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第32期淨水場清水殘餘鋁含量調查及改善 - 以水上淨水場為例甘其銓、廖三億、吳宜昌、楊惠玲
 因應環保署公布將鋁含量納入飲用水水質標準,各水場皆重新檢視場內清水鋁含量,必要時並進行改善,本研究首先針對水上淨水場之各處理單元鋁含量進行場內診斷,實驗室利用瓶杯試驗研析殘餘鋁減量策略,再進行實場改善試驗。

本場瓶杯試驗包括鐵鹽混凝劑、雙重加藥與調整混凝pH等,結果顯示單獨FeCl3混凝在加藥量10 mg/L即可有效降低濁度;水中殘餘溶解性鋁分布於0.03 ~ 0.06 mg/L。雙重加藥下,3 mg/LPACl搭配2 ~ 5 mg/L 之氯化鐵即可有效降低濁度;殘餘溶解性鋁之濃度分布於0.03 ~ 0.15 mg/L間。不同混凝pH下,混凝初始pH分別為6.57.07.57.78.59.0,試驗結果殘餘溶解性鋁含量約為0.1 mg/L

考量調整pH之溶解性鋁含量仍較使用鐵鹽混凝劑高,且鐵鹽混凝可具有較佳之沉澱水濁度,實場試驗選擇以更換為FeCl3混凝劑進行試驗。試驗期間原水中總鋁含量分布於0.8 ~ 1.6 mg/L;而沉澱、過濾水之總鋁穩定後皆小於0.2 mg/L;清水總鋁分布於0.12~0.17 mg/L。就溶解性鋁變化而言,穩定後原水、沉澱水、過濾水皆小於0.1 mg/L

本場依據現場單元評估、實驗室瓶杯試驗與實場試驗後,挑選改以FeCl3為混凝劑之清水殘餘鋁改善對策,然混凝劑改變必然引發操作層面之相關問題,仍需藉由後續之持續觀察與紀錄,並提出改為FeCl3混凝操作面之各單元層級應注意事項。

 

關鍵字:殘餘鋁、氯化鐵、pH調整、雙重加藥
第32期建置用戶之水質及水量監測,確保用戶端之供水品質呂慶元
 自來事業之營運業者,不論採用重力或是加壓方式,將自來水送用戶之受水池後,在管線沒有挖損或破裂之情況下,理論上水質不易受污染,應可確保用戶水質全無虞,但事實上並非易事,不論從客訴案件中統計,水濁、水黃、異味等仍會發生,還是以施工層面統計,發生水質異常原因更為繁多,以上問題除了管網改善及施工管控等方法改善外,為確保用戶端之水質,可藉由增設水質偵測設備於用戶受水端,俾利最真實的掌握用戶水質狀態除水質之掌握外,另一方面,即時的對用戶之水量掌控,,除可研究用戶之每日用水量及用水模式分析外,有助於供水量調配,更是進而可確認用戶漏水狀態,亦讓用戶即時掌握用水量,調整用水習慣。

所以在此研究中,將論及於用戶端建置水質及水量偵測設備之施行性分析外,並以「臺北自來事業處」建置公營住宅之智慧管網為例予以說明,如何將智慧科技運用於即時用戶之水質量掌控及家戶減漏等。另以,大陸地區北京市及天津市舉例,該地區推動之二次供水設備,建立智慧住宅之確保用水品質之管控。

另一方面,基於穩私權考量用戶不再需要開門讓抄表人員進入,可建置智慧水錶及水質偵測設備,可遠距讀取家戶用水量及水質狀態,但以現今收取之水費,再以支付於設備傳輸及維護費用,再以比較人工抄錶及派工量測水質之費用,水事業單位當然是意願不高至足以推動。但若以現今智彗大樓之建案,再仿效大陸地區之物業管理作為,智慧水錶及水質設備歸由住戶管理委員會建置及維護,但由委由水事業單位管理,亦有明顯可行之機會。

 

關鍵字:智慧電子水錶、流量計及傳送設備、水質偵測、二次供水

第32期臺灣旱象危機之探討呂慶元、朱健行
 聯合國跨政府氣候變遷小組(IPCC) 2013年評估(AR5)公布未來挑戰將更加嚴峻,21世紀末升溫最糟情境是4.80C,且在21世紀末海平面將可能上升82公分;國科會2011年研究,如果台灣在2090年升溫30C,冬季平均雨量減幅最高達22%,夏季平均雨量最多會增加26%,亦即旱澇加劇。如果全球平均溫度上升,台灣將面臨更嚴厲的考驗:缺水危機增加、水資源環境惡化、種種災難接踵而來,故我們必須努力成功抓緊改善未來40年之契機!

由於地球暖化越來越嚴重,氣候變遷與極端氣候,將可能發生長期旱象後突然強降雨的調適不及情境,連續不降雨日的期間變長,以及平均溫度上升等等趨勢;並造成水資源供給水量、水質與水環境不確定性提昇,將影響水源的稀少性和穩定性。自來水事業如何能有效因應與防範氣候變遷所造成的影響與衝擊,並確保穩定供水,成為當前重要關鍵議題。

自來水事業因應抗旱對策的挑戰及水資源朝永續利用發展,政府除不遺餘力的宣導節約用水等作為,仍略顯不足;故目前朝向「以價制量」的作為,藉以提高水價,讓用戶重視水的價值與重要性,進而達成節約用水目的與維持水資源供需平衡。而非以藉由提高水費,以求獲利為目的,乃是藉由多收入轉換為建設水事業及投資之經費,減輕及遠離早災之危害。

 

關鍵字:氣候變遷,永續發展,調適,抗旱對策
第32期提升管線更新正確性及便利性─開發設計圖轉置施工圖應用程式宋奕穎
 臺北自來水事業處(以下簡稱北水處)87年開發GIS電腦圖資系統,歷經不斷開發與演進,至今已廣泛應用在管線工程之規劃、設計及施工上,且已顯具效益。其中尤以設「供水設備管理系統」最為北水處工程人員所使用,現階段北水處「供水設備管理系統」,內容已相當健全,為符合各領域之工程人員使用,並常客製化開發許多強大的查詢介面提供工程人員使用。

然而北水處「供水設備管理系統」中之水號常隨用戶申請新設、中止、停水、拆除等作業而變動,惟現階段該系統水號更新作業常需歷經相當時日,並無法立即反映於該系統中,因此當北水處設計人員進行管線更新管網設計時,為獲得正確之水號資訊,均需另從北水處「水費水表營收系統」中獲得,設計人員再以人工方式逐一比對「供水設備管理系統」匯出之Visio設計草圖並將誤植之水號修正於圖面上,並將整個施工範圍內正確之水號及其所屬之水表表號以資料表格式顯示於設計圖上,然此工作因大量水號比對耗費設計人員過多時間與精神。

另現階段設計作業雖經上述大量繁雜的人工比對作業,惟經比對校正後設計圖面雖已可顯示正確水號及表號,然當施工人員攜帶設計圖於工地現場辦理用戶給水管改接時,因現場僅能得知用戶水表表號,故設計圖以資料表格式顯示方式之水號及表號,於現場施工時並未具便利性,施工人員常需不斷翻找查閱設計圖,方可得知正確改接資訊,因此若能於圖面上直接顯示水表表號,將有助於提升施工人員現場改接工作,大大提升用戶給水管改接正確性,避免產生漏接、錯接或改接到用戶分表等情形。

本研究主要係透過應用程式之開發,改善上述設計與施工所遭遇之困難,把大量由人力比對之工作交由電腦來做,快速正確有效地透過本應用程式將設計圖水號自動轉置成表號並直接顯示於設計圖面上,製作出便於施工人員現場使用之「施工圖」。

關鍵字: GIS、電腦圖資系統、設計圖、施工圖
第32期直飲最後一哩路~用戶用水設備管理e化林千益、黃騰宏
 臺北的自來水取自水質純淨的新店溪水源,在良好的水源保育、妥善的淨水處理及健全的輸配水系統等綜合條件下,供水水質已達世界一流水準,惟依據歷年來處理用戶水質申訴案件資料分析顯示,水質異常原因,大部分為用戶用水設備不健全造成間歇性污染或未定期清洗維護所致。因用水設備法規上係屬用戶內線設施,產權屬用戶財產,需由用戶自行維護管理,因此容易產生在沒有充份認知下疏於管理情形,進而使用水安全產生風險。

為此,北水處推動「台北好水服務」,以積極的方式主動協助用戶檢查用水設備及進行水質檢驗,確保民眾用水安全,完成這最後一哩路,本文係探討如何藉由作業系統將「台北好水服務」整體作業進行資訊化管理。另配合行動工具結合應用,將用水設備檢查現場資料,透過行動裝置即時記錄並回傳,減輕現場人員作業,確保各項作業資料正確,且相關作業資料經由資訊化管理,可隨時進行資料分析及查詢。最後期許從建物審圖、內線檢驗、給水申請、繳退費、設計、施工、接水至定期維護等作業資料整合運用,以掌握及保存建物用水設備全生命週期之相關作業圖文資料,提供後續查詢調閱,提升為民服務績效,以增加機關正面感受並提升業務效率,打造一流的自來水服務典範。

 

關鍵字:台北好水服務、用戶用水設備、水池水塔清洗、行動工具
第32期水庫工程計畫之碳管理制度規劃黃育德、朱敬平、黃琬淇、葉時偉、畢嵐杰
 本研究針對我國水資源開發工程專案,以「全生命週期」之概念研擬碳排放管理制度。經濟部水利署近年來積極就氣候變遷對水環境的衝擊調適與減排進行相關策略研究,期望藉由擬定相關碳管理政策,減緩氣候變遷對水環境之衝擊。經濟部水利署水利規劃試驗所於民國99年起開始針對水庫系統,進行一系列的水體與非水體碳排放調查以及水庫全生命週期碳排放評估計畫,本研究為綜整相關研究之調查成果,建構水資源工程計畫碳管理制度。本研究同步蒐集國內外各種應用於水利設施之碳排放減量方法,評估水庫設施轉型為低碳設施方案可行性,並以案例水庫為對象,推估其潛勢減碳量。

 

關鍵字:水資源工程、碳排放、碳管理、全生命週期
第32期北水處地理資訊系統管線設備數值建置作業沿革分析探討丁昱升
 近年來地理資訊系統蓬勃發展,已廣泛應用於不同領域,以管線單位圖資管理方面而言,傳統的圖資管理,使用的是各種紙圖以及圖櫃,時日一久,往往面臨紙張毀損,無法檢索的難題。使用GIS係運用資料庫的技術來進行管理,舉凡各種地圖、CAD繪圖、掃瞄影像圖、多媒體資料等均可納入管理,可大幅度提高資料的整合性,降低資料的重複性,同時資料的安全性亦可有效的加以管制。

任何資訊系統運作的重心,乃是其所處理的資料,管網地理資訊系統也不例外,整體而言,圖資之數化工作遠重於系統之建置工作,在圖資數化未達到要求之前,系統並無法發揮任何功用。換言之,圖資之數化是管網地理資訊系統運作之第一步。因此,如何採最有效之建置作業以達到GIS標準之數化方法,便是GIS系統建置的重點工作。

北水處地理資訊發展從88年萌芽至今已正式邁入至第17年,初期從資料面最原始人工管理工程圖資(紙本)年代,逐漸導入至現今的即時數化作業階段,資料面之產生順序由施工廠商(廠商日報)、工程人員(或工程助理員產生之完工草圖)後,交付駐點數化人員產生竣工圖資及數化建置,在資訊自動化串?服務下皆在北水處圖資作業流程管理中。

本文希望藉由分析探討北水處地理資訊系統管線設備數值建置作業沿革,以確保在專業規範下建置工程資訊作業流程內容能與圖資標準內容建立即時性、一致性與標準性,讓爾後之供水規劃及管理上能取得在以往工程建設及維護管線內容之資訊,以正確做出精準之運轉決策應用。      

 

關鍵字:地理資訊系統、管線圖資數化、圖資管理

第32期以電混凝處理方法去除水中優養化藻類效果之研究翟伯儒、張洋菘、陳昌佑
 臺灣地區用水需求伴隨經濟發展而大幅增加,然而水庫大多為供應飲水的主要水源,若上游農民種植水果及高冷蔬菜,使用肥料及農藥,或因集水區內人為的活動,帶入大量的營養物質,造成水庫優養化,藻類大量繁殖造成供水品質惡劣,藻類會增加淨水程序各單元之負荷,例如:增加混凝劑之用量、堵塞濾床與攔汙柵處等。

如果藻體未在淨水程序中去除,而隨清水進入配水管網內,則可能死亡,而釋出藻毒、臭味物質及其他有機物質,進而引起配水管網內水質惡化之問題。優養化會造成水質的惡化及淨水處理上的困擾,其中最主要的還是來自於藻類胞外物(Extracellular Organic MatterEOM)所造成的影響。                                         

本研究利用電混凝來凝聚微藻細胞,促進其沈降功能。將高濃度微藻通過直流電電場,將微藻表面電荷中和,同時應用鐵失去陽極,將微藻造成絮團(flock),達到濃縮目的,以探討電凝作用於高濃度微藻濃縮之可行性。                      

本實驗以實驗室培養之純種藻類:小球藻(Chlorellales)為研究對象,進一步使用電凝技術應用直流電將水樣中微粒之電性中和,以及應用犧牲電極解離金屬離子之凝聚吸附作用,將水樣中微小顆粒凝聚後再經浮除、過濾或沉降程序從水中分離,進而研究電凝技術於飲用水微藻去除效果之影響與作用機制。  

                                 

關鍵字:藻類、電混凝、供水品質

第32期建築物推動耐震補強之實務研究-以水源大樓為例郭育廷、劉國欽、宋煥文
 為確保各公有建築物於震災發生後能維持其機能,行政院於民國97年推動實施「建築物實施耐震能力評估及補強方案」,並規定民國86年以前興建公有建築物,必須納入耐震能力評估及補強範圍,北水處工程總隊所在之水源大樓亦屬其中,惟大樓內各樓層有其不同空間使用需求(包括市場、辦公室、劇場等),亦分屬不同機關管轄,介面繁多,如何整合各使用者需求,並採行對其影響最小之補強方案,使補強工程能順利推動,為本實務研究之重點。 

有鑑於補強方式之選擇,除須考量技術上可提升耐震能力達現有法令規定標準外,亦須考量現有使用者需求,本案改變以往耐震補強設計多以加強建築物內部結構為主之思維,透過地震破壞模擬分析結果,改由外部結構補強著手,若耐震強度仍無法提升至法定標準,再輔以內部補強,藉以減少於建築物內部設置剪力牆、鋼框架或擴柱等對於內部空間、動線造成衝擊之結構,並已取得多數市場攤商及大樓使用者支持。                           

公共工程用地難求,公有建物採多功能使用或多機關共同使用為充分利用土地資源必然方式,本研究建立建築物補強採外補為主、內補為輔之模式,提供後續類似建築物推動耐震補強參考,以期達成提升耐震能力及降低用戶不便之目標。

                                                       

關鍵字:地震、耐震能力、評估

第32期銅低動力作用取代自來水加氯消毒可行性之研究劉名翔、黃敏瑋、石家豪、邱應志
 日常飲用之自來水皆須經過加氯消毒,然而這程序不僅造成額外的成本,也可能產生如三鹵甲烷等有害的消毒副產物及不適的味道。本研究探討以銅低動力的抑菌原理來取代傳統的加氯消毒,在我國現行的飲用水水質標準中,對銅的法定容許量為1mg/L,且此規定是歸類在適飲性及感官物質中,對於人體並無健康上的危害。本研究以泡過銅幣的水來模擬自來水流經銅製水管的狀況,並使用公告之環境用藥檢驗方法檢測對於大腸桿菌的殺菌效果。實驗結果顯示濃度達5.2×107 CFU/mL間之高含量大腸桿菌,與含銅量(Cu+2) 0.016mg/L的水樣接觸30分鐘後,殺菌效果可以達到99%以上,在低濃度時於短暫接觸時間即可達成相同效果。而本研究中銅含量在遠低於水質標準下,仍具良好的殺菌作用,此項成果將可提供未來利用銅作為管材或自來水龍頭設計上的參考,進而取代現有之加氯消毒方式。    

     

關鍵字:銅、低動力、抑菌、餘氯