆有效去除。
圖4-2為澄清湖及鳳山淨水廠結晶軟化/快濾床平均粒徑在不同 月份之變化，採樣時間從2016年3月至2016年12月。圖4-2 A為 CCL淨水廠 3月進水平均粒徑為 1,852 nm，出水為387.5 nm，粒徑
減少79.1%；6月進水為 50.6 nm，出水為535.5 nm，平均粒徑增加
958 %；11月進水為1,640 nm，出水為369.7 nm，平均粒徑減少99
%；12月進水為3,775 nm 出水為 592.1 nm， 平均粒徑減少84 %。
圖4-2 B為FS淨水廠 3月進水平均粒徑為 1,237 nm，出水為419.3
nm，平均粒徑減少66 %；6月進水為2,229 nm，出水為794.7 nm，
平均粒徑減少64 %；11月進水2,092 nm ，出水為404.6 nm ，平均
粒徑減少 81 %；12月進水為 2,550 nm，出水為524.6 nm，平均粒
徑減少去除79 %，實廠濾床使用之濾料粒徑及孔隙率大小可降低原 水中濁度(邱莉婷，2010)，當超過濾床隙大小之顆粒物質，亦可有效 被攔截，濾床操作之貫穿點時，則需進行反沖洗，否則將導致清水 水質惡化(郭譯惇，2009)。
圖4-1 2016年(A)CCL(B)FS淨水廠結晶軟化/快濾床進出水不同月份 之濁度變化
圖4-2 2016年(A)CCL(B)FS淨水廠結晶軟化/快濾床進出水不同月份 之平均粒徑變化
圖4-3為CCL及FS 淨水廠結晶軟化/快濾床膠體表面電位在不 同月份之變化，採樣時間從2016 年3月至2016年12 月。圖4-3 A 為CCL淨水廠中結晶軟化床/快濾床3月進水膠體表面電位為 -11.2
mV，出水為 -4.94 mV，膠體表面電位絶對值降低56 %；6月進出
水 皆為 -15.8 mV；11月進水為 -12.1 mV，出水為 -6.72 mV，膠 體表面電位絶對值降低 44 %；12 月進水為-14.5 mV，出水為-8.7
mV，膠體表面電位絶對值降低40 %。圖4-3 B為FS 3月進水膠體
表面電位為
圖4-3 2016年(A)CCL(B)FS淨水廠結晶軟化/快濾床進出水不同月份 之膠體表面電位變化
-18 mV，出水為 -12.7 mV，膠體表面電位絶對值降低29 %；6月進
水為 -18.2 mV，出水為 -14.7 mV，膠體表面電位 對值降低絶 19 %；
11月進水為 -12.5 mV，出水為 -3.24 mV，膠體表面電位 對值降低絶
74 %；12月進水為 -14.6 mV，出水為 -10.7 mV，膠體表面電位 對絶
值降低 27 %，水中膠體電位降低，可能與(1)混凝沉降未被去除的膠 體顆粒混合結晶軟化床未結晶之碳酸鈣顆粒及(2)濾床因反洗磨損之微 粒及(3)其附著溶解性有機物或生物性顆粒顆粒相關，其中第3項因有 機物及微生物主要為帶負電性，故膠體顆粒表面電性 對值減少主要絶 與第(1)及(2)最為可能。
4-1-2 NPDOC、SUVA值及分子量大小
圖4-4為澄清湖及鳳山淨水廠結晶軟化/快濾床有機碳含量在不同 月份之變化，採樣時間從 2016 年3月至 2016年 12月。圖 4-4A 為 CCL淨水廠中結晶軟化床/快濾床 3月進水有機碳含量為0.28 mg-C/L 出水為0.25 mg-C/L，去除率為8 %；6月進水為1.05 mg-C/L，出水 為1.2 mg-C/L，增加率為 14 %；11月進水為0.55 mg-C/，L出水為 0.46 mg-C/L，去除率為15 %；12月進水為1.15 mg-C/L，出水為0.86
mg-C/L，去除率為25 %。圖4-4 B為FS 3月進水有機碳含量為0.48
mg-C/L，出水為0.46 mg-C/L去除3 %；6月進水為1.41 mg-C/L，出 水為1.31 mg-C/L，去除率為8 %；11月進水為0.45 mg-C/L，出水為 0.67 mg-C/L，增加率 48 %；12 月進水為 1.1 mg-C/L，出水為 0.95
mg-C/L，去除率為14%。依王根樹等(2001)之研究指出淨水前加氯之
程序，會使水中細菌與藻類失去活性、破裂時，會將胞內有機質釋放
出使得NPDOC值上升。快濾床去除NPDOC無法將溶解性物質以物
理篩除，因此濾床去除NPDOC可能藉由濾料或是濾料攔截之膠羽產 生吸附作用，亦或是生長於濾料上的微生物提供生物降解而去除(陳 博志，2010)。
依 研 究 文 獻 顯 示將 各樣 本 所 測 得之 UV254(cm-1)值除 以 DOC(mg/L)，再乘以100得SUVA(L/mg-m) 值，大於 4屬大分子之 疏水性腐植質；2-4疏水性與親水性分子混合；小於2，非腐植質之 小分子親水性物質(Parsons, 1983)。圖4-6整理CCL及FS淨水廠結 晶軟化/快濾床對SUVA去除之變化。圖4-6 A為CCL淨水廠之結晶 軟 化/快濾 床之 進水 SUVA 值在 3、6、11 及 12 月， 分別 為 3.26 L/mg-m、2.97 L/mg-m、2.93 L/mg-m 及0.5 L/mg-m，出水值分別為 2.36 L/mg-m、2.75 L/mg-m、2.29 L/mg-m及 0.67 L/mg-m，3、6及 11月分別去除28 %、8 %及22 %，僅12月增加率35 %。圖 4-5 B 為FS 淨水廠之結晶軟化/快濾床之進水 SUVA值在3、6、11 及12 月，分別為5.26 L/mg-m、3.18 L/mg-m、2.56 L/mg-m及0.82 L/mg- m，則出水分別為 6.52 L/mg-m、3.12 L/mg-m、2.4 L/mg-m及 1.05
L/mg-m，3月及 12月去除率分別增加24 %及28 %，6及11月分別
去 除 2 %及 6 %。 依 Ates et al. (2007)之 研 究 ， Alibeykoy 和 Karacaoren水域的SUVA值分別為2.03和1.93 L / mg org C-m，代表 水中有機物屬含親水性、非腐植質及低分子量特性。通常其與含氯 消毒副產物形成之相關性低。
圖4-4 2016年(A)CCL(B)FS淨水廠結晶軟化/快濾床進出水不同月份
之NPDOC值變化
圖4-5 2016年(A)CCL(B)FS淨水廠結晶軟化/快濾床進出水不同月份 之SUVA值
依研究文獻顯示，有機物分子量之變化(UV=210 nm) UV210 可 代表蛋白質胺基酸物質之變化(Huguet et al., 2009)，UV254值高環狀 有機物質(Her et al., 2004)。圖4-6 為CCL及FS淨水廠結晶軟化/快 濾床進出水不同月份之分子量變化(UV=210 nm)，採樣時間從2016 年3月至2016年12月。圖4-6 A 為CCL淨水廠 3月、6月、11月 及 12 月 ， 進 出 水 分 子 量 大小波 峰 位 置 ， 分 別 為 14 kDa 及 47 kDa、13 kDa及43 kDa、6 kDa 及30 kDa、11 kDa 及43 kDa。。圖
4-6 B為FS淨水廠3月、6月、11月及12月，進出水分子量大小波
峰位置，分別為 14 kDa及 39 kDa、91 kDa、8 kDa 及32 kDa、13
kDa及43 kDa。兩水廠在結晶軟化/快濾床之波峰強度有明顯變化為
6月及11月，6月出水波峰強度低於進水強度，但 11月波峰強度出 水高於進水波峰強度。
圖 4-7 為 CCL 及 FS 淨 水 廠 結 晶 軟 化/快 濾 床 之 分 子 量 變 化 (UV=254 nm)。圖4-10 A-1 為CCL淨水廠 3月、6月、11月及12月 進出水分子量波峰位置為 76kDa、100 kDa、43 kDa、69 kDa。圖4-
10 B-1為FS淨水廠3月、6月、11月及12月分子量波峰位置為 91
kDa、2 kDa及63 kDa、63 kDa、63 kDa。可明顯看出CCL淨水廠在 3月、6月及11月出水訊號強度低於進水，但12月出水訊號強度高 於進水；FS淨水廠在6月及12月出水訊號強度略低於進水，3月及 11月則出水強度略高於進水。Guo et al. (2014)之研究結果，分子量 範圍<500 kDa，主要為低分子量有機酸、腐植質及人為多醣或蛋白 質。分子量在< 5 k Dalton 的有機物過濾後含量會增加，其原因為水 力剪切作用或競爭吸附作用下，使得分子量較小的有機物從濾料上 脫附(陳衛等，2009)。
圖4-6 2016年(A)CCL(B)FS淨水廠結晶軟化/快濾床進出水不同月份 之分子量變化(UV=210 nm)((1)3月；(2)6月；(3)11月；(4)12月)
圖4-7 2016年(A)CCL(B)FS淨水廠結晶軟化/快濾床進出水不同月 份之分子量變化(UV=254 nm) ((1)3月；(2)6月；(3)11月；(4)12月)
4-1-3螢光激發發射光譜及UV-VIS吸收光譜 4-1-3-1 螢光激發發射光譜
本研究於2016年3、6、11及12月，於高雄CCL及FS淨水廠
結晶軟化/快濾床及後臭氧/生物活性碳濾床進行採樣，水樣分析前均 經 0.22 µm 之濾膜過濾後，取濾液以螢光光譜儀(F-4500, Hitachi, Japan)進行激發及發射波長之全譜掃描。Chen et al (2003) 之研究將 水中有機物區分為五大類， I 類對應位置(200-250/ 280-330) 屬芳香 族蛋白質(酪胺酸) II 類對應位置(200-250/330-380) 屬芳香族蛋白質 (BOD5)；III 類對應位置(200-250/380-540)為似黃酸；IV 類對應位置 (250-340/280-380)屬溶解性微生物產物之蛋白質(色胺酸)；V 類對應 位置(250-400/380-540) 屬似腐植酸。
圖 4-8 為2016 年 CCL結晶軟化/快濾床進出水之EEFM 圖(經
0.22 µm)，波峰激發發射位置(Ex/Em)對應位置則整理如表4-1。依表
4-1顯示I類有機物3月進水激發及發射波長(EX/EM)為220-226/289- 295 nm，出水激發及發射波長(EX/EM)為移動至 224-226/234-250 nm，6月進水激發及發射波長(EX/EM)為220/301 nm，出水激發及 發射波長(EX/EM)為 220/295 nm，11月激發及發射波長(EX/EM)為 222-226/298-307 nm， 出 水 激 發 及 發 射 波長(EX/EM)為 226/292
nm，12月進水激發及發射波長(EX/EM)為 224-226/295-298 nm，出
水激發及發射波長(EX/EM)為226/289 nm； II類有機物3月進水激 發及發射波長(EX/EM)為234-240/403-430 nm，出水激發及發射波長
(EX/EM)為0，6月進水激發及發射波長(EX/EM)為242/415 nm，出
水激發及發射波長(EX/EM)為0； III類有機物 3月進水激發及發射 波長(EX/EM)為0，出水激發及發射波長(EX/EM)為234-250/397-427 nm，6月進水激發及發射波長(EX/EM)為238-244/421-436 nm，出水 激發及發射波長(EX/EM)為232-240/400-418 nm，11月進水激發及發 射 波長(EX/EM)為 238-246/406-421 nm， 出 水 激 發 及 發 射 波長 (EX/EM)為238/400-412 nm，12月進水激發及發射波長(EX/EM)為 232-236/397-412 nm，出水激發及發射波長(EX/EM)為 232-240/400- 412 nm；IV 類 有 機 物 3 月 進 水 激 發 及 發 射 波長(EX/EM)為 250- 264/307-340 nm，出水激發及發
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0
A - 1
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0
2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0
2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0
2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 5 5 0
Excitation(nm)
0 4 89 6 1 4 4 1 9 2 2 4 0 2 8 8 3 3 6 3 8 4 4 3 2 4 8 0 5 2 8 5 7 6 6 2 4 6 7 2 7 2 0 7 6 8 8 1 6 8 6 4
E m i s s i o n ( n m )
A - 2
B - 1 B - 2
C - 1 C - 2
D - 1 D - 2
I I
I I
I I
I I I I I I I I
I I I I I I
I I I I I I
I I I I I I
V V
V V
V V
V V
I V I V
I V
I V I V
I V I V
圖 4-8 2016 年 CCL 淨水廠結晶軟化/快濾床進出水不同月份之 EEFM圖(經0.22µm過濾)(A:3月、B:6月、C:11月、D:12月)
表4-1 2016年CCL結晶軟化/快濾床激發位置及螢光強度
FBC+
Filtration
有機物分類(波峰位置 nm/螢光強度)
第I類 第II類 第III類 第IV類 第V類
2016 Mar.
Inf.
220-226/
289-295 (171.3-
196.3)
234-240/
403-430 (110.7-
113.7)
No data
250-264/
307-340 (45.45-
71.83)
306-310/
406-409 (71.17-
72.12) Eff
.
224-226/
234-250 (261.8-
270.5)
No data
234-250/
397-427 (84.65-
97.27)
268-268/
301-307 (120.8-
123.3)
292-316/
397- 403 (53.03-
60.69)
2016 Jun.
Inf.
220/
301 (164.2)
242/
415 (85.75)
238-244/
421-436 (84.47-87.7)
268-274/
304-307 (132.8-
144.7)
300-318/
400-416 (50.09-
50.26) Eff
.
220/
295 (326.9)
No data
232-240/
400-418 (96.17-
102.7)
270-272/
295-304 (451.2-
475.7)
290-296/
400-406 (74.35-
75.21)
2016 Nov.
Inf.
222-226/
298-307 (66.34-
67.64)
No data
238-246 / 406-421
(40.38- 43.03)
266-270 / 313 (41.44-
42.99)
292-304/
400-412 (27.78-
28.22) Eff
.
226/
292 (129)
No data
238/
400-412 (74.57-
74.65)
266-290/
307-316 (46.21-
56.74)
270-304/
406-409 (54.24-
54.69)
2016 Dec.
Inf.
224-226/
295-298 (210.4-
211.4)
No data
232-236/
397-412 (237.6-
247.2)
270-272/
307-310 (171.5-
178.3)
300/
403 (227.4)
Eff .
226/
289 (282.3)
No data
232-240/
400-412 (234.1-
243.9)
268 / 307 (161.1)
296-300/
403-409 (183.9-
187.8)
射 波長(EX/EM)為 268/301-307 nm，6 月 進 水 激 發 及 發 射 波長 (EX/EM)為 268-274/304-307 nm，出水激發及發射波長(EX/EM)為 270-272/295-304 nm ，11 月 進 水 激 發 及 發 射 波長(EX/EM)為 266- 270/313 nm， 出 水 激 發 及 發 射 波長(EX/EM)為 266-290/307-316
nm，12月進水激發及發射波長(EX/EM)為 270-272/307-310 nm，出
水激發及發射波長(EX/EM)為268/307 nm；V類有機物3月進水激發 及發射波長(EX/EM)為 306-310/406-409 nm，出水激發及發射波長 (EX/EM)為 292-316/397-403 nm，6月進水激發及發射波長(EX/EM) 為 300-318/400-416 nm， 出 水 激 發 及 發 射 波長(EX/EM)為 290- 296/400-406 nm，11月進水激發及發射波長(EX/EM)為292-304/400- 412 nm，出水激發及發射波長(EX/EM)為 270-304/406-409 nm，12 月進水激發及發射波長(EX/EM)為 300/403，出水激發及發射波長 (EX/EM)為296-300/403-409 nm。
圖 4-8 為2016 年 CCL結晶軟化/快濾床進出水之EEFM 圖(經 0.22 µm)，各波峰激發發射位置(Ex/Em)對應之螢光強度值則整理如
表4-1。依表4-1顯示各類有機物之進出水波峰強度值，I類有機物
部分在四個月份呈現增加，3月波峰強度值由 171.3 - 196.3增加至 261.8 - 270.5；6月波峰強度值由164.2增加至326.9；11月波峰強度 值由66.34 - 67.64增加至129；及12月波峰強度值由210.4 - 211.4增
加至282.3。III類有機物部分，3、6及11月時，進出水波峰強度值
增加，3月波峰強度值由0增加至84.65 - 97.27，6月波峰強度值由 84.65 - 97.27增加至96.17 - 102.7，11月波峰強度值由40.38-43.03增 加至74.57 - 74.65。IV及V類有機物在6月及11月時，進出水波峰 強度值有明顯增加，IV類在 6月時，進出水波峰強度值由 132.8 - 144.7 增加至451.2 - 475.7，11月進出水波峰強度值由41.44 - 42.99
增加至 46.21 - 56.74。V類有機物在 6月時，進出水波峰強度值由
50.09 -50.26增加至74.35 - 75.21，11月進出水波峰強度值由27.48 -
28.22增加至54.24 - 54.69，其餘部分波峰強度值皆為減少。
圖4-9為2016年FS結晶軟化/快濾床進出水之EEFM圖(經0.22 µm) 各波峰激發發射位置(Ex/Em)對應之螢光強度值則整理如表 4- 2。I 類 有 機 物 3 月 進 水 激 發 及 發 射 波長(EX/EM)為 226-230/295- 307，出