安全管理网

校园用水安全维护管理手册

文档来源: 安全管理网
点 击 数:
更新时间: 2021年01月21日
下载地址: 点击这里
文件大小: 1.32 MB 共122页
文档格式: PDF       
下载点数: 1 点(VIP免费)
校園用水安全維護管理手冊 初稿 教育部體育司指導 臺灣大學公共衛生學系編輯 2 目錄 第一章校園用水水源水質特性........................................................................ 1 第一節自來水...................................................1 一、傳統處理程序.............................................................................. 2 二、高級處理程序.............................................................................. 3 三、自來水定期水質檢驗................................................................... 4 第二節非自來水之水源...........................................4 一、地下水......................................................................................... 5 二、山泉水......................................................................................... 5 三、簡易自來水.................................................................................. 5 第三節水中污染物的種類.........................................7 一、生物性污染物.............................................................................. 7 二、有機污染物.................................................................................. 7 三、無機污染物.................................................................................. 7 第二章校園水媒疫情個案介紹...................................................................... 10 第三章校園常見供水設備與其維護............................................................... 15 第一節校園供水設備............................................16 一、貯水設備................................................................................... 16 二、輸水設備................................................................................... 20 三、其他相關設備............................................................................ 21 第二節校園用水二次污染預防....................................22 第三節校園用水設備之維護及管理................................26 第四章校園常用淨水設備單元介紹............................................................... 27 第一節過濾....................................................27 第二節活性碳吸附..............................................34 第三節離子交換................................................39 第四節紫外線殺菌..............................................47 第五節逆滲透..................................................52 第六節消毒....................................................59 第七節淨水設備單元綜合比較....................................65 3 第八節中央信託局共同採購契約之淨水設備........................69 一、反洗過濾設備............................................................................ 69 二、飲水機....................................................................................... 70 第五章校園用水安全維護............................................................................. 72 第一節校園用水管理相關法規....................................72 一、飲用水管理條例相關規定.......................................................... 72 二、自來水法關於用水設備相關規定................................................ 73 第二節校園用水設備之設置原則..................................74 一、以地下水為單一水源................................................................. 78 二、以地表水為單一水源................................................................. 81 三、以自來水為單一水源................................................................. 84 四、自來水、非自來水併用時.......................................................... 86 第三節校內用水自我檢查........................................87 參考文獻........................................................................................................ 92 附錄一、飲用水管理條例............................................................................... 94 附錄二、飲用水連續供水固定設備使用及維護管理辦法................................ 99 附錄三、自來水用戶用水設備標準............................................................... 102 附錄四、各縣市環保局及自來水事業單位聯絡電話...................................... 107 附錄五、各級學校每人每日用水量............................................................... 109 附錄六、2006~2008 各縣市環保局自來水配水系統水質抽驗結果................110 附錄七、用水設備衛生檢查..........................................................................112 4 圖目錄 圖1.1 自來水傳統處理程序............................................................................. 1 圖1.2 某簡易自來水廠淨水設備...................................................................... 6 圖3.1 蓄水池構造圖..................................................................................... 19 圖3.2 消防管線附屬設備.............................................................................. 23 圖4.1 水流流經砂粒後,去除水中之微細物質示意圖................................... 28 圖4.2 過濾程序中截留、沈澱和擴散等不同機制示意圖................................ 28 圖4.3 需清洗或更換之濾心........................................................................... 33 圖4.4 家用活性碳濾心.................................................................................. 35 圖4.5 活性碳吸附貫穿曲線........................................................................... 37 圖4.6 串聯式之活性碳過濾單元,可提升過濾及吸附功能............................ 38 圖4.7 離子交換作用原理.............................................................................. 39 圖4.8 典型離子交換設備.............................................................................. 43 圖4.9 校園常見之離子交換淨水單元............................................................ 46 圖4.10 常見紫外燈殺菌設備之構造.............................................................. 48 圖4.11 UV 光源強度、使用壽命.................................................................... 51 圖4.12 各式校園UV 淨水設備...................................................................... 51 圖4.13 滲透與逆滲透示意圖......................................................................... 53 圖4.14 市售簡易餘氯試劑............................................................................ 66 圖4.15 反洗過濾設備................................................................................... 70 圖5.1 校園用水安全檢查流程....................................................................... 77 圖5.2 使用地下水為水源時用水安全評估流程.............................................. 80 圖5.3 使用地表水(山泉水)為水源時用水安全評估流程............................ 83 圖5.4 使用自來水為水源時用水安全評估流程.............................................. 85 圖5.5 校園用水設備自我檢查流程................................................................ 89 5 表目錄 表1.1 使用不同水源需注意之水質問題........................................................... 9 表3.1 各配水管材性能之比較....................................................................... 21 表4.1 典型逆滲透淨水器各單元更換週期及單價........................................... 57 表4.2 各種消毒劑將病毒去活化的CT 值...................................................... 60 表4.3 各種消毒劑將梨型鞭毛蟲去活化的CT 值........................................... 60 表4.4 淨水設備去除污染物及價格比較......................................................... 68 表5.1 飲用水設備水質檢驗及設備維護紀錄表.............................................. 76 表5.2 校園用水設備自我檢查表.................................................................... 90 1 第一章校園用水水源水質特性 一般校園用水水源可分自來水與非自來水兩大來源,自來水指經淨水廠淨水 程序後配送至用戶之飲用水,非自來水則包括地下水、山泉水及簡易自來水等水 源。根據經濟部水利署統計資料顯示,截至民國97 年底台灣地區自來水普及率 已達92%以上,且歷年來環保單位執行水質抽驗結果顯示直接供水自來水水質 合格率達98%以上;但環保署針對非自來水系統所進行之水質調查亦顯示其合 格率僅85%,顯示使用非自來水為水源者必須特別注意水質安全。因此,對於 地處偏遠、至今尚未鋪設自來水管線之鄉鎮或仍部份抽用地下水之地區而言,民 眾用水安全仍然值得關切。對於使用非自來水為水源之學校,對於水質安全必須 特別注意,因為學校是學生群聚的地方,如因水源水質不良而爆發水媒病疫情時 其影響範圍更大。 第一節自來水 自來水之定義為原水於淨水廠經混凝、沈澱、過濾及加氯消毒等一系列處理 程序(如圖1.1),使其水質符合飲用水水質標準,再經由配水管線輸送合乎衛 生、適於飲用之用水至各用戶。 圖1.1 自來水傳統處理程序(資料來源:行政院環保署) 2 淨水程序可分為傳統淨水程序及高級處理程序兩種。傳統處理程序包括混凝 /膠凝、沈澱、過濾、消毒(加氯)等程序;高級處理則包括離子交換、臭氧、 活性碳、逆滲透等針對特殊水質要求所採用之處理程序。對於未受明顯污染、水 源水質良好之淨水場,採用傳統處理程序即可有效提供優良水質之自來水供公眾 使用。但如水源遭受某種程度之污染,則必須依照水源水質狀況選擇合適之高級 處理程序,以改善供水水質。 一、傳統處理程序 1. 混凝/膠凝 於原水中加入多元氯化鋁或硫酸鋁(俗稱明礬)等混凝劑,透過快速攪拌的 方式使化學混凝劑與水均勻混合,然後與水中微小顆粒結合後,破壞水中微小顆 粒之穩定性,使小顆粒間相互碰撞吸引,水中雜質凝結成較大之顆粒後,再於膠 凝池中逐漸形成膠羽狀之懸浮物質(俗稱膠羽),以增加粒子大小及重量,利於 沉降。 2. 沉澱 沉澱池之設計使水體在沈澱池中平緩流動,讓在膠沈池形成之顆粒較大膠羽 能利用重力逐漸沉澱到底部,上層清澈的水則匯集流往快濾池。 3. 快濾 透過由無煙煤、濾砂、礫石等濾料依適當安排層層堆積而成之濾床,在沉澱 水流過時利用阻絕方式將水中細微顆粒層層阻隔而去除,流經濾池的過濾水一般 已去除絕大多數之混濁物,而得到相當純淨的清水。 4. 後加氯/清水 經過過濾處理之清水於此單元加氯消毒,將水中致病性微生物去活化,並藉 良好加氯操作控制清水之餘氯量在0.2~1 mg/L 範圍內,確保飲用水經過配水系 統送至用戶時仍能維持適當之餘氯以維持水體之消毒作用,避免微生物再生長。 一般而言,若水源未受嚴重污染,則經傳統處理程序處理之自來水水質已能 符合「乾淨、安全」之水質標準,能夠直接飲用且不影響民眾之健康。關於自來 水處理流程之詳細資料,可參閱一般環境工程教科書之淨水工程單元。各級學校 亦可透過戶外教學方式,前往鄰近淨水廠參觀,以實際瞭解自來水淨水程序。 3 二、高級處理程序 雖然經傳統處理程序處理之自來水,一般而言其水質已能符合飲用水水質標 準,能夠直接飲用,但因民眾對水質安全之要求日益增加,加以部份水源經不同 程度污染之影響導致水源水質惡化,因此部分自來水廠會在傳統處理單元外另行 增設高級處理單元,以提升自來水之水質。不同高級處理單元能去除不同之溶解 性污染物、有機物、重金屬、影響口感物質等。一般常見之高級處理單元包括下 列數種: 1. 離子交換 利用樹脂中的陽離子(通常是鈉離子)交換水中鈣、鎂離子等硬度來源,亦可 交換部分離子態的重金屬以達到去除效果。樹脂飽和時須進行再生以恢復離子交 換的能力,因此必須定期注意處理水之水質並視需要進行樹脂再生,以確保離子 交換樹脂維持其去除水中硬度等離子物質之處理能力。 2. 臭氧 臭氧是一種強氧化劑,可有效氧化水中有機物,消毒力也高於氯。一般水處 理可利用臭氧及其於水中反應產生之氫氧自由基氧化水中不同有機污染物;臭氧 亦可取代加氯進行水體消毒工作,以降低三鹵甲烷之生成。但若原水含有溴離 子,使用臭氧時必須監測溴酸鹽生成之狀況,因溴酸鹽亦為消毒副產物之一種, 濃度過高時對人體健康亦有危害。但因臭氧消毒無法維持配水系統之殘餘消毒 力,使用時必須特別注意配水系統之水質安全。 3. 活性碳 活性碳為多孔性介質結構,淨水處理時利用其廣大之表面積來吸附水中農 藥、三鹵甲烷、臭味分子等有機物。氯也會與碳表面反應,因此可使用活性碳來 去除水中氯之作用及氯味。但必須注意細菌會附著於活性碳顆粒表面,長久使用 後會於活性碳表層生長成生物膜,影響出水微生物濃度。此外,使用活性碳吸附 無法有效去除水中硬度。 4. 逆滲透 逆滲透主要作用單元是逆滲透膜。處理時利用半透膜的原理,施加壓力於水 質較差之一方,使水質較差之原水在壓力下流過半透膜通到清水端,而將原水中 雜質阻絕在半透膜另一側。逆滲透處理可去除大多數水中的雜質,包括重金屬、 農藥、細菌、病毒、硬度、臭味等物質,對飲用水水質有極大之助益,但處理成 本及技術要求也最高。 4 台灣地區一般淨水廠皆具備傳統處理程序,高級處理單元並非必要之淨水程 序,應由淨水廠視當地原水水質特性而增設。淨水廠處理過後之清水受飲用水管 理條例之規範,必須定期檢驗水質,環保單位亦定期檢測配水系統水質,故為安 全之飲用水來源。前述高級處理單元之原理與一般學校、家戶使用淨水器之淨水 單元相同,後續章節將針對一般淨水器常用之處理單元加以說明。 三、自來水定期水質檢驗 自來水水質檢驗,分自來水事業單位內部品管所進行之檢驗與環保單位定期 於配水系統進行之外部查驗兩部份。自來水事業單位內部品管所進行之檢驗係由 各自來水廠自行辦理,主要用於評估自來水淨水處理效能,維持各處理單元之正 常運作並確保出水能符合飲用水水質安全。以臺北自來水事業處為例,設有線上 水質監測儀器設備,利用電腦系統24 小時監控水質即時數據;其他水質項目除 檢驗室自行檢測外,部份項目委託環保署認證之環境檢驗室進行檢測,以確保進 入配水系統之清水水質能符合飲用水水質標準。經淨水處理完成之自來水進入配 水系統後其水質安全則由地方環保機關負責把關,由環保單位稽查人員定期選擇 具代表性之配水系統直接供水點採樣檢驗,以確保自來水於配水管線中不受污 染,符合飲用水水質標準之規定。 上述水質檢驗工作雖能保障送至用戶之自來水質安全無虞,但經過用戶端水 表後之水質安全則需由用戶自行維護。多數校園或建築物設有蓄水池、水塔等間 接供水設備,用戶如何自行維護供水設備、避免自來水二次污染是各級學校必須 注意之問題。詳細內容將於第三章詳述。 第二節非自來水之水源 主要指使用自來水以外之其他水源做為用水之來源,包括使用地下水、山泉 水以及簡易自來水等。以學校而言,完全使用非自來水的學校多半位於較偏僻之 山區、海邊或離島,因自來水管線鋪設不易,改由學校或社區自行設置地下水井 取水,或由山泉逕流、池塘地表水源引水至校園使用。 根據環保署民國91-97 年飲用水水質抽驗結果,非自來水共抽驗6,516 件, 其中不合格者3,312 件(50.83%),主要不合格項目以大腸桿菌群為最多,其次為 總菌落數、pH 值、氨氮、濁度及硝酸鹽氮等項目。原因推測為非自來水系統之 水源大多未經過妥善的消毒與處理、或消毒槽年久失修而擱置不用、甚至某些社 5 區簡易自來水系統並未設置消毒槽,使得非自來水系統中微生物指標之抽驗結果 經常不合格,無法確保其水質安全。 某些學校雖設有自來水管線,惟因考量自來水費負擔,仍使用非自來水水源 於澆灌、沖廁或清潔洗滌等用途。由於一般學校並未將自來水及非自來水系統加 以完全區隔,這些學童可能接觸到之地下水或山泉水,其水質安全常因未作為飲 用水、廚房用水來源而受到忽略,因而成為遭致病微生物污染之校園用水,導致 水媒疾病疫情之途徑。 一、地下水 地下水來自雨、雪等降水所形成之地面逕流,通過土壤與岩層等層層空隙滲 入地下而成地下水層,由於水流經砂岩層進入地下水層的過程如同緩慢的過濾程 序,故完全未受外界污染之地下水其水質常較地表水為優。 早期自來水尚未普及時,許多家庭與學校鑿井抽取地下水為相當普遍的作 法。但隨著都市化的過程,人類活動及農業發展日趨頻繁,導致地下水受人為污 染之事件時有所聞。具代表性的桃園RCA 地下水污染事件即因工廠使用之含氯 有機溶劑污染地下水層,導致地下水污染,亦可能增加使用地下水民眾罹癌之風 險。此外,校園因化糞池洩漏而導致地下水遭致病性微生物污染、或使用含砷地 下水使得台灣早期西南沿海烏腳病盛行等,皆為飲用受污染地下水致病的例子。 二、山泉水 一般刻板印象認為山泉水口感甘甜、水質清澈,較無安全上之疑慮。事實上 山泉水因流經山區地表,為一開放性的系統,易遭受山區人類或動物活動所污 染,水中也可能含有肉眼無法辨識、來自動物排泄物的寄生蟲或微生物之污染, 加上農業區域之山泉水可能長期遭殘留農藥、肥料之污染故含有較高濃度的農藥 及硝酸鹽氮,使得微生物、氨氮及硝酸鹽氮為使用山泉水常出現之污染物。 三、簡易自來水 為使無自來水供應地區之民眾亦能有適當之用水供應,政府於某些偏遠無自 來水供應之地區輔導及協助社區興建簡易自來水設施。多數簡易自來水系統係由 地方政府之鄉鎮公所、村里辦公室或社區委員會自行管理,少數則委由自來水事 業單位代為操作,作為解決自來水無法配送供應地區的權宜之策。一般簡易自來 6 水之水源即為上述地下水或山泉水,經簡單沉澱、過濾或消毒處理後供水。簡易 自來水的問題在於法規無明確規定「簡易」淨水單元之定義,因此某些簡易供水 僅有抽水、貯存及配送設備,並無有效消毒單元;有些社區管理之消毒設備則因 無定期維修或擱置不用,衍生出其他水質安全問題。一般而言,簡易自來水需注 意之水質指標與其來源地下水、山泉水之主要水質參數相似,其系統至少應有適 當過濾、消毒處理以確保水質安全,社區簡易自來水若未裝設消毒設備者,應煮 沸後再行飲用。 下圖為某簡易自來水淨水廠,目前委由自來水事業單位管理。 (a)慢濾池(b)備用慢濾池及濾砂 (c)慢濾出水(d)地面上蓄水池 圖1.2 某簡易自來水廠淨水設備(原水→慢濾→出水,可配合自動加氯機操作) 7 第三節水中污染物的種類 水中的污染物可分為生物性污染、有機物污染、無機物污染及影響適飲性物 質等四大類。微生物包括細菌、病毒、原生動物等;有機物包括消毒副產物、揮 發性有機物、合成有機物、農藥等幾類污染物;無機物則包括重金屬、陰離子、 硬度、鹽類、氯鹽、溶解性固體物等。 一、生物性污染物 水中微生物通常以大腸桿菌群密度作為指標,由於其在水中廣泛存在且存活 性較一般病菌高,因此當水中檢測出大腸桿菌群時,即必須注意是否有其他致病 微生物之存在。總菌落數則代表水中存在並可檢出之全部細菌,由於所檢出之總 菌落數未必為致病性微生物,故一般僅作為消毒效率評估之指標,而不據以評斷 水質安全。 常見之致病性細菌包括退伍軍人菌、霍亂弧菌、沙門氏菌及痢疾桿菌等,尤 其痢疾桿菌曾多次在校園中引起群聚感染,將於第二章詳述。原生動物則以梨形 鞭毛蟲、隱孢子蟲為代表,其所導致之水媒病事件以1993 年美國威斯康辛州密 爾瓦基市之隱孢子蟲事件最為著名,共造成40 萬人感染,4,000 人住院以及100 人死亡,主要原因是水處理異常所導致。由於加氯消毒對隱孢子蟲去除效率不 佳,適當過濾程序為較有效之去除辦法。另外當水中某些藻類因優養化而大量滋 生時,藻類毒素的產生對飲用水水質安全所產生之威脅亦值得注意。 二、有機污染物 飲用水中常見之有機污染物包括消毒副產物、揮發性有機物、農藥等。主要 的消毒副產物為三鹵甲烷及鹵乙酸,為飲用水加氯消毒過程所產生之副產物;三 鹵甲烷指甲烷中三個氫原子被氯與溴等鹵素離子取代,鹵乙酸則是指醋酸中甲基 結構之氫原子被氯與溴等取代所形成。流行病學資料指出上述兩大類消毒副產物 中某些物質可能具有致癌性,某些物質可能有導致孕婦流產等生殖危害之風險。 揮發性有機物多來自工業排放或地下油槽洩漏導致之水質污染,如三氯乙烯、苯 等,長期暴露可能提高致癌風險。農業區亦應特別注意農藥噴灑所導致之水質安 全問題。 三、無機污染物 飲用水水質標準中重金屬項目目前管制對象包括砷、鉛、硒、鉻、鎘、鋇、 8 銻、鎳、汞等九種。台灣西南沿海及東北部部分沿海地區,地下水因地質關係砷 含量較高,被懷疑與烏腳病有關。部份老舊建築物之配水管線採用鉛管,可能增 加飲水中的鉛含量,對幼兒智力發展潛在影響很大。 氨氮與硝酸鹽氮為氮循環中的成員。當水體遭受人類或動物糞便污染時,將 有機氮及氨氮排入水體,水中微生物會將氨氮轉化為亞硝酸鹽氮;當水中溶氧充 足時,生物作用可很快地再將亞硝酸鹽氮轉化為硝酸鹽氮: NH4 + → NO2 - → NO3 - 由於硝酸鹽氮是氮循環之產物,因此可表示水體曾遭受污染的程度,而氨氮則為 水體是否遭受家庭污水污染之指標。嬰幼兒飲用硝酸鹽氮含量過高之飲水,會導 致藍嬰症,且亞硝酸鹽與胺類形成亞硝胺亦為潛在致癌物質,因此硝酸鹽氮於我 國飲用水管理條例中被列為可能影響健康之物質。一般水中氮來源包括兩個途 徑:畜牧或人為廢水中之有機氮及肥料中之氮肥。水體環境中氮的循環為一複雜 且重要之環境化學課題,於一般環境化學書籍中多有詳細之說明可供參考。 水中硬度主要由鈣、鎂等二價陽離子組成,台灣南部地區因地質因素之影 響,造成水中硬度偏高。根據世界衛生組織(World Health Organization,WHO) 的研究指出,長期飲用高硬度的水並不會造成健康上的危害,只是硬度較高時在 燒開水過程中因鈣離子產生鍋垢,且硬水口感較差,因此屬於影響適飲性的物 質。然而必須注意的是,在煮沸過程中形成結垢時,水中硬度已被去除。因此硬 度較高之水體可以煮沸方式去除硬度,但須定期使用結垢清洗劑進行鍋爐或水壺 結垢之清洗,以去除結垢,避免鍋爐運作發生危害。 表1.1 為使用不同水源做為飲水來源時需注意之水質項目。台灣地區自來水 因地形地質因素,常有濁度偏高之情形;而配水系統餘氯不足、或水中消毒副產 物濃度偏高等問題亦值得關切。依據以往飲用水水質檢測結果,台灣中部山區及 鄰近山地地區之農業區因施肥之影響,地下水中常含有較高濃度之硝酸鹽。由於 水中硝酸鹽無法透過過濾、煮沸等程序去除,對於使用非自來水之學校,必須特 別注意水中是否含有過高之硝酸鹽。 9 表1.1 使用不同水源需注意之水質問題 水源水質問題健康效應改善方法 餘氯不足缺乏餘氯去除水中可能存在 之病原體 加氯或 煮開後再行飲用 濁度偏高影響適飲性,不影響健康加裝過濾裝置 自來水 三鹵甲烷長期暴露可能提高致癌風險 或導致生殖危害 本身為揮發性,水 煮沸後掀開鍋蓋 再煮三分鐘 砷懷疑與烏腳病有關停止飲用或 使用逆滲透處理 硝酸鹽氮在人體內可能轉為亞硝酸鹽 氮,導致藍嬰症 以陰離子交換樹 脂去除或使用逆 滲透處理 地下水 大腸桿菌群水中可能有其他致病微生物 之存在 加氯消毒或 煮沸後再行飲用 原生動物、微生物可能傳播疾病加裝1 μm 濾心之 過濾設備或 煮沸後再行飲用 大腸桿菌群水中可能有其他致病微生物 之存在 加氯消毒或 煮沸後再行飲用 山泉水 硝酸鹽氮在人體內可能轉為亞硝酸鹽 氮,導致藍嬰症 以陰離子交換樹 脂去除或使用逆 滲透 10 第二章校園水媒疫情個案介紹 過去十餘年台灣地區曾爆發數起發生於校園及其他公眾設施之水媒病疫情 案例,疫情之發生多與使用受糞便污染之地下水有關。以往校園水媒病疫情經驗 顯示即使地下水未供直接飲用,也可能在間接情形下導致學童接觸到病原而引發 水媒病疫情。本章提供台灣地區發生之水媒病疫情資訊供參考,詳細疫情調查報 告可由衛生署疾病管制局網頁查詢。 一、民國82年台中市某小學痢疾事件 民國82 年9 月台中市某小學兩位學生因腹瀉至醫院求診,糞便檢體經由預 防醫學研究所中部檢驗站證實為志賀氏桿菌感染,過幾天後另有該校四名學生經 中國醫藥學院附設醫院證實為痢疾阿米巴感染。 該校學生來源分布於全台中市及臨近縣市,全校師生員工共約1800 人。該 校使用兩種不同之水源(地下水及自來水),飲水使用自來水,洗滌用水則使用 地下水。且老師與學生之飲水為兩種不同之供應系統,學生飲用學校飲水機的 水,老師則飲用開飲機的水。 經相關研究調查結果,由環保局對學校飲水機出水的檢驗結果顯示生菌數超 過正常值30 倍(每毫升水樣生菌數達數千個),其他各項檢體檢驗,包括地下水、 自來水及廚房等針對志賀氏桿菌檢驗則皆為陰性,此次事件分析結果顯示飲用學 校飲水機的水可能為一危險因子。 經投入紅色染料觀察地下水滲漏情形,顯示地下水可能遭受化糞池污水污 染。再由此小學及另一對照國小自來水用水度數比較,該小學與其他國小學生人 數及用水度數呈現一樣的比例,而對照之國小學生乃混合飲用地下水及自來水, 由此可知此小學亦可能混合飲用地下水及自來水。之後詢問與調查發現同學家屬 在此次流行感染中亦有多人發病,因此人與人接觸傳染亦可能佔一重要因子。 二、民國84 年桃園縣某國小痢疾事件 民國84 年間省立桃園醫院通報一名桃園縣某國小學生,因高燒、拉肚子等 症狀至該院住院治療,經診斷確定為桿菌性痢疾確定病例。於是由檢疫總所會同 桃園縣衛生局通知學校,對該班學生及其家屬接觸者作採檢送驗,並對該生家中 及學校環境(如洗手台、飲水機、廁所、自來水及地下水等)採樣進行檢驗,之 11 後省立桃園醫院又發現第二名確定病患,且亦為該國小學童。經檢疫總所與衛生 局人員調查發現該校因嘔吐、發燒、腹瀉等症狀就醫者多達186 位學童,且經 檢驗證實同為志賀氏桿菌D 群感染。故針對該校地下水使用管線、水井到化糞 池、廁所之距離、及水塔等逐一了解,並採集環境檢體包括廁所污水、水溝水、 自來水、砧板擦拭液、廚房洗滌槽擦拭液、廚房地面水、飲水機飲用水及三口井 水之地下水檢驗,檢驗項目包括大腸桿菌群(coliform)、大腸桿菌(Eschericia coli) 及志賀氏桿菌(Shigella),並調查該校地下水是否受化糞池污染。 該校使用之水源為自來水及地下井水。井水供廁所、洗手台及廚房用水,自 來水部份供廚房烹調使用,部份經煮沸後儲於水塔再經飲水機供學生飲用。地下 水乃經由馬達抽水打至樓頂水塔儲存後使用,水塔間若有儲水不足狀況時,經由 其間相通管線互相補注。經檢驗後發現其中一水井之宋納志賀氏菌(S. sonnei, 志賀氏桿菌之一亞群)檢驗結果為陽性;調查該校的用水情況發現,廚房雖然有 自來水及地下水,但一般營養午餐食品及餐具洗滌是兩者混用。教室前的洗手台 都用地下水。老師和學生皆飲用煮沸後抽入水塔之飲用水。 經過統計各危險因子發現在飲水方面,飲用洗手台及飲水機的水、用洗手台 水刷牙漱口、上完廁所洗手皆與感染桿菌性痢疾發病與否有統計上顯著意義,但 食用學校營養午餐則與發病與否呈現顯著負相關,故該校的污染來源應為洗手台 的供水所致,而非廚房洗滌時造成之污染。 三、民國84 年5 月台北縣某工專A 型肝炎爆發事件 民國84 年3 月中旬,台北縣某工專出現首位A 型肝炎病例,至4 月底病例 數有增多趨勢。該校學生日夜間部共六千人,低年級多住校,高年級則通學或於 學校附近租屋。學校有一餐廳供應三餐,烹調用水為自來水,洗滌則用地下水。 於學校用餐者多為低年級學生,高年級學生多在校外飲食攤用餐。經疾病管制局 專員實地訪查後,發現所有發病個案皆為高年級學生,並未有低年級病例。發病 學生於此段時間並未出國、赴山區旅遊、或參加喜宴等大型活動,故初步懷疑為 社區共同感染源,故進行流行病學調查。 調查方式除進行血清檢驗外,採用病例對照研究法,針對該校學生以問卷調 查飲用水狀況、校外飲食暴露狀況等流行病學資料。同時進行環境水質採樣,針 對該校病例數較多之學生宿舍及飲食店檢驗生菌數、大腸桿菌數、大腸桿菌。為 調查地下水是否受糞便污染,選擇學校附近民宅A 型肝炎病例較多之地點,投 12 入紅色色素連續4 天分析環境檢體中是否出現紅色螢光。 環境檢體調查結果發現,校外宿舍地下水中大腸桿菌群數及大腸桿菌皆超過 水質標準,且自來水餘氯量為未檢出。當地直到該年開學前才裝設自來水管線, 但除飲水機使用自來水外,其餘盥洗仍然使用地下水。同時發現當地社區化糞池 局離地下水僅3 公尺之遙,遠低於規範之15 公尺,且廁所中排泄物經化糞池後, 很快由屋側排水溝排到四周空地並滲到地下。而病例較多的某棟學生宿舍呈現環 境檢體呈現紅色,且有病例聚集現象,表示受到化糞池污染。綜合流行病學調查 結果發現,此次A 型肝炎爆發與多家飲食店暴露、飲水、人與人接觸相關,三 個致病因子缺一不可,飲食攤可能為此次爆發流行之起因,使用遭糞便污染之地 下水不當烹調、清洗食物而引發感染,其他未經飲食攤暴露的發病者則飲用受污 染之地下水、或與病患接觸而染病,造成此次A 型肝炎之流行。 四、民國86年間新竹縣某國小痢疾事件 民國86 年間新竹縣某國小發生群聚性痢疾感染事件,共約有四十多名學生 感染,經檢測後發現該校有兩百多人符合痢疾病例,故除了對學生及相關接觸者 進行糞便檢體外,也採取環境水檢體針對志賀氏桿菌進行調查並以血清學方法分 型,確定其為D 群痢疾桿菌。該校使用水源分地下水及自來水兩種,地下水均 由淺水井抽出。分別抽水至其樓頂水塔供教室前走廊上之洗手台、廁所、校園, 作為洗手、沖洗廁所及澆花使用,另一水井則供消防及沖洗廁所使用。自來水主 要供應飲用水及廚房煮食營養午餐用,另有管線通至教室前走廊洗手台,與地下 水混用,當自來水缺乏時則使用地下水。 分析危險因子發現用洗手台的水刷牙或漱口的頻率與發病情形之相對危險 性呈劑量效應,與環境檢測之結果相符合;由使用地下水之洗手台檢出陽性,其 餘均未檢出。故由以上結果可推論,此次該國小桿菌痢疾爆發事件主要是經由被 污染的地下水而傳播,因為凡是飲用地下水或用洗手台的水刷牙或漱口均有較高 的相對危險性,亦從水龍頭流出的地下水中檢出D 群痢疾桿菌。 五、民國87 年桃園某殘障教養院痢疾流行 民國87 年9 月桃園某殘障教養院有4 名院生發生發燒、嘔吐、拉肚子等現 象,隔日該院保健中心護士帶5 名個案至當地衛生所就診,之後又陸續有新病例 發生。病患之主要症狀為高燒、腹瀉和嘔吐,衛生局接獲通報後,懷疑是痢疾爆 13 發流行。馬上對居住於該院新大樓的部份院生共26 人進行採檢,衛生署檢疫總 所並前往該教養院進行實地調查,瞭解疾病之傳染途徑及相關危險因子。採集該 教養院之環境檢體(包括污水出水口、馬桶、教室桌子、廁所地面、舊棟洗手台、 飲水機手把、及飲水機用水)進行檢驗。由於懷疑該教養院仍持續使用地下水, 故於9 月25 日再採集新舊大樓共4 個水塔之用水進行檢驗。 環境調查方面,該院使用自來水及地下水,地下水含一深水井及一淺水井。 深水井只供養魚使用;淺水井則位於餐廳廚房與廁所交界處,離廁所不到2公尺; 之前該院並曾發生痢疾事件,投紅色染料測試糞坑與淺水井有無滲漏,經檢測淺 水井井水被染紅,之後該水井已加蓋上鎖並只供消防使用。但痢疾感染事件再度 爆發時,經相關單位實地勘查結果,發現該院舊大樓水塔自來水水源水量少,無 法供應全日使用量,故常斷水,院方則另外接管線由井水取水,顯示可能持續在 使用地下水,並經由檢測洗手台出水的的餘氯為未檢出,可推斷洗手台水受地下 水污染。 六、民國96 年11 月台中市某國小痢疾群聚感染 民國96 年11 月台中市某國小發生群聚性痢疾桿菌感染事件。最早發病的 國小學童於該月初返回南投探親,疑於當地染病,返回台中數日後發病,經醫院 通報衛生局而確定為桿菌性痢疾感染。發病期間,經由學童間接觸將疫情擴散, 確定病例達十餘起,且聚集在兩個班級,故此時仍屬接觸傳染。後因患者日益增 加,帶菌排泄物經化糞池滲漏至地下水,始爆發大規模之感染,感染人數達300 多人,確定病例60 多起。 經疾病管制局初步調查發現,該國小為百年老校,雖廚房及教室洗手台使用 自來水源,但校內廁所及其洗手台仍然抽取地下水使用,且地下水未經加氯消毒 等設備處理。檢驗人員於該校數座化糞池投入紅色試劑,發現其中一座化糞池紅 色試劑可由地下水的水龍頭測出,因此顯示化糞池有滲漏進地下水的現象。故初 步研判群聚傳染途徑可能為化糞池管線老舊破損,使得病患之帶菌排泄物滲漏至 地下水井,學生上廁所洗手使用到被污染之地下水而受感染。 以往校園水媒病疫情經驗顯示即使地下水未供直接飲用,也可能在間接接觸 下導致學童接觸到病原而導致疫情。依據歷次校園水媒病疫情之流行病學調查結 果,台灣地區校園水媒病疫情之發生多與校園用水受污染有關,主要媒介則為地 14 下水中之痢疾桿菌(以志賀氏桿菌為主)。包括志賀氏桿菌在內的痢疾桿菌所導 致的群聚感染疫情爆發與人口過度密集、擁擠、簡陋的衛生設備以及微生物本身 之高度感染力,具有密不可分的關係,也因此人與人之間的接觸傳染亦為一個重 要的傳染途徑;而衛生設備不健全甚或供水不足及使用受污染的地下水,更使經 不潔淨之水傳染成為群聚爆發之主要原因。由以往之水媒病疫情經驗,經水傳染 並不只有飲用受污染的地下水才會導致。在受污染的娛樂區湖泊進行游泳、風帆 或風浪板等水上活動,或單純用地下水洗手或漱口,也可能受感染。 即使學校使用之水源以自來水為主,地下水井為輔助水源,亦可能因地下水 受糞便污染而導致疫情。依以往之校園水媒病疫情調查結果,一般地下水常供廁 所、洗手台及廚房清潔用水使用,即使以自來水供廚房烹調,仍可能因混用地下 水而導致水媒病之發生。特別在水池水塔容量過大、遭受污染、或因長期閒置以 致自來水餘氯不足時,更容易發生水媒病疫情。此外,部分自來水及地下水混用 之學校,常將地下水以馬達抽水至樓頂水塔儲存後使用,水塔間若有儲水不足狀 況時,經由水塔間相通管線互相補注自來水或地下水,亦容易衍生水質安全問 題。因此,各級學校使用地下水為輔助水源時,必須確實將自來水及地下水系統 加以區隔,避免學生有接觸地下水之機會。 15 第三章校園常見供水設備與其維護 由自來水的角度,現今飲用水管理條例所規範之飲用水水質主要對象為經 自來水淨水處理後之清水水質;然而此種清水水質在配水系統及用戶端極易受到 污染,主要污染位置包括配水系統管線及用戶端之水池、蓄水塔及其他用水設 備。因此在考慮供民眾飲用水質之安全性時,必須考慮輸配水系統之健全及用戶 端各種用水設備之安全性。配水系統是原水經水廠處理後與消費者之間的配水管 道,但為了維持各種不同用途的供水需要,在給水系統中常存在大型的輸水管線 及儲水設施,用戶端亦須使用水塔來維持足夠的用水量,使得飲用水在供水管線 中滯留時間過長,造成水質安全度下降。因配水系統不完善而衍生的水質污染是 造成水媒疾病疫情的主要因素之一。 基本上可將自來水用戶端供水方式區分為兩種: 一、直接供水 利用配水管本身提供之水壓,用戶不需使用水池、水塔,將水直接供應到用 戶各用水設備之方式。此時配水管線必須能經常保持足夠之水壓,可避免用戶另 行加壓並保持水質不受污染,為符合水質安全最佳之給水方式。部分情況下直接 給水方式中亦有將水直送屋頂水塔後藉重力供水至各衛生設備。一般時候系統之 配水水壓可直接將自來水送到部份樓層屋頂水塔蓄水供用戶使用,可避免尖峰用 水時水壓不足而無法供水之現象,並具備有儲存適當水量供緊急使用之功能。此 外,亦有採直接加壓方式,使用加壓抽水機將進入建築物受水管(受水池)之水 直接加壓供水至各用水設備。無論直接供水或間接式之直接供水,經處理之自來 水均於密閉系統內輸送及儲存,並未與外界有任何接觸,因此水質安全較有保障。 二、間接供水 台灣地區以往自來水供水水壓保持在1 kg/cm2(鄉下)或1.5 kg/cm2(都市) 之設備標準,對於高層建築、山坡地區水壓不足或短時間大量用水需要者,直接 供水之水壓及水量經常不敷使用,必須由用戶端設置蓄水池、水塔等間接給水設 備維持正常供水。自來水進入用戶端蓄水池後,以抽水機抽送至屋頂水塔儲存, 再藉重力供水至各用水設備,可避免配水系統水壓不足影響供水,以及避免臨時 性大量用水導致鄰近區域水壓降低之情形發生。台灣地區一般中高層建築均採此 種供水方式。 16 一般建築物所使用的用水設備應能滿足一般自來水供水的三個基本條件,方 能滿足供水需求: 1.用水設備所使用的材質不影響原本合於飲水用途的水質, 2.能提供整體建築各區域適當的供水壓力, 3.能提供充足的水量。 一般集合住宅建築物中的給水設備主要包括由輸水管線進入建築物的儲存 設備、建築物內輸送至用戶端所需之設備、以及用戶端的取水設備。校園用水設 備亦涵蓋於此範圍。 第一節校園供水設備 供水設備可分為貯水設備、輸水設備及其他相關設備三部份來討論。貯水設 備主要為蓄水池或水塔,包括附設之進水管、出水管、排水管、通氣管、溢流管、 人孔、扶梯、水位控制設備、導流牆等;輸水設備即為校園內用於輸送校園用水 之配水管線;其他相關設備則包括冷熱水栓、水槽、洗手台及衛生設備等。 一、貯水設備 1. 蓄水池或水塔:一般建築物將設置於室外地面、室內或地下室用以承接來自 配水系統之自來水者稱為蓄水池,設置於屋頂或獨立高架建於屋外作為蓄水 設備者稱為水塔。水池及水塔等蓄水設備設置型式有下列幾種。  室外地面蓄水池:獨立建於室外地表上,較能隔離污染源。  室外地下蓄水池:於地面向地下挖掘水池室,半露出地面或略低於地面。在 水池週界有裂縫或設備有破損時容易受到外界污染。  室內地面蓄水池:建於地下室、室內樓板上或樓梯間下方。水池週邊六面應 留有適當空間以提供檢查人員進行維修,同時應有適當的避免負壓進水設施 (經由地面接水槽、持壓閥或水池前管線最高處設有進排氣閥)及排水設施 以避免污水滲入。  屋頂水塔:建於屋頂或樓梯間上方的空間,除應避免消防用水逆流及異物入 侵,尚需考慮結構之強度,人孔蓋亦須考慮屋頂強風影響予以加強。  高架水塔:除結構及人孔蓋宜考量強風影響,予以加強外,設計檢修用之安 全梯及圍籬亦須列入考量。 17 環保署安全飲用水手冊中對於水池水塔之設置提供下列規格供自來水用戶 參考使用,以提升其水質安全性。說明如下:(圖3.1)  水池、水塔頂端與建築物頂板間隔(A)應在45 公分以上。  通氣管彎口與水塔頂端距離(B)應在20 公分以上。  通氣管有效斷面積(C)須大於進水管之一半。  人孔直徑(D)大於60 公分,周圍突起D’應有10 公分以上。  蓄水池、水塔底部與底板間隔(E)應在45 公分以上。  進水管口與滿水位之間隙(F)及與側壁之間隙(F’)須大於進水管徑,且不得小 於5 公分。  溢流管口與承口間隔(G)須大於2 倍管徑。  排水管口與承口間隔(H)須大於2 倍管徑。  地下式與半地下式蓄水池,與其他水槽之距離(I)須在5 公尺以上。  蓄水池、水塔四面牆與建築物牆壁間隔(J)應在45 公分以上。  蓄水池池頂坡度宜大於1/100,池底坡度宜大於1/50 以利於排泥;若為水 塔則池底坡度可為1/100。  人孔蓋應採密閉且質地堅硬不易銹蝕者,並應上鎖。 現階段我國自來水設備管理法規中對於用戶端蓄水設備之規範,主要由自來 水法、自來水用戶用水設備標準及建築技術規則加以規定。對於蓄水設備之容量 大小,自來水用戶用水設備標準第六條即規定蓄水池容量應為設計用水量十分之 二以上;其與水塔容量合計應為設計用水量十分之四以上至二日用水量以下。其 他相關規定可參閱自來水用戶用水設備標準及建築技術規則。關於蓄水設備之詳 細規格,可參考建築技術規則及自來水用戶用水設備標準之相關規定(參閱附錄 三)。 2. 進水管:輸送馬達抽取之自來水或原水進入水池水塔,自水池頂部穿過池頂 直接向下,或距池頂20 公分處之側壁部位伸進池內。進水口與出水口應為對 角線配置,以免造成死水。 3. 出水管:水池水塔連接室內管線之配管,位置須距水池底部5~15 公分之距 18 離,不可過低以免水池內部沉積物流入管內影響水質。 4. 排水管:為水池清洗時排放廢水之管線,置於水池最底部能自行排放為原則, 排水管末端出口需設防蟲網。 5. 通氣管:目的為使貯水設備與室外氣壓保持平衡,以利水池內空氣流通。管 口應設置活動式防蟲網,可拆卸清洗並定期檢查有無破損等昆蟲進入之跡象。 6. 溢流管:目的為防止水量水位過高,當水位超過最高容量時可自溢流管排出。 管口亦須加裝防蟲網,且應與排水設備保持15 公分以上間隔,以防止逆流造 成二次污染。 7. 人孔:目的為檢修人員維修之出入口,應設置於易檢修且安全之位置,外部 以密封式並加鎖之人孔蓋覆蓋,以避免雨水或周圍污染進入水池,50 噸以上 之大型水池應有兩處以上人孔。 8. 扶梯:水池水塔高度距地面1.7 公尺以上時,應於較安全之一側設置外扶梯。 池內淨深1.5 公尺以上時,需於人孔附近設置內扶梯以利作業,且材質應選 擇耐腐蝕之不銹鋼。 9. 水位控制設備:用於水池之水位控制,包含浮球閥及水位控制器等,應設於 人孔附近以利檢修。 10.導流牆:目的為避免水滯留造成死水,50 噸以上的大型水池應設置導流牆。 19 圖3.1 蓄水池構造圖(資料來源:行政院環保署) 20 二、輸水設備 目前國內建築物之配水管線材質有不銹鋼、銅管等金屬材質,亦有聚丙烯 (PP)、聚乙烯(PE)等非金屬管材,或以PP、PE 作為內襯之金屬管線,為 了使水質不受污染影響,配水管材需具備高硬度及良好的抗腐蝕性。表3.1 為常 見的配水管材之特性比較。 1. 不銹鋼管:不銹鋼管為較理想之配水管材,然而若在鹼性或酸性的環境下, 不銹鋼管也可能產生銹蝕。另外不銹鋼管硬度極高,因此地震時對不銹鋼管 之損害可能較大。 2. 銅管:具極佳的輸水品質及使用壽命,銅氧化產生的銅綠雖有毒性,但此氧 化層可阻絕氧繼續氧化。銅管具有可塑性受地震產生之影響較小。 3. 聚乙烯(PE)管:廣泛地於歐美國家使用,具有優異之抗化學性及較長的使 用壽命,高密度聚乙烯(HDPE)管線常添加3%之碳黑,可增加抗紫外線之 能力進而提高管線的壽命。聚乙烯為易燃物質、不耐高溫,可能接觸到汽油、 油漆類的地方需特別注意。 4. 聚丙烯(PP)管:為所有聚烯類當中比重最小者,亦為所有聚烯類中抗化學 性最佳者。 5. 聚丁烯(PB)管:亦有極長的壽命及抗化學性的特性,輸水品質亦佳。 6. 聚氯乙烯(PVC)管:具有易接合及質輕之優點,然而有易老化脆裂之缺點。 十幾年前製造的聚氯乙烯單體(vinyl chloride monomer, VCM)被證實會影 響人體健康,且必須添加錫、鉛、鋇、鎘等重金屬添加劑,若微量滲出於飲 水中將影響人體健康,近來聚氯乙烯之添加劑有局部改良,但老舊PVC 管線 仍需注意。 7. 鍍鋅鐵管:俗稱的白鐵管,自民國60 年後之配水管線大多使用白鐵管,但其 易老化銹蝕且維修困難。 8. 鉛管:日據時代所使用之內線管材多為鉛管,若管線銹蝕使得鉛溶出而進入 飲水中,將導致重金屬污染。鉛管自民國68 年起即停用,若校園仍使用鉛管 供水者應儘速加以更換。在更換前盡量不要飲用熱水管線的水,因為熱水管 線比冷水更容易溶出鉛,故一般洗手台水龍頭中的水亦應流至原水溫度後再 行飲用。 21 表3.1 各配水管材性能之比較 材質 特性 不銹鋼管銅管聚乙烯 (PE)管 聚丙烯 (PP)管 聚丁烯 (PB)管 聚氯乙烯 (PVC)管 鍍鋅鐵管鉛管 壽命(年) 30~60 >60 長長長5~8 10~15 10 內部特性光滑硬度軟、 不耐撞擊 光滑光滑光滑光滑表面不光 滑 光滑、易 撞凹 耐化學性良不耐酸耐酸鹼耐酸鹼耐酸鹼耐強酸差不耐酸鹼 保溫差差佳佳佳中等差差 耐熱性(℃) -40~200 -40~200 -60~60 -60~60 -60~80 -40~60 -40~200 -40~75 耐震性差中等上等上等上等中等中等中等 維護不易不易容易容易容易容易差不易 添加劑無無碳黑或 石墨 碳黑或 石墨 碳黑或 石墨 錫、鉛、 鋇、鎘 無無 毒性無。適用 於飲水管 無。適用 於飲水管 無。適 用於飲 水管 無。適用 於飲水 管 無。適用 於飲水 管 有,不適 用飲水管 易腐蝕, 不適用飲 水管 有,不適 用飲水管 (資料來源:鄭政利,住宅中建築設備對給水水質之影響,1998。) 三、其他相關設備 供水系統末端之附屬使用設備,此部份與用戶直接接觸,故仍需注意設備本 身之清潔與周遭整潔。 1. 廚房給水器具:冷熱水栓、洗滌水槽、烹調器具等。 2. 浴廁衛生器具:各式水栓、馬桶、小便斗、蓮蓬頭等。 22 第二節校園用水二次污染預防 一、自來水與其他水源混用 有些學校雖已接用自來水,仍會為了節省水費而鑿井抽取地下水或引山泉水 使用。一旦地下水因化糞池不完整或有破損而發生滲漏,或山泉水受人類或動物 糞便污染時,污染源很容易經由地下水或地表水源進入校園供水設備,導致如第 二章所述之水媒病疫情。除地下水外,山泉水亦可能被上游農藥或畜牧廢水污染 而造成疾病傳染。 民國96 年2 月13 日修正之自來水用戶用水設備標準對於各項用水設備加 以規範,該法規對於各項用水設備之設置、器材、施工及使用均加以規定。如該 標準第十八條即明確規定「自來水與非自來水系統應完全分開」。依此項規定, 各級學校如同時使用自來水及非自來水時,必須設置兩套獨立之用水系統,兩套 管線系統彼此間不得相通,以避免錯接污染。 學校若基於經費考量無法全面使用自來水,應限制非自來水部份只能用作沖 洗廁所、澆花灌溉等,不得用於可能接觸學童之部份。若必須用於洗手則應確實 標示「地下水」或「非自來水,嚴禁漱口飲用」等標示,並配合提供具消毒力之 肥皂同時使用,避免學生順手以非自來水漱口、刷牙等。另外,非自來水管線應 與自來水確實分開,一旦有污染之虞也較容易找到污染源,進行改善。 二、馬達直接由自來水給水管抽水 部分自來水用戶為增加水壓,會使用抽水馬達直接由自來水配水管網之給水 管中直接抽取自來水使用(或將其輸送至屋頂水塔後使用),而非經由蓄水池抽取 自來水。由於抽水馬達在短時間內由給水管線直接抽取大量用水,於尖峰用水期 間或水壓偏低時將使水管內形成負壓,亦即壓力小於周邊,若此時管線有裂縫, 則隙縫附近之污染物會因壓力關係被吸入水管中,因而污染自來水之水質。自來 水用戶用水設備標準第十四條即明確規定「用戶裝設之抽水機,不得由受水管直 接抽水」。 改善的方法建議如下: 1. 將進水管線安裝為倒U 型並於最高處加裝進排氣閥,可有效避免負壓進水所 導致之水質污染。以生飲管線為例,若於恆壓筒加壓馬達前之管線最高處增 設負壓吸氣閥,加壓馬達後增設排氣閥,則飲水安全更有保障。 23 2. 管線與馬達間設置蓄水池以承受來自配水管網之自來水,再以馬達自蓄水池 取水至屋頂水塔,且蓄水池的容量與水塔容量應依照建築技術規則及自來水 用戶用水設備標準之規定設計,以間接加壓的方式供水就不會造成管線負壓。 三、自來水與消防用水錯接 近年來因消防法要求大樓每年須做消防測試,消防水與自來水錯接之情況偶 有發生,主要係因隔離消防用水與自來水系統之逆止閥故障,消防用水倒流入自 來水系統而造成污染。由於難以測試逆止閥功能是否完好,建議於逆止閥上端介 於手動閥與逆止閥之間,設置一個排水栓,平時可藉此排除兩閥間的滯留水,同 時亦可檢查逆止閥是否漏水,當發生逆止閥漏水時則進行維修或更新。如此一 來,可簡單避免消防用水錯接流入自來水管線之污染。 圖3.2 消防管線附屬設備(資料來源:臺北自來水事業處) 四、自來水停水後恢復供水後,立即作為飲用水來源使用 自來水停水期間,配水管線內容易因無水而導致負壓,當管線有裂縫時外圍 污染物容易因虹吸作用而滲入管線,導致自來水污染。故遇夏季乾旱或風災導致 增設逆止閥測試孔 手動閥 消防管逆止閥 24 長期停水,在恢復供水後仍先使用儲備水煮沸飲用,等待自來水供水穩定後(需 時1~2 天),再使用管線水作為飲用水源。如必須立即使用來自管線之水源,應 先檢視水質狀況是否良好(濁度是否偏高)並經充分煮沸再供飲用。若有濁度偏 高之現象,可使用孔隙1 μm之濾心進行過濾後再作為飲用水之水源。 五、採用地面下蓄水池 舊式建築物常將蓄水池設置於地下室基礎層或室外地下空間,如此一來蓄水 池易與化糞池或消防水池為鄰,加上舊建築法規未嚴格規定池頂、池底、池壁等 須與其他結構物分離,當蓄水池老舊龜裂則容易使污水直接滲入蓄水池,造成水 質污染。此外,地面下水池清洗不易、內部檢查不便、龜裂修補效果不佳,加上 無法設置溢流管、通氣管及排水管等附屬設備,故使用地面下蓄水池之校園,建 議改為地面上蓄水池,以維護水質安全。 六、蓄水池、水塔容量太大 一般學校為避免供水不足之狀況發生,常於教學建築建設時將蓄水池、水塔 容量設計過大,或因學生人數減少以致於每日用水量低於原設計人數,容易因蓄 水設備容量過大而造成水長期滯留於蓄水池內,導致水池、水塔內餘氯量不足而 滋生細菌污染水體,進而影響校園供水水質之安全。 為確保水質安全,現有用水設備相關法規即規定蓄水池、水塔之容量以一日 用水量之0.4 倍、但不超過兩日用水量為設計原則。學校適逢連續假日(2 天以 上)或寒暑假時,應調低水位自動控制器或調整進水閥,以降低蓄水池、水塔容 量,保障水質之新鮮度(維持適當餘氯)。飲用水若儲放超過兩天以上,水中餘 氯可能不足,不適合直接飲用,可將其用於清潔用途,以增加換水率,提升水中 餘氯濃度。 七、配水管線老舊或使用不當 給水管的材質建議採用符合CNS 規範之自來水用不銹鋼管或銅管(以不銹 鋼為佳),其次為PVC(聚氯乙烯)或PE(聚乙烯)內櫬之鋼管,最後選擇才 是符合CNS 規範之自來水用塑膠管(包括PVC 管及PE 管),但塑膠管不宜用 作熱水管。 老舊建築物所使用的給水管線可能為白鐵(鍍鋅鐵)管或鉛管,經年累月 25 使用後因管線腐蝕而生銹,容易發生鐵銹或鉛等重金屬溶出進入飲水中,長期飲 用可能導致慢性重金屬中毒。若校園管線為鉛管,最好能更換管線材質;若經費 不足無法更換,用水前應等待水龍頭的水流至原水水溫,再多流出15 秒,使給 水管中的滯留水完全排除,因為水滯留於管線越久則金屬溶出之機率越高。此 外,熱水管線的水比冷水管線更易溶出金屬,不宜作為飲用水。 八、水龍頭接水時,橡皮管浸在水桶中造成倒流 校園中灌溉或清潔時,習慣於水龍頭加裝橡皮管以方便接水,但若將橡皮管 直接浸泡於水桶等污水中,污水易藉由虹吸作用倒流進入給水管線而污染自來 水。因此使用橡皮管時應採跌水方式,勿將橡皮管浸在污水中。 九、蓄水池、水塔未定期維護、清洗 蓄水池、水塔之清洗為校園用水設備相當重要的維護工作,至少每半年須清 洗一次,水質情況較差時可縮短清洗間隔。水池水塔之清洗可配合學期時間,於 開學前1-2 週進行清洗工作,即可有效維持蓄水池及水塔之清潔。水池水塔之清 洗週期必須考慮學校所使用水源之水質狀況及氣候狀況,在水質不良或氣溫較高 之地區,應考慮適度增加清洗之頻率。蓄水池、水塔之清洗應遵循一系列標準程 序,清洗方式簡述如下: 1. 清洗前數日先關閉進水使水池水塔中之貯水於清洗前用至最低水量,減少浪 費。 2. 清洗前打開排水管之制水閥或用抽水機迅速抽去水池水塔中殘留之積水。 3. 用高壓清洗機依出入口周圍、管線、頂板、壁面、底部順序洗淨。 4. 徹底洗淨後,以含氯量50~100 ppm 之高濃度氯溶液進行噴霧消毒後,再徹 底沖洗。 5. 最後採取水樣進行檢驗,須符合飲用水水質標準才算完成。 上述清洗工作校方不易自行施行時,可委託合格之專業清洗業者辦理,避免 自行委託未經認證之水電業者進行清洗,以保障清洗作業之品質。該區合格之清 洗業者名單可向台灣自來水公司或臺北自來水事業處電話查詢,或上網查詢: 台灣自來水公司http://www.water.gov.tw 臺北自來水事業處http://www.twd.gov.tw 26 第三節校園用水設備之維護及管理 為避免校園用水安全遭受來自蓄水設備及其他用水設備外部的污染,配合適 切的用水設備管理方式以便能確保校園用水安全是重要的事情。由於容量過大的 儲水槽內的餘氯消耗較為迅速,容易造成細菌的繁殖,而容易被光線直接照射的 水槽也容易因為較高的水溫及光源而促使藻類的生長,因此也須注意非因外來污 染所導致的水質污染。 由於校園用水設備之管理者並非都具有水質安全相關的知識,所以有關於用 水設備維護管理的規定,必須是以一般大眾可以接受的最低限度要求為基準來加 以訂定,以增加實務可行性。為了達成校園用水管理之目標,有必要提升一般校 園用水設備管理人員的專業技能及關於用水設備衛生檢查技術,以培養並累積有 關管理方面的知識。 為確保校園用水安全,校園用水安全衛生管理的基準是時時確保所供應水的 安全衛生,其主要內容應包括下述各點: 1. 蓄水池及水塔的清洗頻率為一年1 至2 次(視水質及區域而定),且應定期的 實施。 2. 校園相關供水設施的定期衛生檢查,也是防止水質污染所需採取的必要措 施。檢查項目應包括設備的外觀檢查、用水設備功能檢查、水質檢查及文件 檢查等項目。這些檢查可用以評估校園用水的維護及管理狀態,並評估是否 對供水水質產生不良影響,可藉由檢查結果予以正確的管理。 3. 管理人員須定期/隨時注意給水栓出水的顏色、混濁度、有無異臭味等現象, 如有異常狀況發生時,須實施較完整之水質檢查(除餘氯檢測外,必要時包 括由專業檢驗單位進行水質檢測),以確認水質安全性。 4. 如水質檢測結果顯示所供應之水有危害人體健康之虞時,須立即停止水的供 應,並採取必要的因應措施。 另外,為確保管理的正確性,校園用水設備管理人員須記錄各項管理狀況, 包括定期衛生檢查情形及水質檢驗之結果,並保留各項記錄本以備檢查。 27 第四章校園常用淨水設備單元介紹 本章介紹過濾、活性碳、離子交換、紫外線殺菌、逆滲透等校園常見之淨水 設備單元,包括其原理、一般設備規格、使用限制及維護管理原則。此外,以非 自來水作為水源之學校應設置消毒設備,本章亦針對消毒原理及常用消毒劑作說 明。本章最後針對前述淨水設備之價格及污染物處理作一綜合比較,並提供中央 信託局共同供應契約中淨水設備的原理供各級學校參考。 第一節過濾 在一般的民生用水處理中,使用過濾方式來淨化水質是最普遍的處理方法, 尤其是用來降低濁度與微生物的污染。一般的飲用水過濾程序包含了使水通過濾 料來去除懸浮顆粒與較大的膠體物質(懸浮顆粒例如黏土、淤泥、微生物、一些 有機聚合物及鋁鐵的氧化物等),而某些材質的濾料甚至可以去除較小的膠體粒 子與溶解性污染物。水廠中較常使用的濾料材質有:石英砂、矽藻土、無煙媒與 細沙等,淨水流程可使用單一濾料過濾,也可以結合多種濾料分層過濾。 一、過濾原理 過濾法是將水通過砂層或其他過濾材料,水經過多孔濾料介質後,可將含在 液體中的微細懸浮固體去除(如圖4.1)。過濾對微細之懸浮物及細菌、色度、 濁度、嗅與味、鐵與錳及溶解質之去除都有很好的效果。 過濾對雜質的篩除,主要經由截留、沈澱和擴散等不同機制進行。篩除作用 主要發生在濾料上層之幾公分處。初過濾作用開始時,篩除僅能移除水中粒徑大 於孔隙之顆粒,經過一段時間之過濾後,這些顆粒能形成比原始濾料孔隙還小的 濾篩,此時水中粒徑較小之懸浮顆粒即可被此濾篩捕捉而移除,且變成濾篩的一 部份,因此濾篩去除率和過濾時間成比例增加,過濾效果會越來越好,但處理水 量也會因孔隙變小而慢慢下降。 過濾的第一種去除機制為截留,水中的雜質顆粒循著水流線,與濾料擦撞刷 過而被濾料所捕獲(如圖4.2 a)。 過濾的第二種去除機制為沈澱,比較大及比較重之顆粒,因為重力的作用, 沈降在濾料顆粒上(如圖4.2 b)。 28 以上二種機能對大顆粒有效,而最後非常小的顆粒則經由布朗運動,可能意 外的與濾料撞擊,這程序稱為擴散(如圖4.2 c)。擴散只發生在比膠體還小的顆 粒。所以過濾程序中大顆粒和小顆粒的去除效率較高,而中間顆粒(粒徑約1 微米之顆粒)的去除率則較低;由於某些病毒、細菌和微小的黏土顆粒大小約1 微米,所以濾料種類的選擇對顆粒的去除效率有很大的影響。 圖4.1 水流經砂粒後,去除水中之微細物質示意圖 (a)截留(b)沈澱(c)擴散 圖4.2 過濾程序中截留、沈澱和擴散等不同機制示意圖 砂粒 水流 砂粒砂粒砂粒 雜質 水流 29 二、淨水程序過濾方式 1. 傳統過濾 傳統過濾方式,包含先以化學混凝、快速混合、及膠凝程序處理,再以沈澱 或浮除將膠羽去除,經這些方式前處理後再進行過濾。一般淨水廠傳統過濾的濾 料材質包含了砂、或多種濾料雙層/三層填充濾床等方式,完整混凝/沈澱/過濾單 元能有效的去除水中濁度、色度、消毒副產物的前質、細菌、病毒及原生動物(如 隱孢子蟲及梨形鞭毛蟲)等。傳統快濾方式搭配混凝及沈澱流程可有效去除病毒 99%以上,梨形鞭毛蟲等原生動物去除率則可達97~99.9%。但傳統過濾方式 較少應用在小型供水系統(供應500 人以下之用水),因為其需要較高的操作費 用,操作技術方面也較複雜。 2. 直接過濾 直接過濾包括多種方式,均能達到一定程度的處理效果,但皆需要先以化學 混凝及快速混合先行前處理,然後再經由加壓或重力流(小型供水系統通常用加 壓的方式)通過雙層或混合濾料的濾床以達到過濾之效果。直接過濾通常適用於 低濁度的原水,若原水平均濁度大於10 NTU 以上,或最大濁度大於20 NTU 以 上時,則小型供水系統不建議使用直接過濾的方式。除此之外,其他考慮因素還 有色度及藻類亦會影響過濾處理之效率。直接過濾可有效去除病毒90~99%, 沒有先以混凝處理時,梨形鞭毛蟲的去除率只有50%,若搭配混凝則去除率可 達95~99%。直接過濾的缺點為操作上需要較專業的技術人員,亦需時時監控 以調整操作系統。 3. 慢砂過濾 慢砂濾床類似使用單一濾料的快濾床,而兩者之間最大的差異為慢濾床表層 會形成生物膜,因而能以生物分解方式去除懸浮有機物質及微生物,而非只有簡 單的過濾及物理-化學吸附方式來去除水中污染物。當原水的濁度、藻類、色度 皆低時,適合以慢濾來處理,若原水濁度較高,建議搭配其他方式先進行前處理。 有些淨水程序則在慢濾床下層使用粒狀活性碳,以吸附通過慢濾床而未被去除的 有機物。慢濾的優點為在操作維護方面的需求較低,小型供水系統適合使用慢濾 之方式,去除效率對病毒可達90~99.9999%,對梨形鞭毛蟲則可達99.99%以 上。 30 4. 矽藻土過濾 當原水為低濁度之供水系統,可直接以矽藻土過濾來處理。濾床則為基礎結 構上鋪一層薄薄的矽藻土。矽藻土過濾對去除梨形鞭毛蟲效果很好,但對非常小 的顆粒(例如病毒)則去除效果稍差。因為不需要化學混凝的步驟,對小型供水 系統而言,若原水的濁度、色度、有機物(消毒副產物的前質等)低時,即適合 使用矽藻土過濾。 三、過濾程序所使用之濾料 1. 過濾布(網) 由特殊之濾布(如微細孔徑之發泡樹脂或特殊之有機聚合物)製成,或由綿 線纏繞而成。藉其微小之孔徑,阻截濾除大於濾材孔徑的懸浮固體,達到過濾水 質的目的。由於此類濾料之孔隙較大,一般家用淨水器常用於粗過濾使用,作為 淨水處理之前處理。 2. 矽藻土 矽藻土外觀呈白色或灰白色,是由單細胞植物矽藻之骨骼外殼所形成,矽藻 土大小為0.5~1.2 μm,堅韌且有細密的孔隙,故可以濾除水中較大的物質。顆 粒越小,越能捕捉懸浮的固體,但由於孔徑小,過濾速度較慢。一般自來水場淨 水處理之過濾池常使用矽藻土濾料,家用淨水器極少使用此種濾材。 3. 陶瓷 此種材質濾心,是以天然陶瓷礦物為材料,經高溫燒結而產生堅硬細微的孔 隙組織。利用其細密的孔隙,可以濾除水中大於孔隙孔徑的污染物,而陶瓷濾心 最佳的過濾微孔徑,約為0.2~0.5 μm左右。陶瓷濾心在使用一段時間後,濾心 表面所附著的污泥雜質,在清洗時可用硬刷將其刷除。由於可重覆使用,一般家 用淨水器常於粗過濾之後使用此種濾材作為細過濾之用,以進一步淨化水質。 4. 活性碳 活性碳(activated carbon) 是將高碳物質熱處理、碳化等程序處理後,製成 的多孔性的含碳物質,它具有高度發展的孔隙構造,其組成物質除了碳元素外, 尚含有少量的氫、氮、氧及灰分,其主要結構則為碳形成的六環物堆積而成。由 於六環碳的不規則排列,造成了活性碳多微孔體積及高表面積的特性。活性碳無 31 臭、無味,不溶於水和有機溶劑。活性碳的微孔容積約0.6~0.8 ml/g,比表面積 約500 ~ 1,500 m2 /g,對高分子量有機物質有很強的吸附力,而對於液相中的 微量成分、色素、臭氣物質等具有高度的去除能力,是一種極優良的吸附劑。每 克活性碳的吸附面積更相當於八個網球場之多,而其吸附作用是藉由物理性吸附 力與化學性吸附力達成。活性碳依照其形狀可分為: (1)粉狀活性碳:一般指活性碳經磨碎篩選分離後,其顆粒粒徑小於325 mesh (0.043 mm)者,在一定的體積下,顆粒越小者整體表面積越大,其吸附效 果也越好,但較易飽和、阻塞。 (2)粒狀活性碳:粒徑較大之顆粒在使用上較為廣泛,常用於管柱吸附,因其 顆粒較大可減低壓力損失。 (3)纖維狀活性碳:可經由二次加工,成為不同型態的氈狀、布狀,相較於傳 統粒狀活性碳,具有較快的吸脫附速率及更便利的操作維護之優點。 因活性碳有許多大小孔隙,除有機械阻截作用外,其巨大表面積亦有很大的 物理或化學吸附能力。因此,活性碳濾心常被飲用水設備業者用於去除餘氯、脫 色、脫臭等設計,但活性碳濾心有一定的吸附量,若吸附量已達到飽和,則活性 碳濾心就會失去其吸附效果。關於活性碳吸附於淨水處理單元之作用,請參閱活 性碳一節。 四、不同濾料之使用限制 以棉紗為濾材之飲水機主要是利用其孔隙,以去除較粗大的懸浮物質,其對 小顆粒物質及細菌之去除效果不佳,必須配合採用其他孔隙較小濾料材質之濾 材,方能提昇水質衛生水準。 陶瓷濾心之主要功能為過濾,不能有效去除水中的化合物、氯、臭、異味等, 所以使用陶瓷過濾器時,建議搭配活性碳或者是其他濾心來使用。如果有水壓不 足的情形,因陶瓷濾心孔隙小以致阻力較高,出水量也會隨之降低。為維持陶瓷 濾心之功能,陶瓷濾心必須經常清洗、保養,以免滋孳生細菌,積聚雜質,影響 淨水功能。 石英砂等砂濾材質主要功能亦為過濾,且通常用於粗過濾,為避免阻塞使得 出水量變少,應定期進行反沖洗以維持濾心正常運作。一般石因砂濾料多用於淨 水廠,不適用於家用淨水設備。 32 使用活性碳過濾之飲水機主要功能在脫色、脫臭,以改善水質,對於分子較 大有機物的清除,活性碳的功效有限。且活性碳過濾對於細菌等生物性之去除效 果不佳。此外自來水所含餘氯亦被活性碳去除,致使殺菌力減弱,將影響飲水之 安全衛生。測定進水及出水的溶解性有機碳濃度差(或細菌數量差)是考量更換 活性碳濾心的依據之一。 五、其他過濾處理技術 薄膜過濾:薄膜過濾為使用半透性膜為材料來處理飲用水,為飲用水之高級 處理方式之一,一般較常被使用的膜過濾方式有以下四種:逆滲透(RO)、奈米 過濾(NF)、超過濾(UF)、微過濾(MF)。 1. 逆滲透:對原生動物及細菌、病毒去除效果佳。 2. 奈米過濾:對原生動物及細菌、病毒去除效果佳。 3. 超過濾:可去除原生動物及部分的細菌及病毒,超過濾後之出水濁度可低於 0.1 NTU(濁度單位)。 4. 微過濾:可去除原生動物及部分的細菌及病毒,建議搭配消毒使用,可提升 微生物的去除率,超過濾後之出水濁度可低於0.2 NTU 更詳細之薄膜過濾原理與應用之介紹,將於本章逆滲透一節討論。 六、維護管理原則 過濾是以阻截為處理機制,達到去除水中物質的功能,因此使用一段時間 後,濾心上所阻截留下水中的雜質會逐漸累積。如果太久沒有更換或清洗,堆積 在濾器上的顆粒物質會愈來愈多,則通過之水流量會逐漸減少,並會孳生細菌。 一般淨水處理就是利用入水壓與出水壓差來判斷濾器被阻塞的程度,所以經過一 定的處理水量後,濾器要定時進行反沖洗以排除堆積其上的雜質,同時濾心也需 定期清洗或更換(過濾布、矽藻濾心一般3 個月更換,活性碳濾心則一般約半年 更換,或出水量減少時,即需更換),才能確保濾出水的安全。 33 (a)濾布濾心(b)陶瓷濾心 圖4.3 需清洗或更換之濾心 活性碳濾心使用一段時間後,累積在表面之細菌會增殖,活性碳的吸附功能 亦會消失。因此每隔一段時間(視用水量多寡)即需定期清洗濾材及附屬零件, 才不會使過濾器孳生細菌,污染飲水甚至危害健康。濾材使用過久則功能減低或 完全失效,所以濾心使用約三個月至半年亦應加以更換,才能維持正常效果。關 於活性碳濾心之功能及管理維護要求,請參閱第二節活性碳濾心部分之說明。 34 第二節活性碳吸附 一、活性碳吸附的原理 活性碳由木碳、椰子殼等材料經過高溫下隔絕空氣碳化,再進行活化製成。 經過活化處理的活性碳含有很多孔隙,因此具有極大的表面積,1克活性碳可具 有500-1,000 m2的表面積。所謂活性碳吸附是一種物理性吸附,利用活性碳廣大 表面積的吸附容量,及活性碳和水中污染物間的親和力(凡得瓦力),將水中的 污染物(稱為吸附質)吸附到活性碳(稱為吸附劑)表層。一般狀況下這種吸附 作用是一種放熱作用,在低溫下進行較為有利;由於此物理性吸附是一種可逆反 應,在高溫下會發生脫附作用,使已經被吸附的污染物脫離活性碳而回到水中, 因此活性碳不適合在高溫環境下使用。活性碳吸附可用於去除水中的毒性物質, 或難以被生物降解的污染物如農藥、清潔劑、臭味物質、或產生色度的物質等。 二、活性碳的種類 一般活性碳濾材可分為粉狀活性碳、粒狀活性碳、纖維狀活性碳等不同形 式,其外型雖不相同,但基本吸附原理均相似。 1. 粉狀活性碳(Powdered Activated Carbon, PAC) 粉狀活性碳係先將活性碳粉碎後再經過篩分析,取其粒徑較小者用於水處 理,稱之為粉狀活性碳。由於粉狀活性碳之顆粒小,因此其比表面積較大,散佈 於水中時有較多機會與污染物接觸,吸附速率較快,因此常用於水處理。但因粉 狀活性碳操作必須考慮水中污染物之濃度及攪拌之速率,以調整粉狀活性碳之劑 量及操作時間來增加去除污染物之效能,加以後續處理必須將水中粉狀活性碳加 以去除,因此不適合一般住家及學校使用。 2. 粒狀活性碳(Granular Activated Carbon, GAC) 粒狀活性碳的粒徑較大,一般粒徑可達0.1~1.0mm。由於粒狀活性碳的顆粒 大,吸附速率也較慢,但是其顆粒較大,作為濾材時較不易發生阻塞現象,可維 持水流之順暢,因此在連續操作的水過濾系統中,多半採用粒狀活性碳做為污染 物的吸附劑。一般家庭及學校使用之活性碳淨水器,如採用「管柱」型式設計, 將活性碳濾料充填於管柱中時,多採用粒狀活性碳作為濾料。在充填於適當設計 之管柱後,此種粒狀活性碳濾料具有更換簡單之優點,因此廣泛用於一般家用淨 35 水處理設備之濾心。 3. 纖維狀活性碳(Activated Carbon Fiber) 纖維狀活性碳也是一般常見家用小型活性碳濾心之形式。此種方式係將活性 碳製成纖維狀,並且將活性碳纖維織成纖維狀不織布、或壓製成管柱狀、環狀濾 心等不同形式。纖維狀活性碳之纖維直徑小而具有如粉狀活性碳般良好的吸附能 力,又具有粒狀活性碳不易阻塞之優點,可配合不同過濾設備形式加以設計,因 此也廣泛被淨水設備廠商採用。但纖維狀活性碳之纖維細小,因此其抗壓力較 低,容易在外力作用下損壞。 除此之外,活性碳也被製成球狀、圓柱狀、中空纖維等不同形式之濾材。 (a)顆粒狀活性碳濾心(b)纖維狀活性碳濾心 圖4.4 家用活性碳濾心 三、影響活性碳處理效率之主要因素 1. 溫度 由於活性碳吸附是一種放熱反應,因此在低溫時之吸附效果會優於高溫時之 吸附效果。以活性碳作為吸附劑時之操作溫度不宜太高,一般多維持在室溫時操 作,以維持良好吸附效果。一般而言,吸附溫度越低,活性碳所能夠吸附的污染 物量也就越多。溫度過高時,不僅吸附效率大幅下降,甚至可能發生脫附現象。 因此活性碳濾心不應放置於熱水中。 2. 活性碳顆粒之材質及粒徑 活性碳之表面積越大,其吸附能力就越強,因此活性碳吸附劑顆粒的大小, 36 細孔的構造和分佈情況以及表面化學性質等對吸附也有很大的影響。一般家用小 型淨水設備對於活性碳材質之說明較為欠缺,因此在購置時應加以注意及詢問。 3. 使用時間 活性碳的吸附原理是透過水中濃度之差異所產生之擴散作用,讓水中污染物 因濃度差及凡得瓦力之作用吸附至活性碳表層,在活性碳表層形成某種平衡,污 染物再逐步擴散至活性碳顆粒內部。在使用初期因活性碳表層並無污染物,因此 吸附效果最高。但隨著使用時間增加,活性碳的吸附能力會因表層位置被污染物 佔據而降低,吸附效果也隨之下降。如果處理水之水質較差,水中污染物濃度高, 活性碳很快就會失去吸附能力,必須透過活性碳再生或更換濾心來恢復其功能。 四、活性碳吸附法在水處理中的應用 傳統淨水處理流程中,活性碳吸附一般設置在砂濾之後作為吸附劑,用於去 除過濾無法去除之有機污染物質;活性碳也可與砂濾料配合組成雙層濾料過濾或 單純以活性碳過濾代替砂過濾。 在使用活性碳吸附作為飲用水高級處理的過程中,有時可觀察到活性碳濾料 表層生長出微生物而形成生物膜,透過生物降解之作用,使出水水質進一步提升 且延長活性碳之使用壽命。在此基礎下也發展出生物活性碳技術,可經濟的有效 去除水中微量有機污染物。然而活性碳表面生成生物膜後,雖有分解有機物之功 能,但吸附功能會消失僅剩過濾之功效。故生物活性碳處理多用於淨水廠高級處 理,家用或校園淨水器則不需考慮。 一般而言,進入活性碳過濾流程的進流水應盡量除去較大顆粒的懸浮物和膠 體物質,以避免活性碳濾層堵塞,延長活性碳之使用壽命。由於一般淨水器的進 水為自來水,已去除水中大部分的雜質顆粒和微生物,再經過前置過濾處理後(一 般為5 μm之濾心)才進入活性碳,因此進水水質能滿足活性碳濾心之要求。但 若進流水並非自來水,則需增加適當之前處理程序(例如設置適當的前過濾裝 置),以避免活性碳之使用壽命降低。 活性碳吸附之貫穿曲線 活性碳吸附過程中,因為活性碳的吸附容量隨著活性碳使用時間的增加而降 低,因此活性碳對水中污染物的吸附能力會逐漸下降。隨著吸附操作時間的增 37 加,出流水中污染物的濃度也會逐漸增加。將出流水中污染物濃度對吸附操作時 間作圖,即可得到如圖4.5 所示的貫穿曲線。當出流水中污染物濃度達到某個既 定目標時(一般為進流水溶質濃度的5%或10%),即稱為貫穿(breakthrough), 此時污染物的濃度稱為貫穿濃度(breakthrough concentration)。一般淨水處理可 透過模廠試驗來求得吸附貫穿曲線。由於一般活性碳淨水器之使用者無法自行求 得貫穿曲線,家用活性碳淨水器之供應商應提供活性碳濾心之貫穿曲線資料供消 費者參考,並告知濾心更換之週期,以維持活性碳淨水設備之吸附能力。 進水體積 C/Co 1.0 0.95 0.05 貫穿點耗竭點 圖4.5 活性碳吸附貫穿曲線 五、維護與管理 1. 增加水體與活性碳的接觸時間可以增加活性碳吸附的效果;接觸時間越長, 過濾水的水質越佳。因此增加水體與活性碳接觸的時間會有所幫助,可以透過減 低水流速度的方式達成。 2. 新的活性碳在第一次使用前應以清水流洗清潔,以去除殘留的粉末狀活性 碳;或者在第一次使用時讓水先流一段時間,直到黑色消失為止,以便去除殘留 的活性碳。 3. 活性碳的吸附對象是無選擇性的,只要是疏水性有機物,活性碳都具備某種 程度的吸附效果。一般會在吸附前進行前處理,再由活性碳來進行進一步的水質 純化。為增加活性碳吸附效果,水體應先經過濾再進入活性碳濾心。一般家用淨 水器在活性碳濾心前會設置5 μm之濾心作為前過濾裝置,其目的就在保護活性 碳濾心,增加活性碳濾心的吸附效果及使用壽命。 38 4. 使用者應瞭解活性碳不是萬靈丹。使用活性碳吸附可以協助淨化水質,但所 吸附的污染物並未消失,而是被吸附在活性碳濾心中。活性碳濾心使用一段時間 後必須更換,以維持吸附之效果。濾心更換的時程受到許多因素之影響,包括進 流水水質、當地氣候、使用活性碳材質、使用狀況等都會影響活性碳之使用壽命。 消費者在購買活性碳濾水設備前,應請活性碳供應商提供維護及更換之資料,以 避免因缺乏適當維護而影響處理水之水質。 5. 為增加活性碳吸附之效能,提升處理水之水質,可將市售商品化活性碳串連 來達到「增加接觸時間」的目的。圖4.6 即為一例,利用淨水器串連的方式來提 升吸附效能。 圖4.6 串聯式之活性碳過濾單元,可提升過濾及吸附功能 顆粒活性碳 顆粒活性碳 顆粒活性碳 污水 泵 39 第三節離子交換 一、原理 1. 作用原理 離子交換樹脂的淨水機制乃為一種可逆的化學平衡反應,目前這種技術廣泛 地應用在移除水中可溶解性的礦物質及污染物。淨水處理時離子交換的主要作用 原理乃依據水中不同的陰陽離子具有不同的酸鹼性、極性,而這些陰陽離子因為 具有不同的電荷,所以對離子交換樹脂上的離子交換劑有不一樣的親和力。若是 水溶液中的特定離子對交換樹脂上的交換劑較為喜好時,就會被吸附在離子交換 管柱上,而為了維持水溶液的電中性,離子交換管柱會釋出等電價的離子回到水 溶液中,在管柱持續作用的情形下,樹脂本身的主要結構並無改變,且同時達到 淨水的效果。 依據水中溶解性物質具有陰陽離子不同的特性,因此離子交換的作用機制也 分為兩大類。在陽離子交換的過程中,水中具有正電荷的離子會與樹脂表面之正 電荷離子進行交換(例如常見的鈉離子),硬水軟化處理流程就是最廣泛被使用 之陽離子交換技術的應用。同樣地,在陰離子交換的過程中,水中具有負電荷的 離子會與樹脂表面之負電荷離子進行交換(例如常見的氯離子),而這類反應則 較常應用於硝酸鹽、氟離子、硫酸鹽或砷等水中污染物的處理。 離子交換樹脂之製作材質主要也分為兩大類,其一為自然生成的無機沸石 (zeolites),其二為人工合成的有機固體顆粒,一般呈現多孔狀或顆粒狀,其大小 約為0.1~1 mm,且在表面具有可移動之酸性或鹼性官能基。在人工合成的樹脂 部分,不論是酸性還是鹼性的樹脂,都是建構在相同的鹼性有機聚合物的基礎結 構上,只是樹脂表面所鍵結的官能基有所差異,且這些官能基具有可移動的不同 離子。 圖4.7 離子交換作用原理 陰離子交換樹脂 陽離子交換樹脂 CH2N+(CH3)3OHSO3H+ 水中Na+ 水中Cl- CH2N+(CH3)3Cl- SO3Na+ + + OHH+ 40 2. 離子交換樹脂之種類 離子交換樹脂依照所含的官能基不同,共分為四種: 樹脂種類官能基種類樹脂上可交換離子種類主要處理對象或用途 強酸型陽 離子交換 樹脂 強酸性的反應基 如磺酸基 (-SO3H) H+或Na+型純水去離子處理、金屬離 子分離回收 弱酸型陽 離子交換 樹脂 較弱的反應基如 羧基 (-COOH) 此樹脂僅可交換弱鹼中 的陽離子如Ca2+、Mg2+, 對於強鹼的如K+等無法 進行交換 強鹼型陰 離子交換 樹脂 較強的反應基如 具有四面體銨鹽 官能基 (-N+(CH3)3 ) 在氫氧形式下, N+(CH3)3OH- 中的氫氧離 子可以迅速釋出,以進行 交換,交換陰離子有OH- 型或Cl-型 強鹼型陰離子交換樹脂 可以和所有的陰離子進 行交換去除 弱鹼型陰 離子交換 樹脂 具有較弱的反應 基如第一級銨、第 二級銨或第三級 銨 僅能去除強酸中陰離子 如SO4 2-,Cl-或NO3 -, 對HCO3 -,CO3 2-或 SiO4 2-則無法去除 上述各種樹脂中以鈉型離子交換樹脂較常見,主要使用於硬水之軟化。當硬 水流過交換管柱時,樹脂內的物質和水中的礦物質會產生數十億次的交換,鈣、 鎂、鋁等金屬陽離子會被吸附在樹脂上,而樹脂進而釋出鈉離子。經過離子交換 作用後,水中鈣鎂等溶解性物質含量會變少,飲用時口感較好。 由於離子交換是一種可逆的化學反應,所以必須遵循化學平衡的規律,水 體中溶解性物質通過管柱時,離子會不斷被交換,濃度因此逐漸降低。不過,每 一種離子交換樹脂表面積上每單位的最大離子交換量(活性離子點)都有所不 同;同時也由於必須遵守化學平衡的定律,所以離子交換效率不會是100%。以 陰離子交換之反應為例,B-為水中陰離子,A-為樹脂上之陰離子, [R-A-]、[R-B-] 為樹脂中離子A-及B-之濃度,KBA 為選擇係數(Selectivity Coefficient),代表離子 41 相對分佈情形,或離子對應於樹脂相對親和力(Affinity)。 B- + R-A-    A- + R-BKBA = [R-B-][A-]/[ B-][R-A-] 二、主要功能 1. 水質軟化 飲用水中若含有過高的硬度(主要來源為鈣離子和鎂離子),則煮開水後鍋 底會產生白色碳酸鹽沈澱物,即一般所說的結垢。為改善此現象,民眾可能會選 擇市售軟水器來解決此問題,軟水器一般即使用離子交換樹脂。另外由於電荷越 多,分子量愈大的離子對陽離子交換樹脂的親和力也越大,因此軟水器也可去除 水中可溶解性之離子態的重金屬。 2. 除礦 離子交換樹脂也可使用於去除水中所含毒物(如銅)或重金屬(如鉛或鎘)。 一般常以鈉離子或鉀離子進行取代,水中鈉或鉀的濃度也會因此提高。此種方法 處理後的軟水不建議使用於嬰兒奶粉的沖泡,因為鈉、鉀濃度過高,可能對嬰兒 的健康有不良的影響。少數的離子交換樹脂也可用以移除水中的氯離子或其他的 有機污染物。同樣地使用於水質除礦時,離子交換樹脂也會達到飽和,一旦飽和 後陽離子交換樹脂可以利用強的無機酸如鹽酸或硫酸再生,陰離子交換樹脂則可 以利用強鹼如氫氧化鈉予以再生,或是其他形式的離子交換樹脂以適當之再生溶 液再生,例如鈉型離子樹脂以氯化鈉溶液再生。 三、離子交換之特性 1. 樹脂對各種離子的親和力有所不同 一般來說,具有較高電荷的離子對於離子交換樹脂的親和力較低電荷的離子 來得強,也就是離子交換反應的程度,會隨著電價升高而增加(例如Mg2+>Na+; PO4 3-> SO2 ->NO3 -)。除了電價的影響外,離子的極性強度也會影響對樹脂的 親和力。一般來說,各種陽離子對強酸性陽離子交換樹脂之親和力的相對關係如 下:   Ba+2>Pb+2>Sr+2>Cu+2>Ca+2>Zn+2>Fe+2>Mg+2>K+>Na+>H+ 而各陰離子對強鹼性陰離子交換樹脂的親和力相對關係大致如下: 42   PO4 -3>SO4 -2>I->HSO4 ->NO3 ->NO2 ->Cl->HCO3 ->OH- 2. 水體的pH值適用範圍 一般而言因為強酸性及強鹼性交換樹脂的組成官能基特性,所以此兩種樹脂 適用水體之pH 值範圍較廣,分別可使用於pH值約為1~14及0~12之間。另外弱 酸性交換樹脂之官能基由弱酸衍生而來,所以通常適用於pH值大於7及高鹼度的 情形。最後一類弱鹼性交換樹脂官能基則是由各級胺所構成,因此適用之pH值 範圍較窄,通常適用於pH值小於7的情形。 3. 離子交換樹脂上的官能基影響樹脂之作用 離子交換樹脂表面的官能基上具有可溶解性且可移動性的離子,且單位重量 之樹脂上所含官能基數目即決定了樹脂可反應的離子交換容量,所以官能基之種 類就決定了樹脂之離子的選擇性及交換性。 4. 樹脂再生的效率 樹脂的再生效率表示進行再生時,從樹脂中移除的總離子當量數和再生溶液 中所含有的總離子當量數之比值。一般而言,強酸及強鹼性交換樹脂之再生效率 大約為30~50%,而弱酸及弱鹼性交換樹脂由於對H+或OH-離子具有較大的親和 力因此再生效率較高。 5. 樹脂的離子交換容量 決定離子交換樹脂操作性能的重要因素之一為離子交換容量。除了再生效率 較低之外,強酸及強鹼性交換樹脂的離子交換容量亦較少,故需要再生頻率較 高,而弱酸及弱鹼性交換樹脂則通常具有較高的離子交換容量,且以單位樹脂質 量為基準加以比較,通常陽離子樹脂的交換容量較高於陰離子樹脂。 6. 樹脂結構與孔隙大小 離子交換樹脂依照其組成結構和孔隙的大小,可概略分成膠型(gel type) 樹脂和多孔型(macro-porous type)樹脂二大類。膠型樹脂孔隙較小,適用於 無機離子之交換;多孔型樹脂因為孔隙較大,且樹脂顆粒內部含有較大的表面 積,所以適合用以去除水中較大有機離子,不過該類樹脂一般具有再生效率不高 43 的缺點。離子交換樹脂除了孔隙大小會影響樹脂的選擇性之外,樹脂含有的孔隙 度也影響到樹脂的離子交換容量。 7. 粒徑 樹脂之粒徑大小影響離子交換反應速率及其過濾性。樹脂粒徑較大者,離子 的擴散途徑較長,所以如果通過管柱的液體流速太快則離子交換容量無法充分利 用,進行再生時再生效率也會較差;但是反之若是樹脂粒徑太小,交換差較大, 反洗時樹脂亦易流失。 四、常用設備型式 現在一般市售的離子交換樹脂多為球狀之人工合成有機物,表面再鍵結高分 子的電解質。以作用機制與種類來說,最廣泛使用的型式為鈉型陽離子交換樹 脂,作用機制主要藉由與鈉離子相較下,硬度物質如鈣、鎂、鐵、錳等離子與離 子交換樹脂具有較高的親和力,所以水中硬度離子會和樹脂上的鈉離子進行交 換,以去除水中造成硬度的主要離子,但同時也釋放出鈉離子到水體中。一般民 眾購買時可認明環保署參照美國國家衛生基金會NSF 的標準所制定之 「飲用水處理單元∕系統國家標準CNS」, 其中陽離子交換的機種標 準為NSF44,主要性能在針對水中硬度的移除及指定污染源的減量,同時供給 被認為符合微生物安全的飲用水。 圖4.8 典型離子交換設備 (來源:美國環保署,DrinkingWater Treatability Database:Ion Exchange) 再者由於離子交換樹脂會不斷地與水中離子交換,去除不希望存在的離子, 因此維持樹脂的交換能力是很重要的。離子交換樹脂操作一段時間後,除了會因 出水 進水 離子交換樹脂 分水層 排水管 44 為官能基交換容量飽和而降低去除能力外,也常見到樹脂表面發生有機物質與微 生物的附著,所以在使用離子交換管柱的同時,也應在水質的前段處理程序中, 加裝紫外線燈來氧化分解有機物質,以防止樹脂被有機物或微生物污染。另外, 為了儘早發覺樹脂的劣化,也可在前段的離子交換管匣之後裝上比阻抗計,以偵 測水質的變化。 五、維護管理原則 市售的軟水器中最常使用的為鈉型陽離子交換樹脂,樹脂與水中硬度離子 (鈣、鎂離子)作用後,會不斷釋放出交換後的鈉離子到水中,所以一般樹脂使 用一段時間後,鈉離子會被消耗殆盡,樹脂的離子交換量會飽和,故需要進行樹 脂再生。再生過程中可連續添加新的交換溶液,例如10% NaCl 就是最廣泛使用 的再生溶液,其他因為樹脂種類的不同,也可能使用其他強酸(如鹽酸、硫酸) 或強鹼(如氫氧化鈉)溶液再生。進行樹脂再生時,反應朝正反應方向移動,而 可以把樹脂上的已吸附水中離子沖洗下來,使樹脂可重複使用。再生反應式如下: Ca-Resin + 2Na+ Ca2+ + 2Na-Resin Mg-Resin + 2Na+ Mg2+ + 2Na-Resin 若樹脂之交換量達到飽和仍繼續使用,沒有進行樹脂再生,則此時樹脂不但 沒有處理硬水的效果,還可能進一步洗出軟水器交換樹脂內的雜質,反而使濾出 水後的水質更惡劣。因此,使用離子交換樹脂軟水器最需注意的操作維護重點就 在於民眾應注意樹脂的定期再生與清洗維護。 樹脂除了需要定期進行再生反應外,由於樹脂對其他有機物也有一定的吸附 容量,所以管柱使用一段時間後,也需要加以更換。尤其物質在pH 值為7 的水 中不容易離子化,同時如果水中還有其他成分(如硼、矽等),還會因為樹脂的 交換容量飽和,不會被吸附而通過管柱。有些軟水器在管柱前端還會加裝比阻抗 計,以監測水質的變化,但是由於比阻抗值無法立即正確地檢測及反應非離子化 無機物的濃度,因此有時即使過濾出水的比阻抗值沒有變化,但管柱實際的離子 交換能力已降低,所以民眾購買的軟水器即使有加裝比阻抗計,還是要考慮離子 交換樹脂的離子交換容量,除定期進行樹脂的再生外,並定期更換離子交換管柱。 45 六、使用缺點及限制 離子交換樹脂主要具有無機離子的去除能力優良與具再生能力,且裝置簡 單等優點,但仍有許多使用上的限制與缺點。 1. 只適用於處理水中溶解性離子物質 當物質可以溶解於水中時,會形成離子,而具有不同的電價,正負電價在自 然水體中是相互平衡的,才可應用離子交換的技術,進行交換或移除污染物。如 果進行水處理時,水是混濁不清的或有其他顏色,表示水中可能有污染物以固體 方式存在,而無法以離子交換樹脂來移除污染物,甚至直接阻塞樹脂,使其失去 離子交換功能。 2. 樹脂需定期還原再生 每個離子交換管柱的離子交換容量有限,當使用一段時間後,樹脂的有效容 量就會飽和,故必須進行還原再生,才能維持一定的離子交換效率。一般學校使 用之離子交換淨水器,必須特別注意樹脂再生之時機,以維持足夠的離子交換能 力。 3. 濾出水鈉離子濃度提高 廣泛使用於硬水處理的鈉型陽離子交換樹脂,在去除水中硬度離子的同時, 也會釋放出鈉離子,因此,濾出水所含的鈉離子濃度會比過濾前高出許多,對於 人體的健康會有潛在不良影響,尤以嬰兒更需注意,因此不建議以離子交換過濾 之濾出水,沖泡嬰兒飲用的奶粉。 4. 樹脂缺乏管理維護易使水質劣化 離子交換樹脂上的官能基雖可去除水中的離子,但隨著使用一段時間之後, 因官能基的飽和而導致去離子效率的降低,反而容易引發水質劣化。另外,市售 廣泛使用的離子交換樹脂,為人工合成有機物質,所以使用過程中也會因為氧化 分解、機械性破裂等因素,而造成有機物質的溶出。再者,離子交換樹脂也可能 吸附其他也帶有電荷的有機物質,或是表面帶負電某些微生物,所以除了易造成 樹脂的污染外,樹脂表面也可能有微生物的繁殖,甚至是微生物所產生的代謝產 物也成為有機物質的污染來源,而造成濾出水的水質比過濾前更為惡劣。 5. 移除水中污染物之種類有限 常見的軟水器內含陽離子樹脂只能達到軟水功能,並不能去除水中的化學有 機、無機物質、農藥、氯氣,所以若能搭配活性碳或其他濾心元件來組合才會達 46 到較佳的淨水效果。 6. 樹脂還原再生用化學藥劑造成之水質污染 飽和的離子交換樹脂,雖然可以經由酸鹼藥劑的作用來再生,但若因為有機 物質的吸附(污染)而造成效率變差時,樹脂的去除性能就會降低。此外,依再 生用化學藥劑的品質不同也會有離子交換樹脂本身被污染的風險。 7. 出水可能略有樹脂異味 (a) 校園中央供水系統之離子交換器(b) 某國小之軟水器 圖4.9 校園常見之離子交換淨水單元 47 第四節紫外線殺菌 一、演進 紫外線(UV)殺菌並不算是新的水處理技術。紫外線消毒最早應用於1910年 法國的馬賽,而低壓汞燈管的裝置則於1940年代出現,當時多應用於藥物製劑、 食品及飲料等工業用途。紫外線殺菌應用於殺菌處理已有長久的歷史,近年發現 UV可去除隱孢子蟲及梨形鞭毛蟲的活性後,改變以往UV主要用於病毒及細菌不 活化的認知,因此UV於飲用水處理的應用更加廣泛。 二、紫外線殺菌的原理 紫外線依其波長可分為UVA(400~320 nm) 、UVB(320~290 nm) 、 UVC(290~100 nm)三種能量區間,UVC的波長最短、能量最大,因此殺菌能力 也最強。除殺菌外,UVC也能氧化部分有機污染物。一般經驗指出去除微生物活 性最有效的波長範圍介於250~270 nm之間,而在253.7 nm擁有最佳的殺菌能 力,因此目前市面上買的到的小型紫外線殺菌設備即以波長253.7 nm為主。 一般淨水處理中UV消毒的作用機制不在於去除或消滅水中的致病性物質, 而是破壞微生物複製、增生的能力使其失去感染力。簡單來說,不同的分子結構 或化學鍵結會吸收特定波段的紫外線,而波長接近254 nm之紫外線容易被DNA 及RNA等細胞成份吸收。對細胞而言,DNA分子含有遺傳所需的基因資訊,RNA 分子則傳遞DNA的遺傳資訊,使細胞得以製造產生蛋白質所需的酵素。DNA及 RNA單體稱為核酸,核酸含有U、T、C、A、G等含氮雜環化合物,稱為嘧啶。 紫外線的能量讓嘧啶彼此反應成為T-T、C-C、C-T等二聚體(dimer),抑制DNA 複製的能力,進而導致細胞死亡。 消毒效率之評估取決於消毒劑劑量(C)及接觸時間(T),每一種微生物的 不活化都必須滿足特定的CT值方能有效達成。亦即必須達到特定的CT值(消毒 劑濃度與接觸時間之乘積)後,才能有效的達成消毒目標。以紫外線殺菌來說, 其有效消毒劑量是以UV照射強度與照射時間的乘積來計算,亦即 殺菌劑量=照射強度(I)x照射時間(T) 從此公式可知,使用高UV強度配合短時間照射與使用低UV強度配合長時間照 射,其消毒效果是相同的。由於UV燈管之UV強度會隨著使用時間而降低,因此 照射時間必須適時增加。然而UV強度之量測必須使用特定儀器,一般使用者無 48 法自行進行,因此不易判斷UV燈管之UV強度是否足夠,亦無法評估是否仍具備 殺菌能力。此點在使用時必須加以注意。 三、一般紫外燈設備規格 一般淨水處理設備所使用之紫外燈多為低壓燈管,可放出單色、波長為 253.7nm之紫外光。由於紫外光輻射的強度與接觸距離成反比,因此待消毒的水 體需鄰近UV光源;此外,由於UVC容易被水體所吸收,因此水深不可過大,以 免UVC無法有效穿透水體而降低消毒之能力。一般透明玻璃會阻擋紫外線,所以 浸於水中的紫外燈必須使用石英管包覆燈管,不能使用一般玻璃。 典型的紫外線殺菌設備包括下列構造: 1. 穩定的高電壓電源(過低的電壓易導致UV 劑量太低)。 2. 不銹鋼材質的反應槽(或其他不透明且抗UV 氧化的材質)。 3. 具良好UV 透光率的石英燈罩,其中的UV 燈需妥善安裝、定時維護及更換。 4. 高穿透性的石英燈罩,可容納UV 燈產生的紫外線能量穿透至水中。 5. 電子整流器(電子安定器,通常附於紫外線殺菌器中)。 圖4.10 常見紫外燈殺菌設備之構造 UV 燈管 進水/出水 外接高壓電源 49 四、紫外線殺菌的優點 1. UV消毒可去除大多數的病毒、孢子以及囊胞之活性。 2. UV消毒為物理程序,不用添加化學消毒劑,沒有生產、處理、運送及貯存化 學藥劑之需求。 3. 沒有文獻顯示會產生影響健康之副產物(如加氯消毒生成之三鹵甲烷)。 4. 操作流程簡單,一般僅需通電即可啟動紫外燈 5. 相較於其他消毒法,UV消毒所需接觸時間較短(約20~30秒),UV設備所需 空間亦較小。 五、紫外線殺菌使用限制 UV 消毒的效率受下列因素影響:原水特性、紫外光強度、微生物暴露於紫 外線的時間長短以及反應槽的配置。對處理廠來說,成功的消毒與水中顆粒(微 粒)濃度直接相關。若水中濁度太高,可能影響UV 的穿透性,降低消毒效率。 1. 低劑量照射無法去除某些病毒、孢子與囊胞之活性。因此必須依水質特性選 購能提供合適UV劑量的燈管。 2. 紫外線照射劑量不足時,生物體受損的細胞可能經由某些修復機制自行復 原。因此必須提供足夠的接觸時間,學校通常將UV燈管裝置於連續供水設備 中,如此一來接觸時間可能未達20秒而使消毒效率降低,且UV燈老化亦使照 射強度降低,需要更長的接觸時間。建議選擇殺菌設備時盡量以煮沸為主、 UV為輔,勿仰賴UV作為唯一的殺菌設備。 3. 水中的濁度與總懸浮固體(TSS)可能影響UV的穿透性,降低消毒效率。在 UV系統前應先經適當的前處理設施,特別是過濾處理,以去除水中影響UV 消毒的粒狀物。選購UV消毒系統前應先確認進流水之濁度要求。 4. UV 消毒必須耗費電力及選購適當UV 劑量之燈管,因此UV 消毒之成本效益 未必優於加氯消毒,此點在選購前應加以考慮。 5. UV 不若餘氯可殘留於水中持續殺菌,處理水需避免二次污染。 6. 紫外線對一般細菌及病毒有良好的消毒力,因此對人體也有一定的傷害。一 般UV 使用者最容易受到UV 傷害的部位是眼睛,因此在使用UV 消毒設備 時應使用適當之防護設備。對於UV 消毒設備周邊之設施亦應加以注意。 50 六、使用壽命 UV 燈管有一定的使用壽命,須根據產品說明書之建議進行更換。一般UV 燈管之使用壽命約在8,000 至14,000 小時之間,通常超過12,000 小時就需進 行更換。以圖4.11 為例,燈管壽命為10,000 小時。以10,000 小時之壽命計算, 若每日使用8 小時,總使用時間可超過3 年。但必須注意UV 燈之強度隨著使用 時間之增加而降低(UV 燈之正常老化現象),其消毒能力亦隨之下降,因此必 須透過消毒效率之評估研判是否需更換燈管,避免完全依據燈管上之使用壽命進 行燈管更換。 七、紫外線殺菌器的維護及保養 1. 一般紫外燈管使用時如能維持最佳操作環境(主要為操作溫度),可維持較佳 之操作效能及較長之使用壽命。購買紫外線消毒設備前應請供應商提供相關 資訊。 2. 如進流水水質不佳(例如濁度或色度過高),應先採用其它淨化和過濾等前處 理,使進流水水質能達到紫外線殺菌設備之進水要求,以免影響消毒功能。 3. 依設備供應商提供之資訊進行定期檢查,以確保紫外線燈管的正常使用。除 非經過特別設計,一般淨水處理使用之紫外線燈應持續處於開啟狀態,反覆 開關會嚴重影響燈管的使用壽命。 4. 根據不同的進水水質,紫外線燈管和其外層之石英套管需要進行定期清洗工 作。應依設備供應商提供之資訊進行定期清洗工作,一般可使用酒精棉或紗 布擦試燈管外層,並去除外層石英套管上之污垢,以免影響紫外線的穿透率, 而影響殺菌效果。紫外燈管清洗維護之頻率應依進水水質及實際使用狀況加 以調整。 5. 一般紫外燈燈管連續使用約10,000 小時後,應更換紫外線燈管,以維持適當 之殺菌力。更換燈管時,應依照供應商提供之流程進行燈管更換工作,必要 時可由設備供應商進行此項工作。 6. 紫外線對細菌有強大的殺傷力,對人體同樣有一定程度的傷害。在消毒燈開 啟時,應避免對人體直接照射,必要時可使用防護眼鏡及其他器具保護工作 人員之安全。特別注意不可直接正視紫外燈光源,以免灼傷眼睛。 7. 除設置成本外,紫外燈殺菌設備之操作及維護成本包括電力使用、燈管更換、 設備維修等。各校估算年操作成本時應將其全部列入。 51 圖4.11 UV 光源強度、使用壽命 (a)某國小淨水器 (煮沸→UV→飲用水) (b)某國小中央供水系統 (過濾→UV→後續使用) (c)某國小教室飲水機 (中央處理系統→UV→飲用水) (d)某國小飯後潔牙專用洗手台 (中央處理系統→UV→刷牙漱口) 圖4.12 各式校園UV 淨水設備 52 第五節逆滲透 過濾是淨水處理單元中最重要的處理程序之一。隨著淨水處理技術的發展, 過濾處理日趨精細,現今最微細的過濾系統即為逆滲透處理系統。藉著不同材質 及過濾孔隙的逆滲透膜之選用,除傳統過濾程序所濾除之粒狀物外,並可阻擋溶 解性鹽類、無機分子以及分子量較大的有機物,薄膜使用亦可用於海水淡化。一 般薄膜處理除可達到90%以上的脫鹽率(鹽分去除的比例)外,並可使用孔隙更 小之薄膜供水分子通過薄膜將水體進一步純化而得到水質接近純水之處理水。為 增加薄膜處理之效率,欲過濾之進流水在通過逆滲透膜之前需先通過前置之棉紗 及活性碳等較大孔隙的濾心,去除水中較大顆粒、餘氯及部分有機物質,經過初 步過濾的水再透過逆滲透膜過濾掉水中離子、重金屬、農藥等對人體有害的物 質、可能引發疾病的微生物如細菌與濾過性病毒,以及硬度、臭味等會影響口感 的相關成分,進而得到純淨無雜質的水質。 一、逆滲透(Reverse Osmosis, RO)之原理 逆滲透膜(Reverse Osmosis Membrane)過濾是由微細孔徑之化學纖維薄 膜所組合成的裝置,利用滲透壓的原理來處理高離子及雜質含量的水,以純化水 質。滲透之原理為以一個半透膜將兩種濃度不同的溶液隔開,此半透膜可以讓 水、溶劑或較小分子之物質通過,較大分子之物質則無法通過此薄膜。雜質濃度 較低部分的水分子因其壓力較高而會通過此半透膜到達雜質濃度較高的另一部 分,直到兩側的壓力相等為止,此即為滲透之現象,促使水通過半透膜進入濃度 較高溶液之壓力則稱為滲透壓。一般而言在未由外界施加壓力時,由於滲透壓的 存在,水分子將會由雜質濃度較低(水質較佳)往雜質濃度較高(水質較差)的 方向移動,但若由雜質濃度較高(水質較差)的一側施加壓力則可抵消滲透壓, 使得雜質濃度較低部分之水分子滲透速度降低,隨著外加壓力逐漸增加而致水分 子無法移動時,則可達到此薄膜的滲透壓(Osmotic Pressure),此時滲透現象因 施加此外加壓力而停止。若外加壓力持續增加,此時水分子之流向將會與原本滲 透方向相反,變成由雜質濃度較高(水質較差)溶液部分往雜質濃度較低(水質 較佳)部分移動,就是所謂的逆滲透現象(Reverse Osmosis)。若使用高壓幫浦 對含有雜質的水加壓,其壓力超過滲透膜兩側之滲透壓時,水分子通過逆滲透膜 而得到乾淨的水;此時未通過滲透膜的溶液則因為雜質濃縮故濃度增加,此濃縮 53 溶液應加以排出,成為逆滲透處理產生之廢水。滲透及逆滲透之現象如圖4.13 所示,(a)為滲透現象,水分子由雜質濃度較低(水質較佳)部分通過半透膜移 動至雜質濃度較高(水質較差)部分,(b)為達到滲透平衡時,由於作用於半透 膜上的滲透壓,造成水分子的移動停止,而兩端液面的高低差即為滲透壓之大 小,(c)為在高濃度部分施加大於滲透壓的壓力,致使雜質濃度較高(水質較差) 部分的水分子往雜質濃度較低(水質較佳)部分移動。 水處理應用上,逆滲透可使用於工業廢水的回收處理與污染防治,或用於藥 品製造、實驗室等需要純淨用水的地方。符合這些用途所使用的逆滲透裝置較為 昂貴,隨水質需要而使用不同材質或孔徑的半透膜;而家庭所使用於製造飲用水 的逆滲透淨水器則構造較為簡單,於進水端加壓使水分子通過半透膜製造出較純 淨的水,雜質及無法通過半透膜的物質則被阻擋於膜外,含高濃度雜質的水則成 為廢水,通常每製造1 公升的純水約會排放1~5 公升的廢水,若原水品質較差 雜質較多時,所排放之廢水體積則會增加。一般小型逆滲透處理設備之產水率約 為10%~50%,亦即一半以上之用水會成為廢水;因此使用逆滲透淨水器時應 注意廢水排放問題,適度加以回收使用以避免水資源浪費。 (a)滲透(b)滲透平衡(c)逆滲透 圖4.13 滲透與逆滲透示意圖 高 濃度 低 濃度 低 濃度 高 濃度 滲 透壓 純水 大於滲透 壓之壓力 進水 半透膜半透膜半透膜 H2O H2O 54 逆滲透膜於1960年代即被發展出來,其特性為具有高通水量和高阻鹽率; 目前市面上大部分的逆滲透薄膜孔徑分布範圍約在0.0001 ~ 0.001 μm (分子大 小小於1000 Da之分子可通過)之間,其操作壓力在14 ~ 69 bar之間,可將溶解 性鹽類及金屬離子、無機分子與分子量大於1000 Da的有機物濾除,可去除大部 分的非極性有機物質,但對極性有機物質僅可達到40~60%之去除效果,配合孔 徑最小的逆滲透膜可去除99%的鹽類,但對硝酸鹽離子的去除效果則未若其他鹽 類佳,僅達到85~95%。 逆滲透薄膜的使用壽命受進水水質所影響,一些分子較大、不會溶解於水的 物質會日積月累的附著於薄膜上造成阻塞,降低逆滲透處理之產水率。工業上使 用之薄膜可進行清洗以處理阻塞情形,當阻塞物質為有機物或微生物時,可以使 用氫氧化鈉、EDTA、次氯酸鈉清洗,當阻塞原因為無機鹽類沈澱時,可使用酸 性溶液清洗。而非工業使用之一般家用逆滲透淨水器,多設有自動清洗裝置,在 水壓過高、產水率降低時會自動進行薄膜沖洗工作;此種淨水器之逆滲透膜不宜 自行清洗,若嚴重阻塞情況發生時應該進行薄膜之更換。 二、逆滲透淨水器之操作及使用限制 逆滲透淨水器的組成單元除了最主要的逆滲透膜之外,還包含一些前置處理 單元以進行水質的初步處理,或後置單元進一步淨化水質。一般前置處理單元包 括前置濾心及活性碳濾心,一些淨水器也使用活性碳作為後置濾心,或加上紫外 燈以控制細菌孳生。經過前置過濾及活性碳吸附單元處理過的水,經逆滲透膜處 理後,可將水中所含不純雜質如生物性的濾過性病毒、細菌,化學性物質如毒性 化合物,砷、鈷、鎘、汞等重金屬及其他危害人體健康的物質過濾並與廢水一起 排掉,產出較純淨的處理水。至於逆滲透膜的孔徑與材質選擇,以及與其搭配的 前置及後置處理單元以何種較適合,則需視進水水質及使用上的需要而定,並參 考地區水源特性再進行選擇。 一般家庭使用淨水器,大多數的水源均為自來水,水質狀態較佳。為了延長 淨水器的使用壽命,一般狀況下並不建議使用地下水或山泉水等非自來水水源直 接接入逆滲透淨水器,除非所設置之處理單元已考慮進水水質,並可進行完善的 維護及管理。除了進流水中所含大分子物質及其他雜質過多容易造成薄膜之阻塞 以外,由於逆滲透膜的材質特性,一些特殊水質狀況也會影響薄膜的壽命,例如 水中含氯或鐵過高,可能會造成薄膜受損。另外進水溫度過高時,會使處理效果 55 變差,同時也會造成薄膜的損傷。故在操作逆滲透淨水器時,應對水源水質有一 定的了解,並考慮各種可能影響薄膜壽命及處理效果的因素,以在良好處理水質 及維護成本上取得平衡,達到最經濟的處理效率要求。影響薄膜操作的因素包括 水溫、pH 值、操作壓力、進流水水質、水中離子型態及組成、薄膜材質及特性、 操作時間、產水率、薄膜表面污染與生物分解等。逆滲透淨水處理較常見的影響 因子如下: 1. 進水之pH 值應在中性左右,防止過酸或過鹼的水質傷害薄膜。 2. 薄膜對於一些分子量較小,且為非離子性之物質去除效果較差,如酚類。 3. 逆滲透膜對於氯或臭氧等氧化劑較為敏感,容易因氧化作用而受損,應該避 免接觸。 4. 應裝設前處理設備如棉紗、纖維或活性碳濾心,去除進水中之粒狀物及其他 雜質,活性碳也可將氯反應掉,以避免薄膜在短時間內即阻塞失效。 5. 應在薄膜出現衰退狀態前即進行更換,以保障良好水質。 由於未使用的濾心在生產過程中難免受到污染而存有雜質,故新購置之淨水 器及濾材應先以清水清洗,以去除其雜質。以逆滲透淨水系統而言,前置活性碳 濾心及逆滲透膜均需使用大量清水沖洗浸泡,以去除碳粒及逆滲透膜保存液。另 外一些逆滲透機種具有沖洗薄膜的功能,可將膜上堆積沈澱物質做初步的清除, 定期啟動此功能可延長逆滲透膜的使用壽命。 三、逆滲透淨水器機組及功能 逆滲透處理系統除了最主要的逆滲透膜本身外,尚包括許多重要的元件共同 運作方可達到最經濟的淨水效果。一般逆滲透淨水器組成單元可能包括的元件包 括前置濾心、前置活性碳、後置濾心、加壓馬達、逆滲透膜、壓力儲水桶,以下 分別介紹之。 前置濾心可稱為第一道濾心,初步將水中較大的粒狀物質去除,包括鐵銹、 砂石、微生物、膠狀物等,可降低逆滲透膜阻塞的機會。一般前置濾心多由孔徑 5 μm的聚丙烯纖維(PP 棉)製成,用以進行初步過濾。在實務操作上可先通過5 μm濾心進行初步過濾,再通過1 μm濾心進一步過濾較小顆粒物質,處理後的 水繼續進入活性碳濾心進行吸附處理以去除水中殘留氯及其他有機物質後再通 56 入逆滲透單元。某些逆滲透處理系統則將1 μm濾心及活性碳濾心前後對調,亦 即先經活性碳濾心處理再進入1 μm濾心。 前置處理單元中之活性碳通常為第二道濾心,以粒狀活性碳或纖維活性碳製 成。因活性碳為多孔性的結構,具有極大的表面積,故具備極高的吸收力,可吸 附許多污染物質如農藥、殺蟲劑、滅鼠劑,三氯甲烷等有害健康或致癌物質,以 及氧化性物質如漂白劑與氯,另外也可處理蛋白質、脂肪等物質。由於活性碳極 強的吸附能力,亦具備除臭、去除異色及有機物等功能;對於無機物質則不具顯 著去除效果,包括陰離子型態的污染物(如硝酸鹽) ,以及重金屬及硬度(鈣、鎂 離子)物質。通過前置濾心的細菌此時會附著在活性碳顆粒表面形成生物膜,隨 著生物膜成長,由其表面脫落的游離細菌顆粒也會增加,故若未定期更換活性碳 濾心,則會增加逆滲透膜的工作負荷而降低其使用期限。 一些逆滲透機種在活性碳濾心之後會增設後置濾心,通常為1 μm孔徑的聚 丙烯纖維濾心,可阻擋前端活性碳濾心溢散出之粉末,並可再度過濾通過前置濾 心及活性碳濾心之細微物質,將進入逆滲透膜前的原水中雜質含量再次降低。 單憑一般水壓或大氣壓力並不足以抵抗逆滲透膜之滲透壓,故需採用加壓馬 達以提升造水水量及其品質,一般家庭用淨水器之逆滲透膜壓力約為5-6 kg/cm2 (70-80 psi),故需注意過濾膜所承受之壓力是否合宜。由於每10 公尺的高度可 以產生1 kg/cm 2 (14.22 psi)的水壓,故可依裝設逆滲透淨水器之地點並參酌 不同高差所形成之水壓,以考慮是否應加裝加壓馬達以提高水壓,或者設置減壓 閥以降低水壓,以避免壓力過大致使濾心外殼或連接水管破裂。 逆滲透膜(RO 膜)常使用的材質有纖維質膜、芳香族聚醯胺類、聚醯胺類或 polyfuranes 等。至於薄膜結構形狀有螺旋型、空心纖維型及管狀型等。何種材 質較適於應用於一般淨水處理則無定論。纖維質半透膜之耐氯性較高,但在酸鹼 值大於8 或細菌存在時半透膜較易受到破壞;而聚醯胺類則對氯等氧化劑之耐受 性較差,需視原水特性進行選用。孔徑最小的逆滲透膜可濾除分子量大於100 Da 的物質,過濾仍殘存於水中微細的重金屬、消毒劑、農藥、漂白劑、氯酸鉀、色 素、染料、各種濾過性病毒等,並可排除90%-98%的單價離子,對雙價離子的 排除率則可到95%-99%左右。 壓力儲水筒為逆滲透淨水器必備的元件,由於逆滲透膜製水需藉著加壓馬達 將水反滲產出,此過程需花費時間而無法在短時間內大量製造純水,故需準備一 儲水桶以裝盛製造出的水。一般家庭用壓力儲水筒約為10 公升左右,其容量隨 57 各家廠商機型而有所不同,應維持桶內壓力為正壓,在取水使用時方能防止細菌 進入,但其壓力也不可過大。此壓力也會影響出水之速度及儲水體積,當壓力儲 水桶內空氣壓力越高時,出水速度越快而桶內儲水容量越少,反之亦然。 其他構造如高壓開關可控制壓力儲水桶滿水時,自動切斷電源以停止造水, 而在壓力降低及水量下降到某種程度時,電源將會自動開啟以開始製水。一般在 逆滲透管的出水處會裝設逆止閥,以防止壓力儲水桶內壓力過大時發生逆流狀 況,使得逆滲透膜發生異常狀況。 市面上所販售的逆滲透淨水器及其濾心耗材價格及更換週期均有所差異,視 製造廠商及機種功能而定。更換濾心時不僅應考慮廠商標示而定,也應該考慮實 際上過濾的總水量是否超過該濾材的負荷,在發現機器效率或製水速度下降、或 出水水質不良時即應更換之,以下大略整理各式耗材更換之週期及價格供參考: 表4.1 典型逆滲透淨水器各單元更換週期及單價 濾心更換週期價格(元) 5 μm濾心3-12 個月200-400 活性碳濾心6-12 個月400-600 1 μm濾心9-12 個月200-400 逆滲透膜1-2 年1200-2000 後置活性碳濾心8-12 個月400-600 (資料來源:環保署飲用水全球資訊網-認識淨水器專刊) 四、購置逆滲透淨水機應注意之事項 機關學校選購逆滲透淨水機時,應考慮該單位之用水情況,是否出現用水量 大或用水時間集中的情形。由於逆滲透裝置出水速度較為緩慢,若遇到下課、午 餐時間需大量用水時,若選用出水量較少的一般家庭用淨水器,可能無法即時供 應足夠水量,造成馬達長時間不斷運轉,容易造成軸承或其他機件消耗損壞,同 時因過濾水量不符該濾心本來設計之用量,當前置濾心不堪負荷時將影響逆滲透 膜的使用,故此時選用處理量較大之機型較佳。另使用一大型機型與同時使用數 台較小機型相較,濾心耗材更換成本、後續維修經費及水電費的支出以大型機型 58 較為便宜,故學校多採用此種方式購置逆滲透淨水機。為了使用上的方便,常由 逆滲透出水之儲水桶裝設管線延伸至各使用單位,但須注意管線及出水口的清 潔。由於逆滲透淨水器出水並無殘留餘氯,故管線內若孳生細菌會影響處理完成 之純水,造成二次污染,因此必要時應於使用點增設消毒裝置。 購置逆滲透淨水器時應注意該機型是否符合安全飲用水處理單元∕系統之國 家標準(CNS)、或美國國家衛生基金會(NSF)之規範。另應考慮維修更換時之便利 性,一些廠商出品的淨水器僅能使用該廠牌的專用濾心或材料,若需維修或更換 時若無法立即取得,抑或該廠牌在國內已無代理,則會嚴重影響日後維護保養工 作;某些廠牌之淨水器裝卸濾心時需特殊工具時或僅能由廠商更換,若需緊急處 置時將緩不濟急,故逆滲透淨水器的廠牌選擇需要慎重考量,選擇濾心耗材易取 得之機型,以降低後需維護及操作之成本。購置逆滲透淨水器實應取得維護保養 資訊,並依既定期程進行維護工作,以確保出水水質。 逆滲透淨水機之產水率低,每製造一份純水會製造出1-5份之廢水,故應另 設廢水收集桶或將其導引至適當位置,供澆花或沖馬桶使用,進一步節省水資源。 59 第六節消毒 一、消毒之原理 消毒/殺菌/抗菌主要目的為利用不同物理或化學方法,使微生物的蛋白質或 酵素變性,失去正常功能,或是破壞損傷細胞膜、抑制其繁殖生長等,其中消毒 主要目的為消滅大部分的微生物,但是對於消毒劑抗性較佳的部分物種,就可能 無法完全消滅。而殺菌則不論病毒、細菌或是真菌,皆加以消滅。對於抗菌的部 分則是利用不同的方式進行持續地消毒,以抑制微生物的生長。 消毒過程中影響抑菌效率的因素有許多,其中微生物的種類或形式,主要在 於考慮微生物對於化學消毒劑的抗性(resistance),是影響消毒作用重要的參數 之一。常見的微生物種類及形式如下:  可繁殖細菌(vegetative bacteria):例如沙門氏菌(Salmonella)、大腸桿 菌群(coliforms)  腸道病毒(Enteric viruses):例如以E. coli 為宿主細胞的噬菌體 (coliphages)、A 型肝炎病毒(HAV)、諾羅病毒(Noroviruses)  細菌孢子(Bacterial Spores)  真菌孢子(Fungal Spores)  原生動物囊胞(Protozoan (oo)cysts)、孢子、腸道寄生蟲卵等:例如隱孢 子蟲、梨形鞭毛蟲、蛔蟲等 一般而言上述不同類型之微生物中,以可繁殖細菌對於化學消毒劑的抗性較 低,腸道病毒之抗性略高,其他細菌或真菌的孢子,及原生動物對於消毒劑的抗 性較強;也因此原生動物是目前飲用水處理所採用傳統消毒過程中較為重視,也 較難以完全控制的部分。 二、殺菌效率評估指標 評估殺菌效率最常用的指標為CT 值,為殘餘消毒劑劑量(mg/L)與接觸時 間(min)的乘積。可比較在不同消毒劑及接觸時間下,對微生物或病原的去活 化情形,通常以log10 來計算去活化的比率,CT 值則以mg-min/L 表示之。以 下為計算去活化比例的方程式: X=-log10(1-N) 或N=1-10-X 60 其中N 為微生物去活化的百分率,X 為對數清除率,當X 為2 時則代表99%的 微生物去活化。 美國環保署將各種消毒劑對於病毒及梨型鞭毛蟲的CT 值歸納如表4.2、表 4.3。在相同之去活化比例下,溫度升高則CT 值減少,亦即提高溫度可提昇消 毒效率。 表4.2 各種消毒劑將病毒去活化的CT 值 消毒劑種類CT 值(mg-min/L) 去活化比例2-log(99.0%) 3-log(99.9%) 4-log(99.99%) 氯3 4 6 二氧化氯4.2 12.8 25.1 臭氧0.5 0.8 1.0 表4.3 各種消毒劑將梨型鞭毛蟲去活化的CT 值 CT 值(mg-min/L) 去活化 比例 0.5-log 68% 1-log 90% 1.5-log 96.8% 2-log 99.0% 2.5-log 99.7% 3-log 99.9% 氯17 35 52 69 87 104 二氧化氯4 7.7 12 15 19 23 臭氧0.23 0.48 0.72 0.95 1.2 1.43 (測試條件:溫度10℃,酸鹼值6~9) 由上表可知,不同的消毒劑對不同的微生物之消毒效率有所差異。與氯及二 氧化氯相較,臭氧的消毒力最強(CT 值最小),但臭氧消毒所需要的技術要求也 最高,所需操作成本也高於氯及二氧化氯消毒。 三、影響消毒效率的因素 影響消毒效率的因素包括物理、化學或其他生物性因子: 1. 消毒劑種類:消毒力越強者,進行消毒過程所耗費的時間也較短。 2. 消毒劑劑量:不同消毒劑消毒能力不同,同種消毒劑增加劑量可提高消毒效 61 率,但加入過量亦可能造成消毒副產物的生成,衍生化學物質之健康危害。 3. 微生物種類及其生理狀態:微生物對消毒劑的抗性有所不同,一般而言原蟲 較細菌或病毒具有較高的抗性。 4. 接觸時間:一般而言,增加接觸時間可以減少消毒劑劑量。 5. pH 值:pH 值可能影響消毒劑在水中存在的形式,因此影響消毒效率。 6. 溫度:溫度升高可以增加消毒效率。 7. 濁度:水中濁度粒子可能聚集並屏蔽致病菌,因此提高消毒劑劑量需求。 8. 溶解性有機或無機物質:水中有機物質會與消毒劑反應,使得與微生物接觸 的消毒劑劑量變少,降低消毒效率。 9. 其他:微生物附著在微粒表面或可能形成生物膜,生物膜內層之微生物因較 難與消毒劑接觸而影響消毒劑之作用。 四、消毒劑的選擇 1. 氯 氯是最常用之消毒劑。氯與水作用,形成氫氯酸與次氯酸: Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl─ 當pH 值在2~3 之間,水中主要以Cl2 為主。pH 值>4 且為稀薄溶液時,上述平 衡式趨向右邊,以HOCl 為主,只有少量的游離氯存在。 水中的HOCl 亦會解離: HOCl → H+ + OCl─ 次氯酸為一弱酸,當pH 值低於6 以下,在水中僅起微弱的解離。隨著pH 逐漸 增加反應往右邊進行,當pH 為7.5 左右,HOCl 及OCl─之濃度約各佔50%。 自由餘氯: 指水中形成之次氯酸(HOCl)及次氯酸離子(OCl─)。一般水體中,當水 體pH 值偏低時氯主要以HOCl 存在,pH 值偏高則以OCl─為主。不論兩者中的 任一形式,都為強力的氧化劑,是為自由餘氯。 結合餘氯: 氯與次氯酸可與水中許多不同的物質作用(包括氮)。水體中銨離子、氨與 氫離子三者間會依水體pH值之範圍達成平衡,形成一氯胺(monochloramine)、 二氯胺(dichloramine)與三氯胺(trichloramine),這三者稱為結合餘氯: 62 NH3 + HOCl → NH2Cl (一氯胺) + H2O NH2Cl + HOCl → NHCl2 (二氯胺) + H2O NHCl2 + HOCl → NCl3 (三氯胺) + H2O 一氯化胺與二氯化胺之氧化力雖比不上自由餘氯,但仍有消毒作用;因其在水中 較為安定,可在配水管線中持續進行消毒作用。 基於液氯的安全性考量及操作難度較高,一般校園可使用的加氯劑以次氯酸 化合物為主。一般常見之次氯酸化合物計有兩種形式:其一為次氯酸化合物的溶 液,廣泛使用於需求量很大的情況,如廢水消毒。其二為高品質乾燥的次氯酸鈣, 多用於小量使用與中途添加,兩者皆在水中解離生成次氯酸根,如下式 Ca(OCl)2 → Ca2+ + 2OCl─ NaOCl → Na+ + OCl─ 對學校而言,液狀次氯酸在長期儲存後有自然降解之可能,不易掌握水中有 效氯之濃度,粉狀次氯酸可於每次使用前依需求之劑量調配,較能有效避免日照 溫度升高而使濃度降解,較容易控制消毒劑量。 2. 臭氧 臭氧(O3)可經由光化學反應或加壓放電等方式形成,為氧化力相當強的 一種消毒劑。臭氧的作用機制有直接反應與間接反應兩種。直接反應以臭氧分子 的型態直接與水中之物質反應,達到氧化及消毒的雙重目的;間接反應時,臭氧 因水中的氫氧離子或其他物質之起始作用發生自解反應,先形成強氧化力之氫氧 自由基(.OH)再氧化水中物質,同時自由基亦攻擊臭氧分子而加速反應進行, 故又稱為自由基鏈鎖反應(radical-type chain reaction)。 臭氧的分解速率會隨著pH 值升高而加速,高pH 值的溶液可促使臭氧分解 產生氫氧自由基,加速氧化、消毒之效率。除了pH 值外,UV 光、H2O2 或其他 高反應性自由基也容易促使臭氧分解,趨向以氫氧自由基為主之間接反應。當水 中pH 值偏低、水中有鹼度(碳酸根離子/碳酸氫根離子)等自由基捕捉劑之存在 時,臭氧的自解效率會變慢,反應朝向臭氧分子為主之直接反應。 臭氧消毒的優缺點 臭氧對於水中微生物之去活性能力高於氯系消毒劑,亦即臭氧具有較高之消 63 毒能力。同時臭氧亦具有去色、去味、除臭等效果,因此臭氧消毒亦常用於淨水 處理,歐洲之淨水廠即常使用臭氧處理,然而臭氧沒有餘氯之持續消毒力,故加 氯消毒仍普遍被包括美國及台灣地區之淨水廠採用。 臭氧消毒之優點:  反應快速、消毒能力強。  無二次污染(降解為氧氣),不產生含氯之消毒副產物。 臭氧消毒之缺點:  臭氧本身對人體軟組織和呼吸道器官等有不同程度的傷害。  反應快速,無法在配水管線中維持殘餘消毒力。  當水中有溴離子存在時,可能形成致癌性的溴酸鹽離子。  臭氧半衰期短,必須於製造後立刻使用,耗費能源量大。 臭氧於校園使用中,需考量設置經費需求(含產生臭氧之電力損耗)、管線 中無餘氯等缺點外,適當控制臭氧產生器之操作條件以維持適當濃度,也是操作 管理員需注意的部份。 3. 二氧化氯(ClO2) 液態二氧化氯以分子的型態溶於水中,性質較不穩定且容易光解,因此使 用時通常皆於現場製造並以水溶液型態進行反應以確保使用上的安全。ㄧ般認為 二氧化氯與臭氧相似,在結構上皆具有自由基的特性,兩者於鹼性條件下易解離 成自由基(OH‧)後與有機物反應,或生成具有強氧化力的中間產物後,發生更 進一步的氧化作用。 二氧化氯對於水中病毒、細菌、病原體等微生物都有很好的去活性效果,也 因此長期以來已被使用於飲用水處理的消毒劑;相較於傳統加氯消毒,二氧化氯 具有一些優勢,包括其適用pH 範圍廣、較不會生成三鹵甲烷等消毒副產物、具 氧化鐵錳和硫化氫的效果等,另在微生物處理上也有良好效果,包括對梨型鞭毛 蟲和隱胞子蟲亦具備部分不活化能力等。 而使用於飲用水處理時需注意的是二氧化氯會於水中行氧化反應時形成致 癌性的無機性消毒副產物:包括亞氯酸鹽(chlorite,ClO2 -)和氯酸鹽(chlorate, ClO3 -),對於一般飲用水處理來說,約50%-70%的二氧化氯會轉變為亞氯酸根 離子,而約30%轉為氯酸根離子,而因此當使用二氧化氯於自來水處理系統時, 較合適的方法應為利用其作為前氧化劑/消毒劑,藉由氧化條件的控制或淨水流 64 程減低氯酸鹽和次氯酸鹽的量,最終再搭配使用氯或氯銨以維持配水系統餘氯量 控制出水中微生物生長。此種操作需要較高之技術,因此一般多應用於淨水廠, 如考慮用於校園消毒單元需注意是否有合適之操作人員。 4. 紫外線(UV) 紫外線消毒廣泛應用於廢水場及一般家用淨水設備,詳見本章第四節紫外線 專節討論。 65 第七節淨水設備單元綜合比較 學校選擇淨水設備前,應根據該校水源水質檢驗結果,針對欲去除的污染物 選擇合適之淨水設備。各淨水單元去除污染物及價格之綜合比較整理如表4.4, 學校應根據近期水質檢驗數據、可用於水質改善之預算、考慮師生人數及用水 量,選擇可有效去除目標污染物、且維護經費及技術皆可負擔之淨水設備。如對 於淨水設備之選擇有所疑慮,可徵詢各地環保局或自來水公司尋求專業協助。關 於校園用水當量之推估可參考附錄五- 各級學校每人每日用水量。 一、加氯設備 若裝設加氯設備,需維持供水系統餘氯濃度於0.2~1.0 mg/L 之間,可利用 市售之簡易餘氯試劑進行檢驗。一般市售之OTD 簡易餘氯測試步驟相當簡單: 滴入適量試劑於待測水樣後,水中的餘氯會與試劑中的orthotolidine(OTD)反 應形成黃色的化合物,以比色法即可得出對應之總餘氯(自由餘氯+結合餘氯) 濃度範圍。另有市售餘氯比色試紙,可分別求得自由餘氯及結合餘氯之濃度,惟 價格較高。市售比色法之餘氯試劑雖只能求得餘氯範圍,無法求出較精準之濃度 值,但以校園簡易加氯或水質檢測要求而言,只要確認管線末端之餘氯維持在法 規值的範圍內即可,故可考慮此種簡便之家用餘氯試劑。市售簡易餘氯試劑價格 可參考下表: 名稱單位價格 1. 餘氯試劑(OTD) 500 c.c. /瓶約300 元 2. 餘氯試劑(OTD)比色組10 c.c./盒約80~250 元 3. 餘氯試紙50 張/盒約700 元 4. 五合一試紙(總氯、自由餘氯、 硬度、鹼度、pH) 50 張/盒約800 元 *OTD 餘氯試劑屬於刺激性帶有毒性物質,請存放於陰涼、兒童不易取得之處, 使用後之試劑請稀釋倒入排水孔。 66 1. 餘氯試劑(OTD) 2. 市售餘氯試劑+比色版 3. 餘氯試紙 (圖片來源http://www.hach.com) 4.五合一試紙(總氯、自由餘氯、硬度、 鹼度、pH) (圖片來源http://www.hach.com) 圖4.14 市售簡易餘氯試劑 加氯設備一般安裝於儲水塔出水口,使出流水經有效消毒後再分送至用水單 元。加氯設備設置經費包含加藥機、馬達、藥劑稀釋槽及管線更動工程費用等, 依學校需求而差異甚大。學校也可安裝簡易型加氯設備,以馬達帶動藥劑(漂白 水或次氯酸鈣粉末)稀釋槽中的藥劑進入水塔,每周或每日配藥以確保藥劑活 性,飲用水管理人員定期於管線末端測餘氯即可,此類簡易加氯設備設置費用約 需5~8 萬元。若學校想精確控制餘氯濃度,則可設置自動控制加藥機、連續式 餘氯偵測器及監控電腦模組,用水管理員可由電腦得知加藥量、餘氯值及藥品剩 餘量,藉以監控餘氯狀態,此類設備約30~100 萬元不等。 二、過濾設備:關於過濾單元之說明,詳見本章第一節。其濾心購置費用包括: 1. PP 濾心:小型家用約100~500 元,大型約6,500 元(視尺寸而異)。 2. 活性碳濾心:小型家用約200~1000 元,大型約8,200 元(視尺寸而異)。 67 3. 陶瓷濾心:小型約1,000~2000 元,大型約12,500 元(視尺寸而異)。 三、離子交換:關於離子交換單元之說明,詳見本章第三節。其設置費用包括: 1. 商用全自動軟水器約35,000 元。 2. 市售拋棄式濾心約200~1000 元,自動反洗離子交換濾心9,500 元。 3. 填充陽離子交換樹脂約8,000 元/25 公升。 四、紫外線(UV):關於紫外線單元之說明,詳見本章第四節。其設置費用包括: 1. 小型家用紫外燈本身約1400~5000 元。 2. 燈管約600~2000 元(2~12 加侖/分)。 *一加侖=3.785 公升 五、逆滲透(RO):關於逆滲透單元之說明,詳見本章第五節。其設置費用(含 前置過濾器)包括: 1. 飲水機附RO:約26,000~28,000 元。 2. 小型家用RO+儲水槽:約3,000~5,000 元(50 加侖/天)。 3. 大型RO 設備約15,000~55,000 元(300~1500 加侖/天,依產水速率而異)。 表4.4 淨水設備去除污染物及價格比較 可去除污染物 淨水設備種類無機陰離子 (硝酸鹽氮…等) 農藥氣味臭味硬度重金屬細菌/病毒 購置 成本 維護 難易 度 備註 加氯設備X X X X X X ○ 高中定期檢驗餘氯 過濾X X X X X X X 低易主要用於輔助設備 活性碳○ ○ ○ ○ X △ △ 低中 陽離子交換X X X X ○ ○ X 低中 陰離子交換○ X X X X X X 低中 紫外光X X X X X X ○ 中中主要用於輔助設備 逆滲透○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 高難產生1~5倍廢水 註:○表示去除效率良好,△表示部份去除,X 表示去除效率差 購置成本高=大於5 萬元,中=1 萬~5 萬元,低=小於1 萬元(學校使用之大型設備) 高=大於4,000 元,中=1000~4000 元,低=小於1000 元(一般家戶使用之設備) 新增年維護經費–每年以購置費用之10%~20%估算。 第八節中央信託局共同採購契約之淨水設備 一、反洗過濾設備 以物理性阻隔為主要處理機制,水中雜質直徑大於濾心孔徑時,即被攔阻在 濾心表面。因此,濾心需定期清洗或更換以避免微生物於表面滋生並維持過濾處 理能力,確保出流水的水質。各種濾心的處理效果視其材質、孔徑而不同,以下 就中央信託局(以下簡稱中信局)共同採購契約之反洗過濾設備進行介紹,提供 各校參考。 1. PP 纖維反洗淨化過濾器: 濾材孔徑為5 μm之聚丙稀(PP)組成,藉由其微小的孔徑,將水中雜質等大分子 懸浮固體阻隔,通常為原水或自來水進流後之第一道處理步驟。 2. 雙層折疊反洗淨化過濾器: 相對過濾孔徑5 μm,材質功能同PP 纖維過濾器,但外觀為雙層折疊(多層折疊 式)。 3. UDF 活性碳反洗淨化過濾器: 為孔徑5 μm之纖維狀活性碳,除了物理性阻隔雜質外,活性碳還具吸附有機物 之功效,因此亦可用作去除餘氯、脫色、除臭等。活性碳濾心亦有一定的吸附量, 達飽和即需更換。 4. 離子交換樹脂反洗淨化過濾器: 疏水性之陽離子交換樹脂,可交換水中鈣、鎂等硬度來源,達到水質軟化之功效。 離子交換樹脂亦有一定使用容量,飽和後若未將濾心再生,反而可能交換出軟水 器上之雜質,使水質更髒。 5. 陶瓷反洗淨化過濾器: 以陶瓷礦物為材料,經高溫燒結產生堅硬細緻之孔隙組織。此處亦為5 μm之孔 徑規格,此種濾心達飽和後可進行清洗,將濾心表面的雜質以硬刷去除,清潔維 護較為簡易。 70 (a)某國小反洗過濾設備(b)更換後之舊活性碳濾心 圖4.15 反洗過濾設備 上述濾心皆有使用壽命,當其使用容量飽和後,若不進行更換除了無法發揮 應有之功效外,更有微生物滋生、影響水質之疑慮。廠商之操作說明書中亦應記 載建議使用壽命,一般而言,PP 纖維過濾濾心、雙層折疊濾心、陶瓷濾心多作 為第一道過濾,建議每3 個月更換一次,活性碳、離子交換濾心等第二道過濾則 約6 個月更換一次。此外,更換頻率應視該校水質而有所調整,若濾心表面肉眼 可見變為土黃色時,應進行更換。購買此類淨水設備時,應要求設備供應商提供 後續維護保養相關資訊,包括年維護費用,並應考慮耗材取得之容易。 二、飲水機 1. 一般型飲水機 為一般校園常見供水方式中的飲水機單元,中央採購契約提供溫熱/冰溫 熱、程控殺菌、RO 逆滲透等不同功能選擇。部份附有RO 逆滲透純水機之機型 單價也不高,但選購時應考量後續RO 設備維護與耗材更換之花費,考慮設置之 必要性及費用後再進行設置,以免購買後經費不足而未定期更換濾心,反而造成 水質惡化。 2. 桌上型飲水機 為一般校園常見供水方式中的開飲機,由於此類開飲機非屬連續供水固定設 備,未受飲用水管理條例規範需進行每月維護及每3 個月之水質檢驗。加上某些 中央採購契約之機型附有活性碳濾心,若不按照使用說明定期更換濾心,微生物 71 可能於活性碳表面形成生物膜,影響水質而不自知。建議使用此類飲水機之學 校,亦對飲水機之出流水進行必要之水質檢驗。 3. 貯備型電開水器 中信局中央採購的規格自10 加侖~100 加侖,功能類似一般校園常見供水 方式中的鍋爐,將水煮沸後供飲用,僅能提供熱水,使用上較不方便,故校園中 仍以一般型飲水機為大宗。 4. 電水壺 水壺底部附加熱線圈或加熱平板,功能亦為煮沸。中央採購的機型為1.8 公 升之小容量電水壺,主要適用於泡茶、煮開水等簡單用途,不適合供應學生飲用 水使用。 詳細規格與價格請參閱台灣銀行「共同供應契約電子採購系統」網址: 一、反洗淨化過濾器,案號:LP5-970008。 http://www.bot.com.tw/NR/rdonlyres/CD501236-E081-417E-9442-73251C136 6E5/0/Cmsup_Spec_percolator96_010.htm 二、飲水機,案號:LP5-970015。 http://www.bot.com.tw/NR/rdonlyres/32053EAB-E9B5-4597-9034-A08EC9299 F66/0/Cmsup_Spec_df_97_010.htm 72 第五章校園用水安全維護 第一節校園用水管理相關法規 目前與校園用水安全相關之飲用水管理法規主要透過飲用水管理條例、飲用 水設備維護管理辦法及自來水法之規定加以規範。飲用水管理條例主要針對飲用 水水質安全、飲用水設備設置及維護、定期採集水樣進行檢驗與分析等工作加以 規定;自來水法中與校園用水安全相關者主要為用戶用水設備之使用規定,規定 自來水用戶不得任意更改用水設備,自來水用戶用水設備標準則就用水設備之設 置及管理維護加以規定。此外,各級學校如同時使用自來水及非自來水時,必須 依照自來水用戶用水設備標準之要求設置兩套獨立之用水系統,兩套管線系統彼 此間不得相通,以避免污染。 一、飲用水管理條例相關規定 根據飲用水管理條例第九條規定「公私場所設置供公眾飲用之連續供水固定 設備者,應依規定維護,並作成維護紀錄,紀錄應予揭示,並保存供主管機關查 驗;其維護方法、頻率、紀錄之製作方式、揭示、保存期限及其他應遵行事項之 辦法,由中央主管機關定之。」其施行細則中說明「本條例第四條所稱公私場所 供公眾飲用之連續供水固定設備,係指公私場所以管線輸送固定水源並能連續處 理及連續供水之飲水機,或將其處理後之水以管線輸送至飲水檯供人飲用之裝 置。」。因此,一般校園常見之用水設備除開飲機、瓶裝蒸餾水及鍋爐等設備之 外,皆受到根據飲用水管理條例中飲用水設備相關條文之規範,對於飲水設備之 設置、維護、水質檢測、紀錄等均需依法辦理。因環保署目前並未依飲用水管理 條例第八條規定公告任何公私場所為指定公告之公私場所,故現階段各級學校採 購飲用水設備時不需要事先申請登記即可購置使用(惟須符合採購法之相關規 定),但飲水設備設置後仍須依規定定期進行設備維護及水質檢驗工作。 根據民國95 年環保署公告「飲用水連續供水固定設備使用及維護管理辦法」 之規定,校園用水設備管理者應負下列五項管理責任: 1. 維護: 每月至少自行或委託業者進行1 次維護。 73 2. 檢驗: 應每隔三個月委託合格之代檢驗機構採樣檢驗水質,檢驗項目為大腸桿菌 群,檢驗的比例為所有台數的八分之一。檢測頻率如下:  接用自來水者:飲用水每3 個月檢測大腸桿菌群。  非接用自來水者:飲用水每3 個月檢測大腸桿菌群;水源每3 個月檢測大腸 桿菌群、硝酸鹽氮及砷。其中水源之硝酸鹽氮及砷,連續1 年檢測結果均符 合飲用水水源水質標準時,自次年起改為每隔6 個月檢測一次。另外,出水 溫度維持於90℃以上者,得免除每3 個月大腸桿菌群之檢測。 3. 紀錄: 每次維護內容及水質檢驗狀況,應詳載於表5.1 所示「飲用水設備水質檢 驗及設備維護紀錄表」,其紀錄應保存2 年以備主管機關查核。 4. 公布: 將上述飲用水設備水質檢驗及設備維護紀錄表,公布張貼於飲用水設備的明 顯處。 5. 水質管理: 當檢驗結果發現水質不符合飲用水水質標準時,各校飲用水設備管理人員應 立即採取下列措施:  關閉進水水源,停止飲用。  懸掛「暫停使用」告示警語。  進行設備維修工作。  三日內向所在地主管機關(環保局)申報水質檢驗數據。  在完成維修工作後應進行水質複驗,若符合標準者,應檢具符合之證明文件 向所在地主管機關報請查驗,完成改善後,始得再供飲用。 二、自來水法關於用水設備相關規定 由用水設備來看,一般校園所使用的用水設備應能滿足一般自來水供水的三 個基本條件,方能滿足供水需求: 1. 所使用的材質不影響原本合於飲水用途的水質, 2. 能提供整體建築各區域適當的供水壓力, 3. 能提供充足的水量。 自來水法第二十三條即規定「本法所稱用水設備,係指自來水用戶,因接用 74 自來水所裝設之進水管、量水器、受水管、開關、分水支管、衛生設備之連接水 管及水栓、水閥等。」。由於自來水法第五十條另規定「自來水用戶用水設備, 應依用水設備標準裝設,並經自來水事業或由自來水事業委託相關專業團體代為 施檢合格,始得供水。前項用水設備標準,由中央主管機關定之。」,此即說明 用戶端各項用水設備之設置應符合主管機關規定之用水設備標準,並經檢查合格 者方能使用。 民國96年2月13日修正之自來水用戶用水設備標準,對於各項用水設備加以 規範,該條文對於各項用水設備之設置、器材、施工及使用加以規定。其中與校 園用水安全直接相關者有兩條: 第十四條:用戶裝設之抽水機,不得由受水管直接抽水。 第十八條:自來水與非自來水系統應完全分開。 依此項規定,各級學校如同時使用自來水及非自來水時,必須設置兩套獨立 之用水系統,兩套管線系統彼此間不得相通,以避免污染。 第二節校園用水設備之設置原則 校園用水管理人員應充分掌握校園用水來源及水質狀況,並瞭解校內蓄水 池、水塔、校內淨水設備、飲水機及地下水井、化糞池等之相對位置及供水系統 流程;並對照圖5.1校園用水安全檢查流程,定期針對學校水源類型及用水情況, 逐一檢查各項硬體設備之完整性,依據衛生檢查結果及用水水質狀況研判是否需 增∕減其他設備,以瞭解校內用水設備之設置是否符合各校需求,並視需要進行 各項改善工作。各項用水設備或管線之汰換、新設或維修等相關圖資皆須妥為建 檔,以利日後維護管理。 由於以自來水或地下水為水源時所使用之用水設備及維護管理方式有所不 同,校園用水設備管理人員應依各校水源狀況及用水設備設置情形研擬合適之校 園用水管理辦法,據以執行校園用水衛生檢查工作。原則上,完整而全面之校園 用水設備衛生檢查(自水源、供水設備至供水點)至少每年應執行一次(可配合 水池水塔清洗時執行),並應留下完整之檢查紀錄。檢查紀錄應包含檢查人員、 檢查範圍項目及檢查結果。為隨時掌握校園用水設備之使用狀況,每月∕季可配 合環保署飲用水設備水質檢驗及飲用水設備維護工作進行校園用水設備巡察,以 75 檢視是否有應進行修繕或調整之處。此項巡察亦應留下紀錄,以隨時掌握校園用 水狀況。 本節所說明之硬體設備安全檢查,應配合水質檢驗報告一併進行,當確認學 校水源安全、硬體設施之設置無重大問題後,未來只需定期進行自我檢查,做好 維護管理的工作,即可有效進行校園用水設備維護及管理工作。關於自我檢查之 流程與步驟將於本章第三節詳述,以下則針對硬體設施之安全檢查作說明。 76 表5.1 飲用水設備水質檢驗及設備維護紀錄表 *飲用水設備編號: *登記使用有效期間: 年月日 設備設置單位: 連絡電話: 設備負責人: 設備管理人: 水源類別: 一、飲用水設備維護紀錄 維護日期清洗更換消毒其他 維護人 員簽名 備註 設備維護單位: 電話: 註: 1.設備維護紀錄應註明清洗、更換及消毒之詳細內容(如更換濾心、管線消毒 等)。 2.本表請置於飲用水設備明顯處。 二、水質檢驗紀錄 項目 標準 日期 大腸桿菌群 6.0 MPN/100mL 硝酸鹽氮 10 mg/L 砷 0.05 mg/L 檢驗測 定單位 是否符 合標準 備註 註: 1.接用自來水者,每次應檢驗大腸桿菌群。 2.非接用自來水者,處理後水質,每次應檢驗大腸桿菌群;其水源每次應檢驗硝 酸鹽氮及砷。 3.非屬公告之公私場所打*記號處免填。 4.請將水質檢驗數據填入本表,並將原始檢驗報告存查。 77 圖5.1 校園用水安全檢查流程 校園用水來源 非自來水、自來水併用 非自來水自來水 1. 地下水、自來水用途區隔? 2. 地下水、自來水管線是否相通? 3. 用水設備是否定期維護? 4. 蓄水池不應置於地面下 1. 自來水、地下水管均應明確區隔 2. 地下水不應與人體有接觸 3. 用水設備應定期檢查/維護 4. 定期飲用水水質檢驗 5. 確認水井未受化糞池污染 單一水源 1. 化糞池結構是否完整? 2. 水井附近有無明顯污染源? 3. 用水設備功能是否完整? 4. 飲用水是否經煮沸或消毒? 5. 蓄水池不應置於地面下 1. 用水設備應定期檢查/維護 2. 定期飲用水水質檢驗 3. 確認水井未受化糞池污染 4. 校園用水應有良好消毒程序 單一水源 1. 水池水塔是否定期維護? 2. 是否設有飲用水設備 (如飲水機)? 3. 水質檢驗是否合格? 4. 蓄水池不應置於地面下 1. 定期用水設備檢查/維護 2. 定期水質檢驗 78 一、以地下水為單一水源 以地下水為水源之學校可參考圖5.2地下水之安全用水評估流程擬定及施行 校園用水設備檢查。一般而言,未受污染之地下水其水質狀況會優於地表水,因 為地下水已經地層土壤之層層過濾及吸附。水質良好之地下水只要經適當之消毒 (加氯或紫外線消毒)即可供民眾飲用。台灣地區因為人口稠密、農業發達,因 而地下水常遭生活污水及農業化學品(農藥及肥料)之污染。此種地下水受污染 之情況在淺層地下水特別明顯。 1. 避免水井受到周遭環境污染 以地下水為唯一水源的學校,需注意水井本身結構之完整性、水井周遭是否 有污染源,包括是否過於接近學校及鄰近住家之化糞池與垃圾場。因淺井較易受 到地表污染源之污染,水井應有足夠深度。如水井出水過於混濁,應檢查水井井 框之篩網設置位置是否合宜,以降低後續處理之成本。如出水水質無法改善,應 尋找其他合適之開鑿位置。 為避免地下水遭化糞池污染,應定期檢查化糞池的完整性以免排泄物滲漏污 染地下水。此外,定期監控水質指標微生物參數(以大腸桿菌群為代表性指標污 染物)。當化糞池有滲漏污染水井之疑慮時,可於便器投入食用紅色色素,並於 一兩天後檢查水井或水龍頭出水,若有紅色出流水則表示化糞池污水已滲漏入水 井。 當井水遭受不易改善之污染時(如周遭有垃圾場等),應封閉原有水井、改 變水井位置或增加取水深度以取得符合水源水質標準之地下水。 2. 用水設備功能是否完整 良好的淨水處理系統應包含過濾及消毒兩個部份。基本過濾設備應含5 μm 及1 μm 兩種孔隙之濾心,前者去除原水中粒徑較大之泥沙,後者則用以阻隔水 中較細小之粒狀物及原生動物等。消毒設備可採用加氯消毒或煮沸,以自動加氯 機配合控制器維持水塔中的餘氯濃度,管理人則以簡易餘氯測試劑檢查管線末端 出水的餘氯,使餘氯濃度維持在0.2~1.0 mg/L 之法規值。所有非自來水的水源 都應具備有效的消毒設備,校方可就現有設備改善,或設置符合法規的設備,並 定期維護各項設備功能。未經適當消毒之地下水(惟符合飲用水水質標準之深層 優質地下水除外)不應提供學生使用(包括洗手台),以維護學生之健康。 79 地下水如經檢驗發現有硝酸鹽或重金屬(最常見為砷)存在時,前述過濾或 消毒處理均無法有效去除此類硝酸鹽或重金屬污染物。如無法尋得水質較佳之替 代水源時,應設置適當之處理設備(如逆滲透),以降低學童暴露到硝酸鹽或重 金屬之潛在危害。 舊有校園建築物常利用地下室基礎層之空間設置蓄水池,當附近有鄰水溝、 化糞池或地下消防池時,常因蓄水池壁裂縫而使污水滲入。大雨過後,亦可能因 為地下室積水而污染蓄水池。另外,設於地下之蓄水池通常無法設置溢流管、通 氣管、排水管等必需附屬設備,同時使後續管理維護工作更加困難,包括清洗不 易、內部檢查不便、龜裂修補困難等,易使水質遭受污染。應逐漸以水塔或地面 上蓄水池取代之。蓄水池及水塔通氣孔應設防蟲網避免昆蟲進入,周圍亦不得堆 置雜物。 3. 未處理過之地下水僅供清掃、澆灌使用 未經處理之原水應只可用於沖洗廁所、澆灌及清掃等用途,不得用於清洗 食物、餐盤及學童洗手刷牙等用途。當洗手台同時供應未經處理及處理後(如加 氯消毒、過濾等)之地下水時,應以不同顏色或記號標示做出明顯區隔,或變更 水龍頭位置,將未經處理之地下水龍頭移至洗手台側邊低處,避免學童誤用。未 經適當處理之地下水水龍頭應上鎖,以避免誤用。 4. 定期飲用水水質檢驗 參閱本章第一節之檢驗部份,非自來水源之飲用水每3 個月檢測大腸桿菌 群、硝酸鹽及砷。連續1 年檢測結果硝酸鹽及砷均符合飲用水水質標準時,自次 年起改為每隔6 個月檢測一次。另外,連續供水設備之出水溫度維持於90℃以 上者,得免除每3 個月大腸桿菌群之檢測。水質檢驗應委託環保署認可之檢測業 者以確保數據品質,合格業者之訊息可向各縣市環保局詢問。 80 圖5.2 使用地下水為水源時用水安全評估流程 (惟經確認不會被地面水污染且符合飲用水水質標準之深層優質地下水除外) 地下水井規格是否符合設置 標準(結構、深度、水質等) 否 1. 關閉/整修水井 2. 採用合格之水井 3. 增加取水深度 是 水井附近是否有污染源(如化 糞池、垃圾場) 是 否 1. 化糞池構造是否完整 2. 定期監控水質指標微生物參 數 3. 有污染疑慮時立即封閉水井 用水設備功能是否完整(輸水 管線、蓄水池) 否 是 未處理過之地下水是否僅供 沖廁、清掃、澆花使用否 是 未處理與處理後的用水點(水 龍頭)是否可明顯區隔否 1. 設置符合法規之用水設備 2. 就現有設備改善之 3. 定期檢查維護各項功能設備 1. 非經適當處理不可作為飲用 水水源 2. 非經適當處理不可用於清洗 食物、餐具 1. 水龍頭以不同顏色或記號標示 2. 變更水龍頭設置位置 3. 使用具鎖定功能之水龍頭,並 限定使用人 81 二、以地表水為單一水源 以地表水為水源之學校可參考圖5.3地表水之安全用水評估流程擬定及施行 校園用水設備檢查。地表水於地表流動,因而一般地表水中含有因土層沖刷所帶 出之各種雜質,因而含有較高之濁度及動物之排泄物。在颱風季節,地表水中之 濁度更大幅上升,必須等待水質穩定後才能供後續使用。此外,地表水極易受到 各種人為活動之影響而受到污染。為避免地表水中之污染物影響到人體健康,地 表水應經適當處理方能供飲用,過濾及消毒為地表水應有之基本處理程序,未經 良好過濾及充分消毒之地表水禁止供學生使用。下列措施為使用地表水為水源之 學校應注意及執行之基本工作。 1. 取水口是否適當 取水口的選擇應考慮是否能提供穩定水量的水源及良好的水質。因山泉水或 地面溪流可能因乾季而水量不足,高山蔬果的種植亦可能使水源遭受農藥等污 染,因此取水口之選取應考量水源水量是否穩定,必要時應有替代水源供使用。 同時應避免使用周遭有垃圾棄置場或明顯污染源之取水點,並應定期檢視取水口 周圍環境,當有污染疑慮時立即停止供水。取水口應裝設篩網,避免昆蟲或雜物 直接進入取水管線,以降低後續處理之需要。平時應經常檢查取水口篩網是否阻 塞,以維持取水量。 2. 用水設備是否完整 以地表水為水源之用水設備主要包括儲水設備及處理設備兩部份。使用山泉 水等地表水之山區學校,若師生人數不多,儘可能由1-2 個水塔供應一般用水以 減低處理之操作及維護費用,多餘之水塔則作為儲水用途,但仍需同時進行定期 清洗。 因地表水雜質較多,除於取水口設置篩網外,於取水管線進入蓄水用之水塔 前建議先經簡單粗濾設備以過濾雜質後再進入蓄水塔儲存,此可大幅降低後續蓄 水塔之維護費用。所使用之粗濾設備以簡單、價廉為原則,亦可自行以鐵絲網搭 配濾棉之方式設置,除能降低設置成本外亦能去除水中明顯可見之粒狀物。 在供師生使用之前,地表水應經適度之過濾及消毒處理。由蓄水塔中流出之 水體,可使用細濾搭配活性碳濾心處理再加以消毒。所謂「細濾」以1 μm之濾 心為佳,可有效去除包括一些原生動物等污染物及細微雜質。活性碳吸附設備可 82 用以去除水中有機污染物,若有農藥污染疑慮亦可裝設活性碳處理設備。一般而 言,地表水經粗濾、細濾、活性碳(視需要)、消毒等設備處理後,才能作為清 洗、烹煮食物與飲用水之水源。 3. 未處理過之地表水僅供清掃、澆灌使用 未經處理之原水應只用於沖廁所、澆灌及清掃等用途,不得用於清洗食物、 餐盤及學童洗手刷牙等用途。當洗手台同時供應未經處理及處理後之地表水時, 應以不同顏色或記號標示做出明顯區隔,或變更水龍頭位置,將未經處理之地下 水龍頭移至洗手台側邊低處,避免學童誤用。未經適當處理之地表水水龍頭應上 鎖,以避免誤用。 83 圖5.3 使用地表水(山泉水)為水源時用水安全評估流程 地表水取水口規格是否具有 合適(水源水質、深度、水量 變化、是否設有篩網等) 否 1. 尋找水量穩定之水源 2. 取水口建議設置篩網 3. 增加取水深度 是 取水附近是否有污染源(如垃 圾棄置場、明顯污染) 是 否 1. 取水口附近應無顯著污染源 2. 定期檢視取水口附近環境 3. 有污染疑慮時立即停止供水 1. 用水設備功能是否完整 (輸水管線、蓄水池) 2. 水塔前是否設有粗濾設備 否 是 1. 儘可能僅由1-2 個水塔供 應一般用水以減低維護費 2. 水塔出水經細濾、活性 碳、消毒後再提供使用 否 是 未處理與處理後的用水點(水 龍頭)是否可明顯區隔否 1. 設置符合法規之用水設備 2. 可就現有設備改善之 3. 使用簡單粗濾設備過濾雜質 1.非經過濾及消毒處理不可作為 飲用水水源及清洗食物、餐具 2.多餘水塔可作為蓄水使用,但 應經常清洗 1.水龍頭以不同顏色或記號標示 2.變更水龍頭設置位置 3.使用具鎖定功能之水龍頭,並 限定使用人 84 三、以自來水為單一水源 以自來水為水源之學校可參考圖5.4 自來水之安全用水評估流程擬定及施 行校園用水設備檢查。由於自來水已經自來水供水系統處理,並經檢驗符合飲用 水水質標準後方可供水,因此自來水是安全衛生的飲用水。一般自來水用戶用水 設備只要合乎自來水法相關用水設備之規定,即可有效避免二次污染。一般以自 來水為水源之飲用水設備,由於其水質已符合飲用水水質標準,因此應以殺菌為 重點,以避免浪費並確保水質安全。 1. 評估是否需設置淨水設備 各校可向水公司索取該區自來水水質相關基本資料(餘氯、硬度、濁度、硝 酸鹽氮等),以評估校內是否需裝設淨水設備。附錄六亦提供各縣市環保局自來 水水質檢測結果供各校參考。當水質安全有疑慮時,則根據水質項目安裝適當的 淨水單元(詳見第四章淨水設備比較)。水質良好時,則可視學校供水設備的狀 況(供水管線是否老舊、蓄水池與水塔清洗維護狀況)決定是否裝設開飲機等飲 水設備。 2. 評估是否有負壓進水之虞 負壓污染主要是停水期間馬達持續由給水管上直接抽水,或設置於地下樓層 之水池因虹吸進水吸進髒水所致。負壓污染大都屬間歇性,少量污染被餘氯消毒 而不易覺察,但若污染物中含有石炭酸類化合物,則會產生強烈消毒水味(所謂 「藥味」)。 3. 各項用水設備之管理維護 蓄水池及水塔、供水管線、出水點水龍頭及廚房用水等各項設備均應定期檢 查、清洗與維護。用水設備及管線若經過地下,應測試化糞池及排水系統有否污 染之虞並考量其之封閉或遷移之可行性,並檢查管線不得與消防用水錯接外,每 半年定期檢查管線設備及清洗水池水塔一次。 4. 定期檢測餘氯 定期以簡易餘氯測試劑檢查管線末端出水之餘氯,若濃度降低表示自來水在 供水系統中滯留時間過長或受到污染,應採取合適之因應措施。 85 圖5.4 使用自來水為水源時用水安全評估流程 向水公司索取供水水質相關 基本資料(如硬度、濁度、pH 等),以評估是否必要設置淨 水設備 (水質有疑慮,須另行使用淨水 設備時) 參考飲水設備設置相關 注意事項決定如何設置飲水設備 (水質良好,無須另行使用淨 水設備時) 自來水是否經過 水池水塔等蓄水設備 是 否 1.自來水用水設備及管線若經過 地下,應檢查化糞池及排水系統 污染之可能及封閉性 2.檢查管線有否滲漏或錯接 3.定期檢查餘氯是否顯著降低 4.蓄水池不應置於地下 是 ‧是否供應廚房用水 或裝設飲水設備(如飲水 機、開飲機) 不同用途之供水水龍頭應以不同 顏色或記號標示(如供直接飲 用、僅供清洗等用途) 建議每月定期檢查管線設備,每 半年至一年清洗維護水池水塔一 次,並檢查是否有負壓污染之問 題 否 ‧飲水設備功能是否合乎需求 ‧飲水設備應定期檢查維護 (煮沸溫度、更換濾材、外 部清潔等) ‧應定期進行水質檢驗 是 否 86 四、自來水、非自來水併用時 1. 自來水、非自來水管線需有明顯區隔 當學校有自來水管線,但因水費等因素另行抽取地下水或引地表水作為輔助 水源時,兩者之蓄水設備及管線需完全區隔。原則上,非自來水只作輔助用途, 不與學童有直接接觸。若遇自來水停止供水等特殊情況時,非自來水需經有效消 毒才能作為生活用水之水源。 2. 自來水、非自來水用途需不同 當非自來水只用於沖廁所、澆灌、清洗及消防用水,不與人體接觸時,學校 也不需針對非自來水裝設處理設備,即可達到作為輔助水源節省經費之目的,並 應明確規範只有自來水能作為飲用水及學生清潔用水(例如洗手台)水源。因此, 若洗手台上同時具備兩種水源之水龍頭,最好移至洗手台側邊低處,避免學童混 淆用以洗滌、刷牙,必要時非自來水之水龍頭上鎖,或水龍頭開關取下使學童無 法取水。 3. 用水設備定期維護及水質檢測 不管使用何種水源,蓄水池及水塔應每學期清洗一次,並定期進行飲用水水 質檢測以評估供水系統之完整性。當洗手台供應未經處理之非自來水時,雖無法 令強制規定洗手台水質檢測,亦應編列預算定期檢驗水質(視預算決定半年~一 年檢驗一次)以確保學童洗滌安全。 依現行「自來水用戶用水設備標準」第十八條之規定,「自來水與非自來水 系統應完全分開。」。為避免供飲用之自來水系統受污染,各級學校如同時使用 自來水及非自來水時,必須設置兩套獨立之用水系統,且兩套管線系統應有明顯 標示,彼此間不得相通。 87 第三節校內用水自我檢查 日本「簡易專用水道檢查手冊」,對自來水用戶之用水設備設置、水質管理、 檢查方法與步驟等均有完整的敘述,並規定大型用戶必須每年進行一次用水設備 自我檢查。此簡易專用水道之設定前提為:自來水流入用戶蓄水池時是為潔淨 的,因此用戶端只要能避免來自外部的污染,配合適切的管理即可將潔淨的水供 應給所有使用者。同理,學校亦可利用此概念,以圖5.5 檢查流程搭配表5.2 自 我檢查表,每學期進行一次校內用水設備管理及自我檢查(可利用開學前實施): 一、用水設備的外觀檢查 以肉眼檢查用水設備的維持管理狀況、水質是否不良影響。在不需要抽掉水 塔的水就可以判斷的範圍內,觀察水塔中有無污染物、污水等進入之可能,保持 水塔及周遭的清潔,檢查水塔內有無沉積物、浮游物質的存在。 二、水質的檢查 同樣以肉眼檢查末端水龍頭出水有無異常,檢查項目包括臭氣、味道、顏色、 混濁等。若有異常需對其他水龍頭、水塔的水、進水塔前的水等順序逐一檢查, 找出水質異常之所在並查明原因。在有污染之虞時,則應排定時間進行必要之水 質檢驗,評估飲用水是否遭受污染。 三、文件檢查 包括校內用水設備的配置圖、水塔清洗紀錄、設備維護紀錄、水質檢驗紀錄 及其他管理紀錄等文件應有適當的整理及存檔,以利後續需要實用以評估水質、 污染狀況及污染源。此類文建議可提供續任者瞭解校園用水設備之狀況。 四、設備使用狀況的確認 校內用水管理人員應同時確認用水量、設備的使用狀態是否異常,觀察近期 88 有無師生抱怨水質不佳等,是校園用水設備現況加以檢查並提出改善建議。 檢查完成後,對於校內無法自行改善的部份,應通報各縣市教育局及知會水 公司,尋求經費或專業上的協助。若原水檢測結果不適合作為飲用水水源時,應 立刻停止使用並公告校內師生暫停飲用,完成改善前可改以購買之瓶裝、桶裝水 作為飲用水,並宣導學童不得用不潔淨之校園用水刷牙、漱口。 1.負壓進水可能性檢查及用水設備的外觀檢查 2.水質的檢查 3.文件檢查 4.設備使用狀況的確認 圖5.5 校園用水設備自我檢查流程 無法自行改善 可自行改善 檢查蓄水池、水塔 及其週邊的狀況 檢查淨水設備及其 週邊的狀況 檢查管線末端水龍頭出水是否有 不正常顏色、混濁、臭氣或味道 檢查其他管線水龍頭、蓄水 池及水塔的水(有必要時*) 正常 異常 檢查進水塔前之原 水(必要時) 向水公司確認水質 狀況(必要時) 檢查水塔的清洗紀錄、水質檢驗 紀錄、淨水設備維護紀錄等 確認耗材更換頻率、設備運轉正 常、是否有水質異常...等狀況 針對檢查結果 不佳的部份作 改進 作成紀錄 通報水公司及教 育局尋求協助 清洗時的內部檢查 90 表5.2 校園用水設備自我檢查表 學校名稱: 檢查日期: 年月日 學校地址: 管理人: 職稱: 分機: 一、表位部份 1.表箱蓋沒有破損及上方沒有堆放雜物□是□否 2.表箱內沒有積水□是□否 3.表位沒有漏水□是□否 二、蓄水池部份 保持清潔無堆置污物□是□否 周圍 無污水、積水□是□否 本體無裂縫、漏水□是□否 人孔蓋上不可直接放置其他設備□是□否 上部 頂部不可放置可能產生污染之設備□是□否 無異常沉積物□是□否 每半年定期清洗□是□否 無自來水以外管線設置□是□否 內部 水中、水面無異常懸浮物□是□否 人孔蓋需防水密閉,無異物侵入□是□否 人孔 上鎖,非相關人員不易開閉 □是 □否 突起高於槽頂10 公分□是□否 管口無有害物侵入□是□否 防蟲網正常、無破損□是□否 管口不可與排水系統直接相接□是□否 溢流管 管口與排水系統間隔2 倍管徑以上□是□否 管口無有害物侵入□是□否 通氣管 防蟲網正常、無破損 □是 □否 揚水管1/2 以上之斷面積□是□否 管口不可與排水系統直接相接□是□否 排水管 管口與排水系統間隔2 倍管徑以上□是□否 三、水塔部份 本體無裂縫、漏水□是□否 無異常沉積物□是□否 每半年定期清洗□是□否 無自來水以外管線設置□是□否 內部 水中、水面無異常懸浮物□是□否 人孔蓋需防水密閉,無異物侵入□是□否 人孔 上鎖,非相關人員不易開閉 □是 □否 突起高於槽頂10 公分□是□否 溢流管管口無有害物侵入□是□否 91 防蟲網正常、無破損□是□否 管口不可與排水系統直接相接□是□否 管口與排水系統間隔2 倍管徑以上□是□否 管口無有害物侵入□是□否 通氣管 防蟲網正常、無破損 □是 □否 揚水管1/2 以上之斷面積□是□否 管口不可與排水系統直接相接□是□否 排水管 管口與排水系統間隔2 倍管徑以上□是□否 不可與其他配管直接連接(錯接) □是□否 給水管 不可通過污染設備□是□否 四、管線部份 配水管線及水栓不可破損、生銹或阻塞□是□否 五、其他 馬達正常運轉□是□否 六、訓練 是否參加校園用水相關講習或訓練課程□是□否 最近一次參加講習或訓練課程名稱: 參加日期: 七、水池水塔清洗 水池水塔清洗週期: 次/年最近清洗日期: 年月日 清洗廠商: 電話: 八、負壓進水可能性研判 (凡1 為『是』或2、3、4 任一為『否』者,皆有負壓污染之虞,須立即作改善) 1. 是否使用馬達直接抽水(即未經由蓄水池直接自表後 □是 管線抽水) □否(續答2、3、4) 2. 蓄水池前是否有地面接水槽(即蓄水池無負壓虹吸進 □是 水之虞) □否(續答3、4) 3. 表後是否有設持壓閥(給水管徑屬 50mm以上者方可 □是 能設有持壓閥) □否(續答4) □是 4. 表後至蓄水池之管線最高處是否有設進排氣閥 □否 附註: 1.請每學期至少檢查一次(不合格項目請儘速改善)。 2.有二個以上蓄水池、水塔時,請各別檢查紀錄。 92 參考文獻 1. 行政院環保署,安全飲用水手冊(第四版)。 2. 羅美棧等,建築物水塔水池對水質安全改進研究,內政部建築研究所籌備處 研究計畫專題報告,1991。 3. 臺北自來水事業處,台北市各級學校用水設備及水質調查,1998。 4. 鄭政利,建築設備對飲用水水質之影響,行政院國家科學委員會專題研究計 畫成果報告,1998。 5. 王根樹,間接用水水質評估及飲用水管理策略之規劃,行政院環保署計畫報 告,2001。 6. 王根樹,自來水用戶設備管理體系之建立,中華民國自來水協會技術研究委 員會計畫報告,2003。 7. 盧冠霖、江大雄、潘子明等:新竹縣關西鎮某國小桿菌性痢疾爆發事件。行 政院衛生署疾管局疫情報導1998; 14: 147-157。 8. 邱瑞斌、魏秀芬、陳國東等:台中市某小學痢疾流行事件調查初報。行政院 衛生署疾管局疫情報導1994; 10: 75-88。 9. 考尚德、趙黛瑜、陳國東等:桃園縣某國小桿菌性痢疾爆發流行危險因子探 討。行政院衛生署疾管局疫情報導1997; 13: 1-17。 10. 趙黛瑜、邵文逸、盧志對等:淡水某工專A 型肝炎爆發流行之危險因子調 查。行政院衛生署疾管局疫情報導1997; 13: 97-115。 11. 張淑境、趙黛瑜、王鎮灦等,桃園縣某殘障教養院桿菌性痢疾爆發之流行病 學調查。行政院衛生署疾管局疫情報導1999; 15: 219-236。 12. 中華民國環境工程學會,96 年度校園用水管理資訊化系統,教育部環保小 組計畫報告,2008。 13. 李建武等,生物化學實驗原理和方法,藝軒圖書出版社,1999。 14. 離子交換原文:USEPA EPA 625/-81-007 June 1981 翻譯:侯萬善。 http://www.waterline.com.tw/p_topic14.php 93 15. USEPA, Drinking Water Treatability Database. http://iaspub.epa.gov/tdb/pages/treatment/treatmentOverview.do?treatme ntProcessId=263654386 16. New Hampshire Department of Environmental Services. Ion Exchange Treatment of Drinking Water. WD-WSEB-2-12, 2001. http://des.nh.gov/ 17. WHO Water Sanitation and Health (WSH): Chemical Methods of Water Treatment. http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/en/ 18. U.S. Environmental Protection Agency, Ultraviolet Light Disinfection Technology in Drinking Water Application—An Overview. Office of Water: Washington, D.C. EPA/811-R-96-002, 1996. 19. U.S. Environmental Protection Agency, Wastewater Technology Fact Sheet Ultraviolet Disinfection. Office of Water: Washington, D.C. EPA/832-F-99-064, 1999. 20. AWWA, Integrating UV Disinfection Into Existing Water Treatment Plants, 2005. 21. AWWA, Manual of Design for Slow Sand Filtration, 1991. 94 附錄一、飲用水管理條例 中華民國61 年11 月10 日台統(一)義字第899 號令制定公布全文21 條 中華民國86 年5 月21 日總統華總(一)義字第8600118880 號令修正公布全文31 條 中華民國88 年12 月22 日總統華總一義字第8800303490 號令修正公布第2 條、第5 條、第 14 條及第26 條條文 中華民國92 年1 月8 日總統華總一義字第09100255730 號令公布增訂第12 條之1、第14 條 之1、第24 條之1 至第24 條之3 及第25 條之1 條文 中華民國95 年1 月27 日總統華總一義字第09500011681 號令修正公布第3、6~9、12、13、 15、16、19、23、24、29 條條文;增訂第15-1 條條文;刪除第17、27 條條文 第一章總則 第一條為確保飲用水水源水質,提昇公眾飲用水品質,維護國民健康,特 制定本條例;本條例未規定者,適用其他有關法令之規定。 第二條本條例所稱主管機關:在中央為行政院環境保護署;在直轄市為直 轄市政府;在縣(市)為縣(市)政府。 第三條本條例所稱飲用水,指供人飲用之水;其種類如下: 一、自來水:指依自來水法以水管及其他設施導引供應合於衛生之 公共給水。 二、社區自設公共給水設備供應之水。 三、經連續供水固定設備處理後供應之水。 四、其他經中央主管機關指定之水。 飲用水之水源如下: 一、地面水體:指存在於河川、湖潭、水庫、池塘或其他體系內全 部或部分之水。 二、地下水體:指存在於地下水層之水。 三、其他經中央主管機關指定之水體。 第四條本條例所稱飲用水設備,指依自來水法規定之設備、社區自設公共 給水設備、公私場所供公眾飲用之連續供水固定設備及其他經中央主管 機關指定公告之設備。 第二章水源管理 第五條在飲用水水源水質保護區或飲用水取水口一定距離內之地區,不得 有污染水源水質之行為。 前項污染水源水質之行為係指: 一、非法砍伐林木或開墾土地。 二、工業區之開發或污染性工廠之設立。 三、核能及其他能源之開發及放射性核廢料儲存或處理場所之興 建。 四、傾倒、施放或棄置垃圾、灰渣、土石、污泥、糞尿、廢油、廢 化學品、動物屍骸或其他足以污染水源水質之物品。 五、以營利為目的之飼養家畜、家禽。 六、新社區之開發。但原住民部落因人口自然增加形成之社區,不 在此限。 七、高爾夫球場之興、修建或擴建。 八、土石採取及探礦、採礦。 九、規模及範圍達應實施環境影響評估之鐵路、大眾捷運系統、港 灣及機場之開發。 95 十、河道變更足以影響水質自淨能力,且未經主管機關及目的事業 主管機關同意者。 十一、道路及運動場地之開發,未經主管機關及目的事業主管機關 同意者。 十二、其他經中央主管機關公告禁止之行為。 前項第一款至第九款及第十二款之行為,為居民生活所必要,且經 主管機關核准者,不在此限。 第一項飲用水水源水質保護區之範圍及飲用水取水口之一定距 離,由直轄市、縣(市)主管機關擬訂,報請中央主管機關核定後公告之。 其涉及二直轄市、縣(市)以上者,由中央主管機關訂定公告之。 飲用水水源水質保護區及飲用水取水口一定距離內之地區,於公告 後原有建築物及土地使用,經主管機關會商有關機關認為有污染水源水 質者,得通知所有權人或使用人於一定期間內拆除、改善或改變使用。 其所受之損失,由自來水事業或相關事業補償之。 第六條第三條第二項各款所定水體符合飲用水水源水質標準者,始得作為 飲用水之水源。但提出飲用水水源水質或淨水處理改善計畫,向中央主 管機關申請核准者,不在此限;其申請提出改善計畫之資格、計畫內容、 應檢附之書件、程序、監測、應變措施、核准條件、駁回、補正及其他 應遵行事項之準則,由中央主管機關定之。 前項飲用水水源之水質標準,由中央主管機關定之。 第三章設備管理 第七條自來水有關之設備管理,依自來水法之規定。 第八條經中央主管機關公告之公私場所,設有供公眾飲用之連續供水固定 設備者,應向直轄市、縣(市)主管機關申請登記,始得使用;其申請 登記、變更登記、有效期限與展延及其他應遵行事項之辦法,由中央主 管機關定之。 第九條公私場所設置供公眾飲用之連續供水固定設備者,應依規定維護, 並作成維護紀錄,紀錄應予揭示,並保存供主管機關查驗;其維護方法、 頻率、紀錄之製作方式、揭示、保存期限及其他應遵行事項之辦法,由 中央主管機關定之。 第十條經中央主管機關指定公告之飲用水設備,應符合國家標準;無國家 標準者,由中央主管機關公告其標準。 第四章水質管理 第十一條飲用水水質,應符合飲用水水質標準。 前項飲用水水質標準,由中央主管機關定之。 第十二條公私場所設置供公眾飲用之連續供水固定設備者,應依規定採樣、 檢驗水質狀況,並作成紀錄揭示、備查;其水質檢測項目、頻率、紀錄 之製作方式、揭示、保存期限、設備抽驗方式及其他應遵行事項之辦法, 由中央主管機關定之。 前項所定飲用水水質狀況之採樣及檢驗測定,由取得中央主管機關 核發許可證之環境檢驗測定機構辦理。 第十二條之一檢驗測定機構應取得中央主管機關核給之許可證後,始得辦 理本法規定之檢驗測定。 前項檢驗測定機構應具備之條件、設施、許可證之申請、審 96 查程序、核(換)發、撤銷、廢止、停業、復業、查核、評鑑程 序及其他應遵行事項之管理辦法,由中央主管機關定之。 飲用水水源水質、飲用水水質及飲用水水質處理藥劑之檢測 方式及品質管制事項,由中央主管機關定之。 第十三條飲用水水質處理所使用之藥劑,以經中央主管機關公告者為限。 非屬前項公告之藥劑,供水單位得向中央主管機關申請公告為飲 用水水質處理藥劑;其申請資格、應檢附之書件、程序、核准條件、 駁回、補正及其他應遵行事項之準則,由中央主管機關定之。 第十四條各級主管機關應選定地點,定期採樣檢驗,整理分析,並依據檢 驗結果,採取適當措施。經證明有危害人體健康之虞者,應即公告禁 止飲用。 前項採樣地點、檢驗結果及採取之措施,直轄市、縣(市)主管機 關應向中央主管機關報告。 第十四條之一因天災或其他不可抗力事由,造成飲用水水源水質惡化時,自 來水、簡易自來水或社區自設公共給水之供水單位應於事實發生 後,立即採取應變措施及加強飲用水水質檢驗,並應透過報紙、電 視、電台、沿街廣播、張貼公告或其他方式,迅即通知民眾水質狀 況及因應措施。 第十五條各級主管機關得派員並提示有關執行職務上證明文件或顯示足資 辨別之標誌,進入公私場所檢查飲用水水源水質、飲用水水質、連續 供水固定設備、飲用水水質處理藥劑或採取有關樣品、索取有關資料, 公私場所之所有人、使用人或管理人,不得規避、妨礙或拒絕。 第十五條之一依第二十一條或第二十四條規定經禁止作為飲用水水源或供 飲用者,該取水或供水單位於原因消失後,應由非其所屬且取得 中央主管機關核發許可證之環境檢驗測定機構,對於水質不合格 項目辦理採樣,並以同一水樣送檢後,檢具符合標準之檢驗測定 報告,報處分機關核准後,始得恢復作為飲用水水源或供飲用。 第十六條有下列情形之一者,處一年以下有期徒刑、拘役,得併科新臺幣 六萬元以下罰金: 一、違反第五條第一項規定,經依第二十條規定通知禁止為該行 為而不遵行。 二、違反第六條第一項規定,經依第二十一條規定通知禁止作為 飲用水水源而不遵行。 三、違反第十一條第一項規定,經依第二十四條規定通知禁止供 飲用而不遵行。 犯前項之罪因而致人於死者,處七年以下有期徒刑,得併科新 臺幣三十萬元以下罰金。致重傷者,處五年以下有期徒刑,得併科 新臺幣十五萬元以下罰金。 第十七條(刪除) 第十八條違反第十三條規定者,處一年以下有期徒刑、拘役或科或併科新 臺幣六萬元以下罰金。 第十九條法人之代表人、法人或自然人之代理人、受雇人或其他從業人 員,因執行業務犯第十六條或前條規定之罪者,除依各該條規定處罰 其行為人外,對該法人或自然人亦科以各該條之罰金。 97 第二十條違反第五條第一項規定者,處新臺幣十萬元以上一百萬元以下罰 鍰,並通知禁止該行為。 第二十一條違反第六條第一項規定者,處新臺幣六萬元以上六十萬元以下罰 鍰,並通知禁止作為飲用水水源。 第二十二條違反第八條規定者,處新臺幣一萬元以上十萬元以下罰鍰,並通 知限期補正,屆期仍未補正者,按次處罰。 第二十三條公私場所設置供公眾飲用之連續供水固定設備者,有下列情形之 一,處新臺幣一萬元以上十萬元以下罰鍰,並通知限期改善;屆期仍 未完成改善者,按次處罰: 一、未依第九條規定維護連續供水固定設備、作成維護紀錄、揭 示或保存,或違反依同條所定辦法中有關維護方法、維護頻 率、紀錄製作、紀錄揭示及保存期限之管理規定。 二、未依第十二條第一項規定採樣、檢驗或揭示水質狀況、未作 成水質狀況紀錄或未揭示,或違反依同項所定辦法中有關水 質檢測項目、檢測頻率、設備抽驗方式、紀錄製作、紀錄揭 示及保存期限之管理規定。 第二十四條飲用水水質違反第十一條第一項規定者,處新臺幣六萬元以上六 十萬元以下罰鍰,並通知限期改善,屆期仍未完成改善者,按日連續 處罰;情節重大者,禁止供飲用。 第二十四條之一違反第十二條之一第二項所定辦法者,處新臺幣五萬元以上 五十萬元以下罰鍰,並通知限期改善;屆期仍未完成改善者, 按日連續處罰;情節重大者,得命其停業,必要時,並得廢止 其許可證。 第二十四條之二公私場所未於依第二十二條、第二十三條、第二十四條或 第二十四條之一所為通知限期改善、申報或補正期限屆滿前, 檢具符合飲用水水質標準或其他規定之證明文件,向主管機關 報請查驗者,視為未完成改善。 前項符合飲用水水質標準之證明文件,如為經中央主管機 關核給許可證之環境檢驗測定機構所出具之檢驗報告者,主管 機關得免水質採樣及檢驗。 第二十四條之三本條例所稱按日連續處罰,其起算日、暫停日、停止日、 改善完成認定查驗及其他應遵行之事項,由中央主管機關定之。 第二十五條規避、妨礙或拒絕依第十五條規定之查驗或提供樣品、資料,或 提供不實之樣品、資料者,處新臺幣三萬元以上三十萬元以下罰鍰, 並得按次處罰及強制執行查驗。 第二十五條之一依本條例通知限期改善者,其改善措施及工程計畫,因天災 或其他不可抗力事由,致不能於期限內完成改善者,應於其原 因消滅後繼續進行改善,並於原因消滅後十日內以書面敘明理 由,檢具有關證明文件,向原核定機關申請重新核定改善期限。 第二十六條本條例所定之處罰,除本條例另有規定外,在中央由行政院環境 保護署為之,在直轄市由直轄市政府為之,在縣(市)由縣(市)政府為 之。 第二十七條(刪除) 第六章附則 98 第二十八條供販賣之包裝或盛裝之飲用水,其水源之水質管理,依本條例之 規定;其容器、包裝與製造過程之衛生、標示、廣告及水質之查驗, 依食品衛生管理法之規定。 第二十九條依第八條規定公告之公私場所,其於公告前已設置連續供水固定 設備者,應自公告之日起六個月內依第八條規定申請登記。 第三十條本條例施行細則,由中央主管機關定之。 第三十一條本條例自公布日施行。 99 附錄二、飲用水連續供水固定設備使用及維護管理辦法 行政院環境保護署86 年12 月31 日(86)環署毒字第74096 號令發布 行政院環境保護署87 年7 月29 日(87)環署毒字第48632 號令修正發布 行政院環境保護署94 年11 月30 日環署毒字第0940095916 號令修正發布 行政院環境保護署95 年7 月7 日環署毒字第0950052903 號令修正發布 第一條本辦法依飲用水管理條例(以下簡稱本條例) 第八條、第九條及第十 二條第一項規定訂定之。 第二條本辦法適用範圍為公私場所供公眾飲用之連續供水固定設備(以下簡 稱飲用水設備)。 第三條依本條例第八條規定經中央主管機關公告之公私場所,設有飲用水 設備者,應檢具下列文件,向所在地主管機關申請飲用水設備登記,取 得登記使用證明(如附圖一),並將該證明張貼於飲用水設備明顯處後, 始得使用。 一、飲用水設備登記申請表(如附表一)。 二、飲用水設備非接用自來水者,應提出其水源水質符合飲用水水 源水質標準之證明文件;不同飲用水設備使用同一水源者,得 提出相同之水源水質證明文件。 三、每一飲用水設備應提出處理後水質依第七條第一項規定之檢驗 項目檢驗並符合飲用水水質標準之證明文件。 四、飲用水設備圖說。 五、含管線配置之設置地點簡圖。 六、飲用水設備維護管理說明書。 七、其他主管機關規定之文件。 前項飲用水設備應以每一台飲水機或飲水檯為單位,分別取得登記使用證 明。 依第一項規定取得登記使用證明之飲用水設備,其設置地點變更時,應於 事實發生後三十日內,檢具含管線配置之設置地點簡圖,向原核發機關申請變更 登記。其水源或設備機型變更時,應依第一項規定重新取得登記使用證明。 第四條依前條第一項第六款所稱飲用水設備維護管理說明書,應記載下列 事項: 一、飲用水設備管理單位及其負責人。 二、飲用水設備維護單位或其維護人員。 三、飲用水設備之濾材或濾心定期清洗、更換及管線消毒等維護說 明。 四、飲用水設備水質處理或消毒所使用藥劑之種類、用量及名稱。 五、水質檢驗項目及頻率。 六、其他主管機關規定之事項。 第五條主管機關依第三條規定核發飲用水設備登記使用證明之有效期限為 三年,管理單位於有效期限屆滿前撤除取得登記使用證明之飲用水設 100 備,應即向所在地主管機關申請註銷其登記使用證明。 飲用水設備管理單位於有效期限屆滿後仍繼續設置及使用該飲用 水設備,得於有效期限屆滿日前三個月至五個月期間內向所在地主管機 關申請展延,每次展延之有效期限不得超過前項規定。 前項飲用水設備管理單位應檢具下列文件,向所在地主管機關申請 展延有效期限: 一、飲用水設備登記展延申請表(如附表一)。 二、飲用水設備非接用自來水者,應提出其水源水質符合飲用水水源水 質標準之證明文件;不同飲用水設備使用同一水源者,得提出相同 之水源水質證明文件。 三、其他主管機關規定之文件。 第六條公私場所應依其設備之種類及型式,執行定期維護工作,其屬本條 例第八條經中央主管機關公告之公私場所設置飲用水設備者,應依申請 登記時檢具之飲用水設備維護管理說明書執行定期維護工作。 飲用水設備管理單位應自行或委託專業機構辦理維護,每月至少一 次,並將每次維護內容詳細記載於飲用水設備水質檢驗及設備維護紀錄 表(如附表二);其紀錄應保存二年,以備主管機關查核。 第七條依本條例第十二條規定辦理飲用水設備水質狀況之檢測時,其檢測 項目及頻率規定如下: 一、接用自來水者:經飲用水設備處理後水質,應每隔三個月檢測 大腸桿菌群。 二、非接用自來水者:經飲用水設備處理後水質,應每隔三個月檢 測大腸桿菌群;其水源應每隔三個月檢測硝酸鹽氮及砷。其中 水源之硝酸鹽氮及砷,連續一年檢測結果均符合飲用水水源水 質標準時,自次年起改為每隔六個月檢測一次。 飲用水設備處理後之水質於飲水機或飲水檯等供人飲用之裝置,其 出水溫度維持於攝氏九十度以上者,得免依前項辦理每隔三個月大腸桿 菌群之檢測。 飲用水設備水源及處理後水質之檢測項目,除第一項所指定之檢測 項目外,其他仍應符合飲用水水源水質標準及飲用水水質標準。 第一項水質檢測紀錄應保存二年,以備主管機關查核。 第八條飲用水設備應依前條第一項規定檢驗水質狀況,其應執行抽驗台數 之比例為八分之一。 前項應執行抽驗台數的計算,未達一台者以一台計,抽驗應採輪流 並迴避前已完成檢驗設備之方式辦理,必要時,所在地主管機關得視實 際水質與維護狀況提高應執行之抽驗比例或指定應執行抽驗之飲水機 或飲水檯。 第九條飲用水設備處理後之水質,經檢驗不符合飲用水水質標準者,該飲 用水設備管理單位應即依序採取下列措施: 101 一、關閉進水水源,停止飲用。 二、於飲用水設備明顯處懸掛告示警語(如附圖二)。 三、進行設備維修工作。 前項設備維修工作完成後,應再進行水質複驗,其已符合飲用水水 質標準者,始得再供飲用。 第十條飲用水設備管理單位應將每一飲用水設備水質檢驗及設備維護紀 錄表置於該設備明顯處,並備主管機關查核。 第十一條本辦法自發布日施行。 102 附錄三、自來水用戶用水設備標準 中華民國92年08月13日經濟部經水字第09204610150號令發布訂定 中華民國96年2月13日經濟部經水字第09604600870號令發布修正第9、19、30條及第4條附表一 第一章總則 第一條本標準依自來水法第五十條第二項規定訂定之。 第二條本標準所稱之用戶管線,包括下列各款: 一、進水管:由配水管至水量計間之管線。 二、受水管:由水量計至建築物內之管線。 三、分水支管:由受水管分出之給水管及支管。 四、與衛生設備之連接水管。 第二章設計 第三條用戶管線之設計,應依據所裝設之各種設備種類、數量及用途,計算 其最大用水量;其口徑大小須足以在配水管之設計最低水壓時,仍能充分 供應需要之用水量為準。 第四條衛生設備用水量設計基準如附表一,其同時使用之百分比設計基準如 附表二。 第五條進水管及受水管之口徑,應足以輸送該建築物尖峰時所需之水量,並 不得小於十九公厘。 第六條蓄水池與水塔應為水密性構造物,且應設置適當之人孔、通氣管及溢 排水設備;池(塔) 底並應設坡度為五十分之一以上之洩水坡。 蓄水池容量應為設計用水量十分之二以上;其與水塔容量合計應為 設計用水量十分之四以上至二日用水量以下。 蓄水池之牆壁及平頂應與其他結構物分開,並應保持四十五公分以 上之距離;池底需與接觸地層之基礎分離,並設置長、寬各三十公分以 上,深度五公分以上之集水坑。 進水口低於地面之蓄水池,其受水管口徑五十公厘以上者,應設置 地上式接水槽或持壓閥。 第七條用戶裝置之蓄水池、水塔及其他各種設備之最高水位,應與受水管保 留五公分以上間隙,避免回吸所致之污染。 第八條採用沖水閥之便器應具有效之消除真空設備。 第九條衛生設備連接水管之口徑不得小於下列規定: 103 一、洗面盆:十公厘。 二、浴缸:十三公厘。 三、蓮篷頭:十三公厘。 四、小便器: 十三公厘。 五、水洗馬桶(水箱式):十公厘。 六、水洗馬桶(沖水閥式):二十五公厘。 七、飲水器:十公厘。 八、水栓:十三公厘。 前項各款以外之裝置,其口徑按用水量決定之。 第十條水量計之口徑應視用水量及水壓決定,但不得小於十三公厘;其受水 方所裝設之水閥,口徑應與受水管口徑相同。 第十一條二層樓以上或供兩戶以上使用之建築物,用戶管線應分層分戶各自 裝設水閥。 第十二條連接熱水器、洗衣機或洗碗機之水管,應裝設水閥;必要時,並應 裝設逆止閥。 第十三條水栓及衛生設備供水水壓不得低於每平方公分○.三公斤;其因特 殊裝置需要高壓或採用直接沖洗閥者,水壓不得低於每平方公分一公 斤。 水壓未達前項規定者,應備自動控制之壓力水箱、蓄水池或加壓設 施。 第十四條用戶裝設之抽水機,不得由受水管直接抽水。 第十五條蓄水池、消防蓄水池或游泳池等之供水,應採跌水式;其進水管之 出口,應高出溢水面一管徑以上,且不得小於五十公厘。 第十六條裝有盛水器之衛生設備,其溢水面與自來水出口之間隙,應依前條 之規定辦理。 無法維持前項間隙時,應於手動控制閥之前端,裝置逆止閥。 第十七條裝接軟管用之水栓或衛生設備,應裝設逆止閥,並高出最高用水點 十五公分以上;未裝設逆止閥之水栓或衛生設備,不得裝接軟管。 第十八條自來水與非自來水系統應完全分開。 第三章器材 第十九條用戶管線與其管件及衛生設備,其有國際標準或國家標準者,應從 104 其規定;其中衛生設備最大使用水量,如附表三。 第二十條曾用於非自來水之舊管,不得使用為自來水管。 第四章施工 第二十一條埋設於地下之用戶管線,與排水或污水管溝渠之水平距離不得小 於三十公分,並須以未經掘動或壓實之泥土隔離之;其與排水溝或污 水管相交者,應在排水溝或污水管之頂上或溝底通過。 第二十二條用戶管線及排水或污水管需埋設於同一管溝時,應符合下列規 定: 一、用戶管線之底,全段須高出排水或污水管最高點三十公分 以上。 二、用戶管線及排水或污水管所使用接頭,均為水密性之構造, 其接頭應減至最少數。 第二十三條用戶管線埋設深度應考量其安全;必要時,應加保護設施。 第二十四條用戶管線橫向或豎向暴露部分,應在接頭處或適當間隔處,以鐵 件加以吊掛固定,並容許其伸縮。 第二十五條用水設備之安裝,不得損及建築物之安全;裝設於六樓以上建築 物結構體內之水管,應設置專用管道。 第二十六條用水設備不得與電線、電纜、煤氣管及油管相接觸,並不得置於 可能使其被污染之物質或液體中。 第二十七條水量計應裝置於不受污染損壞且易於抄讀之地點;其裝置於地面 下者,應設水表箱,並須排水良好。 第二十八條配水管裝設接合管間隔應在三十公分以上,且其管徑不得大於配 水管徑二分之一。 第二十九條採用丁字管裝接進水管時,其進水管之管徑,不得大於配水管。 第五章檢驗 第三十條用水設備之新建或因擴建、改裝導致原用水量需求改變時,設計者 應於施工前將設計書送請當地自來水事業核准。 第三十一條用戶管線裝妥,在未澆置混凝土之前,自來水管承裝商應施行壓 力試驗;其試驗水壓為每平方公分十公斤,試驗時間必須六十分鐘以 上不漏水為合格。 105 第六章附則 第三十二條本標準自發布日施行 附表一衛生設備用水量設計基準 衛生設備種類平均每分鐘用水量(公升) 洗面盆及廚房水槽(含水栓) 八─至十五 浴缸(含水栓) 二十五至─六十 蓮蓬頭八─至十四 小便器二十至─三十 水洗馬桶(水箱式) 四‧八至─九‧六 水洗馬桶(沖水閥式) 八十至─一百二十 飲水器十二至─四十 106 附表二衛生設備同時使用之百分比設計基準 衛生設備種類 衛生設備數量 一般水洗馬桶 (直接沖水閥式) 其他衛生設備 1 100 100 2 50 100 3 50 80 4 50 75 5 45 70 8 40 55 10 35 53 12 30 48 16 27 45 24 23 42 32 19 40 40 17 39 50 15 38 70 12 35 100 10 33 附表三衛生設備最大使用水量標準 衛生設備種類最大使用水量 水龍頭(不包括浴缸水龍頭) 每分鐘流量不超過九公升。 小便器每次沖水量不超過三公升。 一段式水洗馬桶每次沖水不超過六公升。 兩段式水洗馬桶每次沖水量大號不超過六公升,小號不超過 三公升。 蓮蓬頭每分鐘流量不超過十公升,但最低不得少於 五公升。 107 附錄四、各縣市環保局及自來水事業單位聯絡電話 環保單位聯絡電話 環保署(02)23117722 台北市政府環保局(02)27208898 高雄市政府環保局(07)3373400/3373434 基隆市環保局(02)24651115 新竹市環保局(03)5368920 台中市環保局(04)22276011 嘉義市環保局(05)225-1775 台南市環保局(06)2686751 台北縣環保局(02)29603456 轉3900 桃園縣環保局(03)3386021 新竹縣環保局(03)5519345 苗栗縣環保局(037)277007 台中縣環保局(04)25269140 南投縣環保局(049)2237530 彰化縣環保局(04)7115655 雲林縣環保局(05)5340414~17 嘉義縣環保局(05)3620800 台南縣環保局(06)6572916 高雄縣環保局(07)7351500 屏東縣環保局(08)7351911 宜蘭縣環保局(03)9907755 花蓮縣環保局(03)8237575 台東縣環保局(089)221999 澎湖縣環保局(06)9221778 金門縣環保局(082)336823 連江縣環保局(0836)26520 108 自來水事業單位聯絡電話 臺北自來水事業處TEL:(02)87335678 臺北自來水事業處東區分處TEL:(02)27456123 臺北自來水事業處西區分處TEL:(02)33431678 臺北自來水事業處南區分處TEL:(02)83695123 臺北自來水事業處北區分處TEL:(02)21004123 臺北自來水事業處陽明分處TEL:(02)28882123 台灣自來水公司總管理處TEL:(04)22244191 台灣自來水公司第一區管理處TEL:(02)24228185~9 台灣自來水公司第二區管理處TEL:(03)4643131~10 台灣自來水公司第三區管理處TEL:(035)712140~3 台灣自來水公司第四區管理處TEL:(04)22218341~8 台灣自來水公司第五區管理處TEL:(05)2252670 台灣自來水公司第六區管理處TEL:(06)2138101 台灣自來水公司第七區管理處TEL:(07)7311111 台灣自來水公司第八區管理處TEL:(03)9229847 台灣自來水公司第九區管理處TEL:(03)8351141~7 台灣自來水公司第十區管理處TEL:(089)326121~3 台灣自來水公司第十一區管理處TEL:(04)7245031~6 台灣自來水公司第十二區管理處TEL:(02)29968961~5 金門縣自來水廠TEL:(082)327021~3 連江縣自來水廠TEL:(0836)25131 109 附錄五、各級學校每人每日用水量 各校選購淨水設備前,需根據校園水質、使用人數(師生數)、設置預算並 搭配校園用水量以推算未來的年維護經費,綜合考慮上述各影響因素找出最合適 的淨水設備。 校園用水量可參考中華民國環工學會「96 年度校園用水管理資訊化系統」 研究報告(林正芳,2008),因各校師生數及校地面積等條件差異甚大,故以每 人每日用水量(單位:公升)作為客觀的比較標準,計算2003~2006 年期間各 級學校(國小、國中、高中職、大專院校)扣除寒暑假月份之總用水量,除以實 際用水人數及日數,求得每人每日用水當量,其計算方式如下。各級學校用水量 變動範圍及平均值整理如下表。 每人每日用水量= 各級學校每人每日用水量(公升) 各級學校3~6 月 平均值 9~12 月 平均值 2003~2006 年 用水量變動範圍 國小28.7 28.4 27.3~29.5 公升 國中30.9 31.7 28.9~33.4 公升 高中職32.9 34.6 30.1~35 公升 自來水組 大專院校65.9 63.0 55.6~71.0 公升 國小17.3 17.4 17~19.1 公升 國中18.5 17.9 19.3~21.9 公升 高中職21.1 20.3 16~18.4 公升 自來水混用 地下水組 大專院校37.8 35.7 29.7~43.2 公升 總用水量(公升) 用水總人數x 用水總日數 110 附錄六、2006~2008 各縣市環保局自來水配水系統水質抽驗結果 項目 縣市 大腸桿菌群 (CFU/100ml) 總菌落數 (CFU/ml) 濁度 (NTU) 硝酸鹽氮 (mg/L) 氨氮 (mg/L) 總硬度 (mg/L) 自由有效餘氯 (mg/L) PH 值 基隆市<1 0.19±3.27 0.31±0.27 1.03±0.43 - - 0.58±0.16 7.23±0.30 台北市<1 0.25±5.40 0.12±0.12 0.53±0.31 0.019±0.014 36.0±15.2 0.50±0.10 7.20±0.22 台北縣<1 0.10±1.10 0.84±0.97 0.68±0.34 0.009±0.020 56.0±27.5 0.51±0.16 7.38±0.35 桃園縣<1 0.82±4.70 0.80±1.27 0.90±1.10 0.023±0.028 95.7±23.4 0.59±0.13 7.55±0.27 新竹市<1 8.61±16.29 - - 0.071±0.028 - 0.56±0.15 7.55±0.32 新竹縣<1 3.83±8.80 0.76±0.75 - 0.002±0.007 125.8±39.7 0.57±0.15 7.80±0.28 苗栗縣<1 2.11±8.24 0.24±0.24 1.24±0.85 0.007±0.013 135.2±58.2 0.62±0.13 7.32±0.31 台中市<1 2.91±9.81 0.29±0.25 0.98±0.76 - 135.5±17.8 0.66±0.05 7.26±0.06 台中縣<1 0.03±0.37 0.20±0.23 1.85±1.79 - 121.3±32.8 0.59±0.11 7.40±0.39 彰化縣<1 2.18±5.11 0.17±0.14 1.29±2.30 0.005±0.017 181.3±69.2 0.54±0.10 7.65±0.42 南投縣<1 0.23±2.37 0.46±0.65 3.32±2.71 - 132.8±44.0 0.50±0.15 7.30±0.42 雲林縣<1 1.88±2.10 0.29±0.25 1.76±2.89 0.058±0.033 169.8±55.1 0.55±0.11 7.68±0.40 嘉義市<1 3.93±12.87 0.24±0.34 0.42±0.23 - 143.5±19.0 0.64±0.17 7.80±0.27 嘉義縣<1 10.76±20.06 0.34±0.31 1.00±1.54 0.015±0.019 140.9±38.4 0.39±0.07 7.87±0.18 台南市<1 <1 0.40±0.21 0.44±0.17 - 117.0±14.5 0.60±0.12 7.78±0.28 台南縣<1 0.18±0.88 0.20±0.13 0.48±0.21 - 113.9±18.1 0.65±0.13 7.62±0.18 111 項目 縣市 大腸桿菌群 (CFU/100ml) 總菌落數 (CFU/100ml) 濁度 (NTU) 硝酸鹽氮 (mg/L) 氨氮 (mg/L) 總硬度 (mg/L) 自由有效餘氯 (mg/L) pH 值 高雄市<1 0.03±0.82 0.32±0.10 1.01±0.49 0.005±0.010 160.5±39.7 0.50±0.13 7.47±0.16 高雄縣<1 0.62±5.70 0.22±0.23 0.10±0.02 0.019±0.024 206.7±54.2 0.60±0.13 7.48±0.25 屏東縣<1 5.57±14.5 0.20±0.15 1.38±1.04 0.003±0.008 179.6±59.5 0.52±0.15 7.61±0.19 宜蘭縣<1 1.80±4.90 0.15±0.17 0.81±0.69 0.006±0.011 79.4±34.5 0.51±0.10 7.25±0.42 花蓮縣<1 22.67±26.96 0.20±0.22 - - - 0.40±0.14 7.70±0.40 台東縣<1 5.57±12.8 0.47±0.39 0.65±0.76 0006±0.006 158.5±65.0 0.47±0.16 7.88±0.44 金門縣<1 17.50±88.60 0.37±0.28 3.31±3.11 0.010±0.041 67.4±46.2 0.45±0.18 6.88±0.44 澎湖縣<1 4.42±12.86 0.40±0.33 0.18±0.07 0.205±0.276 81.0±44.8 0.50±0.29 7.41±0.63 連江縣<1 12.31±26.69 0.59±0.39 1.35±2.21 0.046±0.057 100.7±40.6 0.48±0.24 7.11±0.37 112 附錄七、用水設備衛生檢查 用水設備污染原因 台北自來水事業處依據以往文獻資料及用戶服務經驗,彙整用水設備污染之 主要原因如下: 一、位置配置不當 (一)水表位置積水。 (二)蓄水池設於屋外地下層或屋內的地下基礎層。 (三)蓄水池與周牆未隔離,或與化糞池、消防水池為鄰。 (四)消防用水與一般用水未分離。 (五)管線埋設位置經過污水處。 二、功能構造不足 (一)蓄水池水密性不良,有龜裂現象。 (二)水池水塔人孔未設凸緣。 (三)水池水塔溢排水管未設防蟲網。 (四)水池水塔容量太大。 (五)管線及設備零件生鏽。 (六)單一管線配置太長。 三、裝置錯誤 (一)地下水管線與自來水管線連接。 (二)未設蓄水池,以馬達直接抽取配水管內水量至水塔。 四、維護管理不善 (一)水池水塔人孔蓋未密合、生鏽、未上鎖。 (二)水池水塔頂部雜物堆積。 (三)水池水塔未定期清洗(藻類附生於池壁),或清洗方法不當。 (四)管線配置情形(口徑、管材、位置)未建立完整正確的資料。 (五)供水系統缺乏專人管理維護,管線與附屬設備受損未能定期檢查 更新。 防治措施: 一、表位: 表位應保持乾淨,排水良好以避免積水,不可與排水溝相通。 113 二、表後管線: 材質應以不銹蝕、無毒、不易破損為原則,常用之管材如不鏽鋼管、 銅管、PE 管等均為良好管材。 三、設備零件: 水管零件、接頭、彎頭、止水栓、浮球開關、水錘吸收器、特殊閥類 等,亦應配合管線以不銹蝕材質製造。 四、水池與水塔: (1)為減少污染機會及易於維護,水池應置於地面上。 (2)水池與水塔容量和,應介於用水量0.4 至2.0 倍的日設計用水量 間,以免造成滯留餘氯量降低。 (3)水池應以RC 結構建造,水塔可為RC、不鏽鋼或以FRP 等結構,且 避免有龜裂、破損、滲水現象而造成污染。 (4)水池四周應有四十五公分(頂部六十公分)以上之間距,並保持 清潔,以方便清理維修。 (5)水池與水塔人孔孔緣必須完整,孔蓋應以不鏽鋼製以防生銹。 (6)水池與水塔溢排水管及通風管均應俱全,與外部相通之管線皆應 設置防蟲網。 五、加壓設備: (1)沉水式馬達應以不鏽鋼製以防生銹。 (2)水鎚吸收器、防震軟管、逆止閥等重要設備零件應保持堪用狀態。 日本水道協會關於用水設備檢查的檢查細節 檢查事項檢查基準檢查時的參考項目 設 施 的 外 觀 檢 查 1. 水槽周 圍的狀 態 ‧確保周圍保留適當的 空間,以便於查看、 清掃、修理等工作。 ‧周遭應保持清潔,不 囤積垃圾或異物。 ‧水槽週邊不可有積水 情況。 1. 蓄水池或水塔的頂部、底面及四周 牆壁必須維持足夠的進出空間。設 置於屋頂的水塔則要有防止墜落 的柵欄。 2. 地下式蓄水池的上端面不可放置 物品或置放物品,否則進出人員較 多,不易管理。 3. 為避免水槽週邊的污染,鄰近處禁 止置放置油槽、鍋爐等設備。 4. 水槽週邊應設有適當之排水設備。 5. 水槽週邊不可有鴿子或小鳥的糞 114 便或其他污穢物,應隨時做好清潔 管理。 6. 避免受到污水槽或排水管等設備 所帶來的污染。 7. 水槽周邊的設施避免讓不相關的 人員靠近。 註:所謂水槽周邊一般是指距水槽5 公尺以內的範圍。 2. 蓄水池 本身的 狀態 ‧蓄水池之形式不應妨 礙內部檢查、清掃、 修理等工作進行。 ‧不可有龜裂、漏水的 地方。 ‧開口部位或接合部位 不得有空隙,以免雨 水或污水進入。 ‧水位控制器的電極部 分與抽水管等的接 合部位,必須固定且 密封防水。 1. 因為地下式水槽無法從水槽的內 外部檢查龜裂或漏水,必須在打掃 水槽時仔細確認內部狀況,並以書 面紀錄檢查結果。 2. 水槽側面、上面以及底部不可有龜 裂或漏水的情況。 3. 槽壁與天花板之配管貫穿部分,必 須密封防水。 4. 水位控制器之電極與儲水槽的連 結部位,必須固定且密封防水。 5. 人孔突緣、人孔蓋的連接部位必須 密封、避免雨水流入。 6. 注意水槽的材質劣化情況並加以 適當維修。 設 施 的 外 觀 檢 查 3. 蓄水池 上方的 狀態 ‧水槽上方不要有積水 的情況,不可堆積任 何影響衛生的物品。 ‧不可在水槽上放置可 能會污染水質的設 備及機器。 1. 水槽頂板不得有凹陷、變形,並應 有1/100 左右的坡度(利於排水的 設計)。 2. 水槽上方及頂板內,不可有油管、 污水管、排水管通過。 3. 水槽上方頂板面周圍要有突緣。如 果水槽頂與其他的平面等高時,容 易因為外來油污或污水污染,可加 高人孔壁以防止積水。 4. 蓄水槽上面避免放置各種機器設 備,避免因漏水漏油的情況而造成 污染。 設 施 4. 蓄水池 內部的 ‧不可有污泥、鐵鏽等 的沉積物、槽內壁及 1. 水槽內底部不可有生銹或藻類生 長,並確實清掃水槽內壁,不得有 115 狀態內部構造物的髒污 以及塗裝的剝離等 異常狀況。清掃工作 必須定時且確實的 進行。 ‧除了水槽相關設施以 外的配管設備,不得 穿過水槽內部。 ‧蓄水口與抽水口不可 太接近。 ‧水中不得有異常的漂 浮物質。 髒污。 2. 水槽內部不得有石頭、磚、木片或 其他異物。 3. 根據清掃紀錄及目視水槽內部,可 以得知是否定期完成清潔工作。 4. 污水管與排水管不可貫穿水槽內 部,而供水管以外的配管不可以互 相連結。 5. 為了排出水槽污水而設置的頂樓 水塔的排水管及大型溢流管,不可 連接至蓄水槽內。 6. 蓄水口與抽水口不可太接近。 7. 水面不得有油、垃圾等之浮游物。 8. 避免放置沈水馬達等機器。 9. 進水管管端部應設置於大型溢流 管的上方,約管徑2 倍以上的距 離。 的 外 觀 檢 查 5. 蓄水池 人孔的 狀態 ‧蓋子必須是防水密封 的,且不得讓灰塵、 污水等其他有礙健 康的物質進入。另 外,除了檢查人員以 外,不得讓他人輕易 開啟進出。 ‧人孔的周邊需設置人 孔突緣。 1. 使用有適度彈性的襯套,整個覆蓋 於蓋子或外框上。蓋與框的密合度 必須良好,勿使水槽外部清掃時的 髒水或雨水等流入。檢查人孔蓋內 側或外框時,若已有生銹、剝離等 狀況,應加以整修。 2. 人孔蓋需與水槽本體相連,沒有洞 孔、龜裂現象。 3. 人孔除了要上鎖之外,不得讓管理 者以外的人員容易開啟進出。 4. 人孔不能靠近有污染之虞的設備。 5. 人孔內部要徹底的防鏽。蓋子及框 有明顯腐蝕時,即使有裝襯套也會 出現空隙,導致防水性不佳。此時 應更換新的蓋子及框架,否則需清 除鐵銹,精磨、填補洞孔後,再全 面塗上防鏽漆加以處理。 6. 人孔蓋突緣的設置方式必須考慮 周遭狀況,能有效確保清潔。一般 應有10 ㎝高。 設6. 蓄水池‧ 管端部位應能避免1. 需於適當的位置設置溢流管,管端 116 施 的 外 觀 檢 查 溢流管 的狀態 有礙清潔的物質進 入。 ‧ 確認管端部位上的 防蟲網為正常狀 態,並能預防小動物 進入。 ‧ 管端部與排水管的 流入口等之間不可 直接連接一起,為防 止逆流需有充分的 跌水空間。 需易於檢查。 2. 溢流管端部位不可直接插入排水 管流入口。 3. 管端部需有適當的下向長度。 4. 防蟲網材質強度要夠,不得有腐蝕 狀態。 設 施 的 外 觀 檢 查 7. 蓄水池 通氣管 的狀態 ‧管端部位應能避免有 礙衛生的物質進入。 ‧ ‧確認管端部位上的 防蟲網為正常狀 態,並能預防小動物 進入。 ‧通氣管必須有足夠的 斷面面積。 1. 管端部要向下。 2. 通氣管與水槽本體連接部份不得 有空隙,需是防水密封構造。 3. 管的開口部必須保持清潔。若開口 附近有垃圾放置場、室內停車場、 或有影響衛生之虞的場所時,應更 換開口部位的位置或通氣管的位 置。 4. 要有通氣管或者可以替代的設備。 5. 通氣管的材質須為不易破壞。 6. 通氣管附在出入口的蓋子或框上 時,不可使灰塵等物質掉入。 7. 7. 較大的通氣管可促進氣體對流,並 抑制生鏽。但容易造成灰塵及有礙 衛生的物質進入,故必須做好檢查 工作。 設 施 的 外 觀 檢 查 8. 蓄水池 放水管 的狀態 ‧管端部與排水管的流 入口等之間不可直 接連接一起,為防止 逆流,其中的間隔需 有足夠的距離。 1. 管端部分應設於方便檢查的位置。 2. 放水管的閥門,不得浸於水中。 水 質 的 ‧臭味、味道、顏色以 及混濁度的檢查:水 龍頭出水不得有異 1. 水龍頭出水水質的檢查,是用水設 備妥善性的最後確認。 2. 若發現水質異常,須進行檢查頂 117 檢 查 常情況。 ‧餘氯的檢查:必須驗 出餘氯。 樓、頂樓水塔、蓄水槽、比較配水 管流進蓄水槽的水質,推斷原因並 加以改善。 3. 進行水質採樣時,要先將供水管內 停滯的水放掉再採樣。 文 件 檢 查 ‧用水管理者必須確認 相關的文件整理及 保存狀況。 ‧檢查文件的內容及記 載的事項,在必要的 時候提出建議。 1. 應將供水系統圖和各樓層平面圖 一起保存管理,並說明供水系統機 能及流程。亦有根據一般的配管系 統圖製作示意圖者,或者不需製作 系統圖,僅需樓層平面圖即可理解 者。文件記錄必須永久保存。 2. 設置蓄水池的樓層圖多以平面圖 呈現,故埋於地下的蓄水池,必須 特別留意周圍的設備。 3. 水槽必須至少一年定期清掃一 次。關於清洗年月日、作業人名、 作業內容、檢查修補狀況、使用消 毒藥劑等,都必須詳加紀錄。資料 應保存3 年。
部分内容预览 [文件共122页]
本文件共122页, 只能预览部分内容,查看全部内容需要下载
注:预览效果可能会出现部分文字乱码(如口口口)、内容显示不全等问题,下载是正常的。
文件大小:1.32 MB 共122页      文件格式:PDF
下载点数:1 点(VIP会员免费)
收藏本页到会员中心
网友评论 more
创想安科网站简介会员服务广告服务业务合作提交需求会员中心在线投稿版权声明友情链接联系我们