童心欣Tung, Hsin-Hsin臺灣大學:環境工程學研究所趙哲碁Chao, Che-ChiChe-ChiChao2010-05-102018-06-282010-05-102018-06-282008U0001-2207200816265500http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/181550為了確保飲用水安全，抑制水中的病原菌。淨水流程中會添加消毒劑殺菌。目前大部分之淨水場所使用的消毒劑為含氯之消毒劑，然而消毒劑抑制水中微生物的同時也會和水中的天然有機物（Nature Organic Matter, NOM）生成消毒副產物（Disinfection By-Products, DBPs）。通常含氯消毒劑所生成之消毒副產物中，三鹵甲烷（Trihalomethanes, THMs）為主要之生成物質，而鹵化乙酸（Haloacetic acid, HAAs）次之（以重量比）。美國環保署於1992年所提出之“消毒劑與消毒副產物法”（Disinfectant-Disinfection By-Product Rule）中規範了第一階段五種鹵乙酸最大容許總濃度為60μg/L。　本研究使用了美國環保署公告之Method 552.3分析九種鹵乙酸。選擇台灣地區五個淨水場進行了春季以及夏季兩季淨水場處理單元全流程鹵乙酸採樣分析。這五個水場包括了基隆新山淨水場、台南潭頂淨水場、高雄鳳山淨水場、澎湖成功淨水場、澎湖望安淨水場。針對這五個淨水場基本水質特性以及處理單元探討與鹵乙酸之間的關係。結果發現夏季水場中的鹵乙酸濃度普遍高於冬季。而以此五水場所在位置來看，鹵乙酸濃度由高至低依序為外島水場、台灣南部、台灣北部。本研究發現，針對快濾淨水流程，此五個水場可分為兩類，一者為經過快濾流程後鹵乙酸濃度有著明顯的降解，另一者經過快濾流程後鹵乙酸濃度依舊沒有太大的變化。本研究試著探討快濾池對於鹵乙酸影響之原因，以期能夠在最少工程變動下，亦能夠達到控制鹵乙酸的效果。Disinfectants are used in water treatment to control the pathogens, in order to ensure the safety of drinking water. Most water treatment plants use chlorine as the disinfectant. The disinfectant not only kills the pathogenic bacteria but also reacts with the nature organic matter（NOM）to form Disinfection By-Products（DBPs）. The trihalomethanes（THMs） and haloacetic acids（HAAs）are the two groups of major DBPs when using chlorine as the disinfectant. The United States Environmental Protection Agency（U.S. EPA）promulgated the Disinfectants and Disinfection Byproducts rules and the maximum contaminant level for five HAAs is 60μg/L. Five water treatment plants selected and water samples were collected from each treatment process in spring and summer. The EPA Method 552.3 was used to analyze HAA concentrations. The objective of this study is to analyze the effectiveness of water treatment process in removing HAAs. The results showed that the HAA concentrations in summer were higher than in the spring season. The highest HAA concentrations was found in Peng Hu. The rapid sand filtration process in some water treatment plants contributed in removing partial HAAs , especially dichloroacetic acids.誌謝 I要 IIbstract III目錄 VII目錄 IX錄 X一章 前言 1.1 研究背景 1.2 研究目的 3二章 文獻回顧 4.1 消毒副產物 4.2 氯胺消毒 6.3 鹵化乙酸 7.3.1 物化特性及分析之影響 8.4 鹵乙酸生成影響因子 10.4.1 pH值的影響 10.4.2 消毒劑種類 11.4.3 消毒劑劑量及接觸時間 12.4.4 溫度 12.4.5 溴離子濃度 13.5 鹵乙酸物理吸附以及生物降解特性 14.6 淨水流程對鹵乙酸的影響 15.6.1 混凝沉澱 15.6.2 過濾單元 16.6.3 清水與配水 18三章 實驗材料及方法 19.1 藥品 19.2 儀器設備 22.3 鹵乙酸萃取及衍生 23.4 品保以及品管 27.5 濾砂批次實驗 31.6 方法偵測極限 32四章 結果與討論 34.1 樣品收集背景 34.2 五水場全流程春夏季鹵乙酸變化 35.2.1 台南潭頂水場 35.2.2 高雄鳳山水場 36.2.3 澎湖成功水場 37.2.4 澎湖望安水場 38.2.5 基隆新山水場 39.3 水質參數影響 40.4 季節變化之影響 47.4.1 前加氯 47.4.2 膠凝沉澱 49.4.3 快濾 52.4.4 清水與配水 55.5 潭頂濾砂批次實驗 58.6 快濾池反沖洗之影響 63五章 結論與建議 69.1 結論 69.2 建議 69六章 參考文獻 71錄 74目錄1-1 研究架構 32-1 韓國消毒副產物的種類 52-2 美國猶他州消毒副產物的種類 52-3 九種鹵乙酸的結構式 83-1 Oven升溫程式 223-2 GC-ECD之圖譜 243-3 鹵乙酸萃取及衍生流程 263-4 九種鹵乙酸檢量線圖 334-1 潭頂淨水場春夏季全流程鹵乙酸變化 354-2 鳳山淨水場春夏季全流程鹵乙酸變化 364-3 成功淨水場春夏季全流程鹵乙酸變化 384-4 望安淨水場春夏季全流程鹵乙酸變化 394-5 新山淨水場春夏季全流程鹵乙酸變化 404-6 清水鹵乙酸及三鹵甲烷之關係 424-7 配水鹵乙酸及三鹵甲烷之關係 434-8 快濾出水鹵乙酸及三鹵甲烷之關係 434-9 鹵乙酸及NPDOC之關係 444-10 春夏季清水鹵乙酸及UV254之關係 454-11 鹵乙酸及溴離子之關係 474-12 潭頂以鳳山前加氯出水鹵乙酸物種比較 494-13 春季膠凝出水鹵乙酸物種比較 504-14 夏季膠凝出水鹵乙酸物種比較 514-15 五水場快濾出水鹵乙酸比較 534-16 快濾池鹵乙酸去除率 534-17 五水場清水九種鹵乙酸濃度圖 574-18 五水場配水九種鹵乙酸濃度圖 584-19 批次實驗MCAA濃度變化 604-20 批次實驗MBAA濃度變化 614-21 批次實驗DCAA濃度變化 614-22 批次實驗TCAA濃度變化 624-23 批次實驗BCAA濃度變化 624-24 批次實驗DBAA濃度變化 634-25 潭頂快濾池連續採樣DCAA以及自由餘氯之變化 644-26 潭頂快濾池連續採樣DCAA去除率以及自由餘氯之變化 664-27 潭頂快濾池連續採樣TCAA之變化 674-28 第二次潭頂快濾池DCAA去除率以及自由餘氯之變化 68目錄1-1 鹵乙酸各別物種之規定值 22-1 鹵乙酸物化性質 92-2 鹵乙酸的Freundlich constants 143-1 方法偵測極限 323-2 檢量線回歸方程式 334-1 夏季五水場原水特性 344-2 冬季五水場原水特性 344-3 潭頂水場快濾池操作參數 544-4 潭頂、鳳山清水及配水有效餘氯 564-5 清水及配水鹵乙酸濃度成對分析 57錄錄一 春季台南潭頂淨水場全流程採樣分析結果 75錄二 春季高雄鳳山淨水場（民生）全流程採樣分析結果 76錄三 春季澎湖成功淨水場全流程採樣分析結果 77錄四 春季澎湖望安淨水場全流程採樣分析結果 78錄五 春季基隆新山淨水場全流程採樣分析結果 79錄六 夏季台南潭頂淨水場全流程採樣分析結果 80錄七 夏季高雄鳳山淨水場（民生）全流程採樣分析結果 81錄八 夏季澎湖成功淨水場全流程採樣分析結果 82錄九 夏季澎湖望安淨水場全流程採樣分析結果 83錄十 夏季基隆新山淨水場全流程採樣分析結果 84application/pdf1823878 bytesapplication/pdfen-US鹵化乙酸淨水流程Haloacetic acidsDrinking water treatment process[SDGs]SDG6thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/181550/1/ntu-97-R95541114-1.pdf