各位同學 還記得我們之前曾經討論過水處理的課程內容嗎？ 水處理可分為自來水淨化處理 與污水系統排放前的去污處理兩個部分 讓我們一起複習一下相關的內容吧 自然水的淨化即為一般自來水的處理流程 自來水均源自於河川或水井的自然水 以大臺北自來水公司為例 取水口分為南北兩區塊 其一為陽明山水系與雙溪水系 另一處為新店溪系 新店溪的取水口佔整個大臺北地區用水量的百分之97.5 由新店溪抽取河水 經初步過濾水中的雜質後 即進入自來水的處理流程 自來水的處理可分為混合 膠凝、沉澱、過濾、消毒等步驟 進行完這些步驟後 進入配水的流程 即為家中所使用之自來水 由自然環境中所抽取的原水 在「快混池」接受快混機高速攪拌 使水中殘留雜質 與所添加的混凝劑充分結合 形成被稱為「粒子」的懸浮顆粒 懸浮在水中的粒子進入膠凝池後 繼續緩慢攪拌 使粒子間相互碰撞吸附 逐漸變大、變重後 形成被稱為「膠羽」的懸浮物質 接著再引進沉澱池 於沉澱池中讓這些懸浮物質得以沉澱 即完成了原水處理中混合、膠凝與沉澱的步驟 再將這些經過處理的水體流經快濾池 便完成過濾的步驟 快濾池是由無煙煤、濾砂、礫石等 按照顆粒大小層層堆成濾床 濾床上有成排的渠道 可使水平緩的往下流 水中細微顆粒經由濾床砂層阻隔的作用 過濾出真正清潔乾淨的水 經過過濾之清潔乾淨的水 在清水池中加氯做最後的滅菌 成為完全符合飲用水標準之安全衛生的自來水 清水池上面設有抽水站 利用抽水機將自來水經由輸水管抽送到配水池 再分送到用戶家中的水塔 淨水處理的過程中 加入「絮凝劑」幫助水體中的懸浮微粒凝聚沉降 絮凝劑主要為含鋁成分的藥劑 你知道哪些化合物可以扮演「絮凝劑」角色嗎？ 為什麼呢？ 「絮凝劑」最重要的成分是鋁離子 鋁離子於中性弱鹼性的水體中 可形成氫氧化鋁的膠體粒子 而氫氧化鋁膠體作為淨水劑 是因其可膠結水中的濁質並沉澱 為一種相當常用來去除水中雜質的膠狀凝聚劑 於自來水中添加明礬 可促使鋁離子水解成氫氧化鋁膠體吸附雜質 再利用簡單的過濾設備 將氫氧化鋁及其吸附的雜質過濾掉 即可完成自來水的初步過濾 因此氯化鋁 十二水合硫酸鋁鉀 氫氧化鋁與硫酸鋁四者符合絮凝劑的角色 而六氟鋁酸鈉中的鋁離子為錯合物之中心金屬 無法單獨解離出鋁離子 故不符合需求 關於淨水的最後一步為「滅菌」 在自來水處理過程中使用氯消毒 並於自來水中維持適量的餘氯量 目的是為了確保在輸送過程中的水質安全 不會滋生病菌 自來水廠常用於「加氯消毒」的成分 為氯氣、次氯酸鈉、二氧化氯等 試問 下列何者為這些化合物能夠滅菌的主要原因？ 自來水系統中滅菌的步驟除了可加氯處理外 亦可以「臭氧」做為滅菌的方法 以臭氧滅菌處理殘留於水體中之臭氧濃度較低 已知臭氧之亨利定律常數如畫面 若為了滅菌需求 希望水中殘留臭氧之濃度達2.4 ppm 試問 所提供的臭氧之最小壓力應為多少？ 污水處理通常包括三個階段 稱為一級、二級和三級處理 一級處理主要藉由簡單的過濾裝置 去除污水中懸浮的固體污染物質 大多為物理性處理法 例如 簡單的過濾裝置 均能完成一級處理的要求 經過一級處理的污水 BOD值可降低百分之30左右 尚未達到排放標準 二級處理主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質 利用曝氣或微生物床或生物薄膜的方式 去除百分之90以上有機需氧廢棄物 使有機污染物達到排放標準 三級處理則進一步處理難降解的有機物 氮和磷等可溶性無機物 與無法沉降之重金屬水溶液等 主要方法有生物脫氮除磷法 混凝沉澱法 砂濾法 活性炭吸附法 離子交換法和電解還原沉降法等 重金屬廢液常於污水三級處理時去除 利用強鹼使重金屬離子沉澱 以便從水體中移除重金屬離子 其中已知鉛離子的排放標準為每公升414微克以下 且水溶液pH值必須介於6.0到9.0之間 實驗室準備0.0125 M硝酸鉛與0.0250 M碘化鉀水溶液各400毫升 均勻混合後操作「黃金雨」實驗 實驗完畢後剩餘廢液共800毫升 試問 廢液是否可以直接倒水槽排放？ 倘若於廢液中加入0.4克之氫氧化鈉 與碘化鉛溶液混合均勻後 靜置數天使其沉澱物沉降 上方之澄清水溶液是否達可排放標準？ 請試著說明你的論述 已知廢水排放標準之生化需氧量為30 ppm以下 某釀酒工廠有平均濃度為百分之0.09的葡萄糖廢水1000公升 試問 該廢水的BOD值是否符合排放標準？ 溶解是日常生活中非常常見的科學現象 溶解與結晶析出可視為反向的兩個現象 溶解速率與結晶析出速率相等時 我們稱為「達動態平衡」 請各位試著思考在日常生活中 哪些現象是達溶解平衡的狀態呢？ 歡迎與我們分享你的答案 下次見