給水與純水工程-理論與設計實務

1-1　給水水質、水量推估
1. 人體有60～65%的水分，一般人飲水量為1～1.5L/day（含食物時則為2～3L/day）。
2. 給水工程包括：取水工程、導水工程、淨水工程、配水工程、用水工程。
3. 用水標準順序：
(1) 家庭及公共給水
(2) 農業用水
(3) 水力用水
(4) 工業用水
(5) 水運用水
(6) 其他
4. 用水量單位為 lpcd = L/person-day
5. 增加用水量設計考慮因子
(1) 計畫目標年
(2) 計畫目標年之人口
(3) 計畫目標年之每人每日用水量
6. 影響設計年限因子
(1) 設備壽命
(2) 淨水場擴建難易度
(3) 都市發展
(4) 資金、利率
(5) 通貨膨脹
(6) 初期低負荷情形
7. 比導電度（specific conductivity）：兩根相距1公分之白金電極所測得之電阻。
8. 暫時硬度：碳酸鹽硬度
9. Alky-Benzene Sulfonate (ABS)：
(1) 清潔劑中的成分
(2) 為陰離子界面活性劑
(3) 磺基鹽
(4) 微生物不易分解
10. 三鹵甲烷（THM）：CH4中三個氫可用氟、氯、溴、碘中任何一種或複數取代的多鹵體（稱三鹵甲烷），為致癌物。
11. 總三鹵甲烷（TTHM）：為THM中的CHCl3, CHBrCl2, CHBr2Cl, CHBr3四種總稱TTHM，為THM中所佔比例較大者。
12. 化學需氧量（COD）：以重鉻酸鉀為氧化劑，氧化分解水中有機物，以所消耗相當氧氣量，表示水中有機物含量。
13. 硫化氫（H2S）：臭蛋味，厭氧分解產物，可用曝氣法去除之。
14. 細菌檢驗以(1) 20℃，48小時；(2) 37℃，24小時。
15. Coliform group：為大腸菌和大腸桿類似性質者總稱，為格蘭氏陰性、無芽孢，能分解乳糖而生成酸及氣體，具有金屬光澤之深色菌者。
16. 大腸菌為給水指標之原因為
(1) 人體排泄物中含有
(2) 較致病菌之生命力強
(3) 檢驗簡單
(4) 少量即可檢出
1-4　過濾處理
1. 慢濾之機構，其淨化作用可以四種現象解釋：
(1) 機械濾除：最初濾除雜質、均較砂層孔隙大的、生成濾膜才發生阻留。
(2) 沉澱吸附：砂層中有無數小沉澱池，雜質與沙粒各帶不同電荷，而相互吸附。
(3) 生物作用：有機物與微生物生長成濾膜。
(4) 氧化作用：浮游生物光合作用，產生氧氣，氧化鐵、錳。
2. 濾池數：；Q：MGD。
3. 活性碳濾率為78~392 m3/m3-day（體積速度），或238~595 m3/m2-day（線速度），均可設為300。
4. 快濾池可能產生問題及解決方法
(1) 空氣閉塞：氣泡阻塞，使濾速降低。
防止方法
(a) 避免負水頭，使溶解氣體游離。
(b) 避免水中溶解氣體達到飽和。
(c) 去除藻類，以防其產生二氧化碳。
(d) 防止過濾池水溫上升。
(2) 泥球：泥球係膠羽、細砂等結成球型，比重較砂小者在砂上面，比重較砂大者在砂層中，泥球產生原因是砂層發生裂隙，以致膠羽穿入砂層，當反沖洗時，水將膠泥壓成泥球。
防止方法
(a) 洗砂膨脹率提高至150%。
(b) 控制進入水質，提高混凝池效率。
補救方法
(a) 濾器撈出。
(b) 搗碎泥球。
(c) 表面洗砂或高壓噴水洗砂。
(d) 刮砂、洗滌後再鋪回。
(3) 砂垢：砂垢為附著於砂粒表面的膠質或碳酸鈣，砂粒因為砂垢，比重減少，易流失，並易形成裂隙或阻塞。
防止方法：防止含石灰之水過濾。
補救方法：以氯或苛性鈉洗砂。
(4) 噴流和濾砂翻騰：砂或濾石中孔隙率或滲透係數不均勻時，反沖洗水必流向阻力最小之通路，形成噴流。
防止方法
(a) 防止泥球產生。
(b) 使砂、濾石孔隙率均勻。
(5) 漏砂：濾石層受擾動，濾砂漏入集水系統。
防止方法
(a) 捕砂器可測得。
(b) 重新安置濾料。

1-1　給水水質、水量推估
1. 人體有60～65%的水分，一般人飲水量為1～1.5L/day（含食物時則為2～3L/day）。
2. 給水工程包括：取水工程、導水工程、淨水工程、配水工程、用水工程。
3. 用水標準順序：
(1) 家庭及公共給水
(2) 農業用水
(3) 水力用水
(4) 工業用水
(5) 水運用水
(6) 其他
4. 用水量單位為 lpcd = L/person-day
5. 增加用水量設計考慮因子
(1) 計畫目標年
(2) 計畫目標年之人口
(3) 計畫目標年之每人每日用水量
6. 影響設計年限因子
(1) 設備壽命
(2) 淨水場擴建難易度
(3) 都市發展
(4) 資金、利率
(5) 通...

馬鴻文教授推薦序
陳之貴博士在台大環工所求學時，我對他印象頗為深刻。他雖已是一家有上百位同仁公司的負責人，並在產業界身兼數職，事業蒸蒸日上；但同時卻是一位不折不扣的學生，而且是位謙虛有禮、好學不倦的好學生。有時聽他說起自己的課業和論文研究，常可感受到他強烈的求知慾，以及面對困難和壓力，越挫越勇的精神。
陳博士著書不倦，這本給水與純水工程的書已是他第六本著作了。在書中，陳博士從他多年來的實務經驗，萃取出實用的理論與設計指引，簡單扼要的呈現出來，供從業者參考。陳博士不藏私，樂於分享與傳承，讓知識廣傳，使其所學能對社會發揮更大的價值，實在是我們教學工作者所深為樂見的。
除了這本書的專業價值之外，我相信陳博士一路走來積極向學的精神、堅持不懈的毅力，以及與人為善的情操，更是值得年輕人學習的榜樣。面對這變化快速的世界、充滿不確定性的未來，社會需要的，便是這種相互扶持、不怕苦不畏難，大步迎向挑戰的朝氣與活力；正如聖經所說的，義人的路好像黎明的光，越照越明，直到日午。


馬鴻文　教授
國立台灣大學　環境工程學研究所所長

馬鴻文教授推薦序
陳之貴博士在台大環工所求學時，我對他印象頗為深刻。他雖已是一家有上百位同仁公司的負責人，並在產業界身兼數職，事業蒸蒸日上；但同時卻是一位不折不扣的學生，而且是位謙虛有禮、好學不倦的好學生。有時聽他說起自己的課業和論文研究，常可感受到他強烈的求知慾，以及面對困難和壓力，越挫越勇的精神。
陳博士著書不倦，這本給水與純水工程的書已是他第六本著作了。在書中，陳博士從他多年來的實務經驗，萃取出實用的理論與設計指引，簡單扼要的呈現出來，供從業者參考。陳博士不藏私，樂於分享與傳承，讓知識廣傳...

作者序
本書將給水、純水工程之內容分成學理篇、設備篇、工程篇、考題篇及法規篇等五大主軸，第一章 學理篇：希望簡潔、清楚的述明各淨水單元之基本理論及高、普考、研究所考試重點；第二章 設備篇：詳列各種淨水設備的設計選用方法與市場規格品的尺寸；第三章 工程篇：以完成驗收之工程實例規範，讓讀者將理論與實務結合；第四章 考題篇：為滿足莘莘學子，使其能很快了解水處理工程與設計科高考考試方向，提供最近12年來的高考考題及詳解，希望大家考試順利；第五章 法規篇：從相關法規的角度來看工程技術，因為一切的設備或工程，基本上要先能符合環保法規，所以環保法規也會影響到工程內容。
本書參照了很多學者、專家的研究成果與實務經驗，在此特別致謝，並感謝台大環工所學妹陳玉真幫忙校稿。若尚有遺漏不全的地方，還請大家不吝給予指正。

作者序
本書將給水、純水工程之內容分成學理篇、設備篇、工程篇、考題篇及法規篇等五大主軸，第一章 學理篇：希望簡潔、清楚的述明各淨水單元之基本理論及高、普考、研究所考試重點；第二章 設備篇：詳列各種淨水設備的設計選用方法與市場規格品的尺寸；第三章 工程篇：以完成驗收之工程實例規範，讓讀者將理論與實務結合；第四章 考題篇：為滿足莘莘學子，使其能很快了解水處理工程與設計科高考考試方向，提供最近12年來的高考考題及詳解，希望大家考試順利；第五章 法規篇：從相關法規的角度來看工程技術，因為一切的設備或工...

目錄
學理篇
第一章　給水、純水工程之學理分析
1-1 給水水質、水量推估　
1-2 混凝處理　
1-3 沉澱處理　
1-4 過濾處理　
1-5 消毒處理　
1-6 吸附處理　
1-7 硬水軟化處理　
1-8 其他高級處理單元　
1-9 給水處理工程之理論與實務　
1-10 軟水處理工程之理論與實務　
1-11 純水處理工程之理論與實務　
1-12 超純水處理工程之理論與實務　
1-13 陰陽離子交換樹脂法生產純水之相關計算　
設備篇
第二章　給水、純水工程之機械設備
2-1 過濾系統　
2-2 活性碳吸附器　
2-3 軟化槽　
2-4 陽離子交換樹脂槽　
2-5 陰離子交換樹脂槽　
2-6 脫氣塔　
2-7 純水混床塔　
2-8 逆滲透RO系統　
2-9 自動混凝式沉澱器　
工程篇
第三章　給水、純水處理工程之實場案例
3-1 民生淨水場案例-雙溪淨水場　
3-2 工業區淨水場案例-斗六擴大工業區淨水場　
3-3 軟水處理工程案例-台灣省農會軟水處理工程　
3-4 純水處理工程案例-力霸鋁門窗純水處理工程　
3-5 超純水處理工程案例-研能科技超純水處理工程　
3-6 淨水高級處理工程案例-直潭淨水廠高級處理模廠　
3-7 雨水、冷卻水回收再利用處理工程案例-台北101大樓雨水、冷卻水回收再利用處理工程　
考題篇
第四章　歷屆環工技師高考污水與給水工程考題及解答
法規篇
第五章　給水、飲用水之相關法規
5-1 自來水法規　
5-2 自來水水質標準　
5-3 飲用水管理條例　
5-4 飲用水水質標準　
5-5 飲用水水源水質標準　
5-6 飲用水連續供水固定設備使用及維護管理辦法　
參考文獻

目錄
學理篇
第一章　給水、純水工程之學理分析
1-1 給水水質、水量推估　
1-2 混凝處理　
1-3 沉澱處理　
1-4 過濾處理　
1-5 消毒處理　
1-6 吸附處理　
1-7 硬水軟化處理　
1-8 其他高級處理單元　
1-9 給水處理工程之理論與實務　
1-10 軟水處理工程之理論與實務　
1-11 純水處理工程之理論與實務　
1-12 超純水處理工程之理論與實務　
1-13 陰陽離子交換樹脂法生產純水之相關計算　
設備篇
第二章　給水、純水工程之機械設備
2-1 過濾系統　
2-2 活性碳吸附器　
2-3 軟化槽　
2-4 陽離子交換樹脂槽　
2-...