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系統識別號 U0002-2207201410142700
中文論文名稱 太陽能系統應用在簡易供水設施的水質改善
英文論文名稱 Application of Integrated Solar Power Disinfection System on Small Water Treatment Facilities
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 陳學仁
研究生英文姓名 Syue-Ren Chen
學號 601480212
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 中文
口試日期 2014-06-10
論文頁數 70頁
口試委員 指導教授-陳俊成
委員-江旭程
委員-鄭耀文
中文關鍵字 簡易自來水系統  獨立式太陽能系統  紫外光殺菌  加氯殺菌  大腸桿菌 
英文關鍵字 Small Water Treatment Facilities  Off-Grid Connected Solar System  Ultraviolet Disinfection  Chlorination Disinfection  E. coli 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 台灣地區偏遠山區居民仍然以未經過處理之地下水或是溪水、山泉水作為飲用水源而使水體中水質無法達到環保署公告標準。本研究的目的主要針對簡易自來水系統供水問題作為研究方向,此系統是否能達到環保署法規訂定飲用水標準且針對偏遠山區民眾長期以來飲用水問題。
本研究的目的主要針對簡易自來水系統供水問題作為研究方向,此系統是否能達到環保署法規訂定飲用水標準且針對偏遠山區民眾長期以來飲用水問題,民眾長期飲用狀況下會造成一些病媒衍生,故本研究探討太陽能系統提供電力供給兩種消毒系統,加氯消毒以及UV紫外線殺菌技術。探討此兩種消毒系統處理超過法規標準之大腸桿菌溪水的可行性。
探討內容如下:
1.調查水源水質季節性差異
2.探討不同天氣狀況下太陽能發電效率是否達到自給自足效益
3.探討以太陽光電系統應用於簡易自來水加氯消毒處理之可行性
4.以模廠規模試驗比較簡易自來水系統中UV及加氯消毒之效益
英文摘要 Residents in remote mountainous areas of Taiwan are still dealt with groundwater or streams, mountain spring water has not been used as sources of drinking water leaving the water can not reach the EPA announcement standards. The main purpose of this study for small water systems supply issue as a research direction, whether this system can achieve EPA regulations set standards for drinking water and drinking water has long been a problem for people in remote mountainous areas.
The purpose of this study focused on small water systems supply issue as a research direction, this system is able to achieve EPA regulations set standards for drinking water and drinking water problems for a long time, long-term consumption for people in remote mountainous areas under the condition will cause some people derived vectors therefore this study was to explore the solar system provides two kinds of power supply disinfection system, chlorination and ultraviolet germicidal UV technology. To investigate the feasibility of this system over two disinfection regulations and standards of the E. coli stream processing.
Discussion follows:
1.seasonal variations in water quality survey
2.Investigate under different weather conditions the efficiency of solar power has reached self-sufficiency benefits
3.Explore the feasibility of solar photovoltaic systems used in the processing of small water chlorination
4.plant scale tests in order to benefit a relatively simple system, UV water disinfection and chlorination
論文目次 目錄
圖目錄 IV
表目錄 VI
第一章 緒論 1
1-1研究背景以及研究目的 1
1-2研究範圍 2
第二章 文獻回顧 5
2-1 太陽能 5
2-1-1獨立型太陽能發電系統 6
2-1-2市電併聯型太陽能發電系統 7
2-1-3混合型太陽能發電系統 8
2-2 簡易自來水系統 11
2-2-1簡易自來水質 12
2-3大腸桿菌 18
2-3-1 大腸桿菌水質汙染指標以及環境衝擊 18
2-4 加氯消毒 20
2-4-1 消毒動力學 22
2-4-2 加氯消毒效率之影響因素 23
2-4-3 消毒副產物 24
2-5 紫外線消毒 26
2-5-1 UV消毒劑量之計算 27
2-5-2 UV消毒效力之影響因子 28
第三章 實驗材料與方法 30
3-1 研究架構 30
3-2 實驗設備與材料 33
3-2-1 實驗器材 33
3-2-2 實驗設備 33
3-2-3 實驗軟體 37
3-2-4 實驗藥劑 39
3-3 實驗分析方法 40
3-3-1 現場水質採樣通則 40
3-3-2 餘氯分析方法 41
3-3-3 加氯瓶杯實驗 42
3-3-4 氨氮試驗 43
3-3-5 大腸桿菌試驗 43
3-3-6 加藥系統濃度設計 44
3-3-7 紫外光系統設計 45
3-3-8 太陽能系統設計 45
第四章 結果與討論 49
4-1 竹崙溪水質概況 49
4-2 太陽能發電概況 55
4-3 探討模廠加氯殺菌參數 60
4-4探討模廠UV殺菌劑量 64
第五章 結論與建議 66
5-1結論 66
5-2建議 66
參考文獻 68

圖目錄
圖1-1竹崙溪地理位置圖 3
圖1-2竹崙溪進水口攔河堰 3
圖1-3竹崙溪進水口快濾桶 4
圖1-4原來50T配水池 4
圖1-5竹崙溪進水口新設取水網 4
圖1-6新設150配水池 4
圖2-1 太陽能獨立發電系統 7
圖2-2 太陽能市電並聯發電系統 8
圖2-3 混合型太陽能發電系統 9
圖2-4不同pH Cl2 / HOCl / OCl-存在百分比變化 21
圖2-5 UV-C光譜照射範圍 26
圖3-1 研究架構圖 31
圖3-2 系統設備示意圖 32
圖3-3 消毒系統設圖 34
圖3-4 太陽能模組 35
圖3-5 正弦波逆變器 35
圖3-6 充電風光互補控制器 36
圖3-7 攜帶型多參數綜合水質檢驗器 36
圖3-8 攜帶型多參數綜合水質檢驗器 37
圖3-9 蓄電池 37
圖3-10 TeamViewer 9使用介面 38
圖3-11 WinPower使用介面 39
圖3-12 河川水體採樣示意圖 41
圖3-13 餘氯檢量線 42
圖3-14 攪拌30分鐘之餘氯濃度、大腸去除率 43
圖4-1 3-6月份進、出水口pH 49
圖4-2 10-12月份進、出水口pH 50
圖4-3 3-6月份進、出水口溶氧值 50
圖4-4 10-12月份進、出水口溶氧值 51
圖4-5 4-6月份進、出水口濁度 52
圖4-6 10-12月份進、出水口濁度 52
圖4-7 3-6月份進、出水口大腸桿菌濃度 53
圖4-8 10-12月份進、出水口大腸桿菌濃度 53
圖4-9 3-6月份進、出水口氨氮濃度 54
圖4-10 10-12月份進、出水口氨氮濃度 54
圖4-11 晴天太陽能系統發電概況 56
圖4-12 雨天太陽能系統發電概況 56
圖4-13 不同加藥量對大腸桿菌去除率 61
圖4-14 不同餘氯濃度之時間變化量 61
圖4-15 添加0.01 ppm次氯酸鈉對大腸桿菌隨時間變化趨勢 62
圖4-16 添加0.025 ppm次氯酸鈉對大腸桿菌隨時間變化趨勢 62
圖4-17 添加0.05 ppm次氯酸鈉對大腸桿菌隨時間變化趨勢 63
圖4-18 添加0.08 ppm次氯酸鈉對大腸桿菌隨時間變化趨勢 63
圖4-19 不同加藥條件在殺菌99%時間之回歸線 63
圖4-20 紫外光劑量對大腸桿菌濃度殺菌消果 65
圖4-21 不同劑量之對數滅菌線性回歸 65

表目錄
表2-1 太陽能系統特性介紹 10
表2-2 簡易自來水水源標準 14
表2-3 北海道北上郡和寒町簡易水道事業之水質檢測結果 16
表2-4北部簡易自來水場水質檢驗分析表 17
表3-1 實驗測試條件 44
表3-2 負載端所需電量計算、負載端消耗瓦數 46
表3-3 每小時安培輸出、電池容量設計 47
表3-4 太陽能板模組數量 48
表4-1 晴天太陽能系統發電狀況 58
表4-2 雨天太陽能系統發電狀況 59
表4-3 UV紫外光系統去除大腸桿菌實驗條件 64
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