九十六第十区管理处.docx
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九十六第十区管理处
台灣自來水公司
九十七年度
取用地面伏流水高濁度原水進水量管控機制
撰寫單位：
第十區管理處台東營運所
撰寫人員：
莊碩成
撰寫期程：
97年7月
目 錄
壹、緣起與目的-------------------------------------2
貳、研究方法與過程---------------------------------4
參、結論------------------------------------------16
肆、建議事項--------------------------------------18
取用地面伏流水高濁度原水進水量管控機制
壹、緣起與目的
地面原水水源為河伏流水之淨水場，其水源出水量及濁度與降雨量有直接正面關係，台灣地區降雨均集中在每年六月至十一月的梅雨、颱風季，地面原水濁度往往由於降下豪雨而立即上揚。
同時取水口易遭受沖擊毀損或阻塞有進水量銳減或無法進水之慮，而在枯水期又面臨原水銳減等供水危機。
因而為維持供水，勢必以鑿地下深井水源做為應變支援補充水源，使供水不致受影響。
但在原水水質異常狀況發生時，如何有效調配既有地面水源與地下水源間出水量，使在供水正常情況下，能降低操作成本及提昇處理水品質，為其研究探討的主題。
本所利嘉淨水場原水取得
主要以利嘉溪為主要水源，由
於係取用地面伏流原水之因素
，逢降雨量昇高時地面原水濁
度則立即隨之上揚至500NTU
以上，造成淨水處理效能下降
，進而影響處理水量及處理水
水質濁度上升。
本場先前係採地面原水進水量的管控（10000CMD－15000CMD），而此管控量究竟是否符合效益性，就不得而知。
因而希藉此研究，來檢討符合效益性之原水進水量，以降低淨水操作成本。
貳、研究方法與過程
一、研究方法：
利用利嘉淨水場及轄區地下補充水源之原始操作資料，透過收集、彙整、分析、探討等流程，達到研究之預期目標。
作業流程圖
二、研究過程：
分為六個研究區塊：
（一）高濁度產生因素。
（二）地面水淨水處理成本分析。
（三）地下補充水（支援）深井供（出）水成本分析。
（四）處理水水質分析。
（五）供水量能力分析。
（六）高濁度單位地面原水處理成本與地下補充水源出水成本分析。
（一）高濁度產生因素
（1）台東地區降雨量狀況：
A、由於受臺灣地區性環境因素，台東地區降雨量均集中在每年六月至十一月颱風季節期間。
B、歷年降雨量分佈狀況：
如下圖
C、歷年颱風狀況：
如下圖
（2）利嘉淨水場原水濁度狀況：
A、由於利嘉淨水場取用利嘉溪伏流水，因而原水濁度與降雨量間有密切關係，致原水高濁度之時間點，亦均集中在每年六月至十一月間。
B、原水濁度分佈：
如下圖
C、原水濁度發生天數分析：
如下表
年度
10NTU以下
10～99NTU
100～199NTU
200～299NTU
300～499NTU
500NTU以上
93
313
5
2
4
6
35
94
336
11
5
4
5
4
95
318
12
3
5
7
20
96
303
32
14
4
8
4
平均天數
317
15
6
4
7
16
（3）結論：
利嘉淨水場由於取伏流水，原水濁度與降雨量間有直接正面關係因素，同時降雨量與氣候變化間亦有直接正面關係因素，以致原水濁度與降雨量、氣候變化間形成三角關係。
（二）地面水淨水處理成本分析
（1）單位處理水處理加藥（混凝劑）成本：
A、利嘉淨水場使用混凝劑為聚氯化鋁，其單位處理水處理加藥成本如「濁度與PAC加藥量關係表」。
B、濁度與PAC加藥量、成本關係：
如下表
濁度（NTU）
10
36
85
130
170
250
360
410
470
540
PAC加藥率（mg/L）
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
單位處理水處理加藥成本（元/M3）
0.06
0.11
0.17
0.22
0.28
0.33
0.39
0.44
0.50
0.55
濁度（NTU）
610
690
780
880
1060
1600
2280
3000
4000
5000
PAC加藥率（mg/L）
110
120
130
140
150
160
170
180
190
195
單位處理水處理加藥成本（元/M3）
0.61
0.66
0.72
0.78
0.83
0.88
0.94
1.00
1.05
1.07
C、濁度與PAC加藥量關係：
如下圖
D、單位處理水與PAC加藥成本關係：
如下圖
E、資料來源：
（A）、單位處理水處理加藥（PAC）成本為5.5元/kg。
（依據95、96年平均採購成本計算）
（B）、濁度與加藥量間關係，係依據利嘉淨水場瓶杯試驗建立。
（2）單位處理水污泥處理成本：
A、單位處理水污泥產生量計算式：
（A）、Ws（乾污泥產生量）=Q×1/1000000（濁度+色度（預設值15）×2+0.153×加藥率）。
（B）、污泥水產生量=Ws（乾污泥產生量）÷﹝1-90%（含水率）﹞。
B、單位處理水污泥產生量與濁度關係：
如下圖
C、單位處理水污泥處理成本計算式：
（A）、單位處理水污泥處理成本（元）＝單位處理水污泥產生量（m3）×單位處理成本（元/m3）
（B）、單位處理成本（元/m3）：
依據利嘉淨水場96年發包處理費用：
曬乾床至儲存場運置費用345元/m3、儲存場至處理場運置費用429元/m3核算。
D、單位處理水污泥處理成本與濁度關係：
如下圖
（三）地下補充（支援）深井供（出）水成本分析：
（1）單位供（出）水流動電（動力）費：
A、入力（KW）＝1.732×電壓（V）×電流（A）×功率因數（%）。
B、單位供（出）水抽水動力費（元/M3）＝入力（KW）×24小時/日×電價（2.18元/KW）×台電折數（0.7）
C、地下補充水源平均單位供（出）水流動電費為0.50元/M3。
D、地下補充水源單位供（出）水流動電費：
如下圖
（2）抽水馬達單位供（出）水維護費用：
A、維修費用：
馬力數×1000元。
（依據94、95、96年抽水機維修費用估列）
B、抽水機故障率：
1次/3年。
（依據往年抽水機故障率估列）
C、抽水馬達維護費用：
0.14元/M3。
【維修費用（元）×抽水機故障率÷供（出）水量（M3）】
（3）地下補充（支援）深井單位供（出）水成本：
單位供（出）水動力費用：
0.50元/M3
抽水馬達單位供（出）水維護費用：
0.14元/M3
合計：
0.64元/M3
（四）高濁度下處理水水質分析：
（1）、利嘉淨水場94年－96年於高濁度下，採取取（進）水量管控（15,000CMD－10,000CMD詳如A圖），處理水濁度均在0.6NTU以下（詳如C圖），濁度去除率在95％－100％間（詳如D圖）。
（2）、飲用水水質標準第四條：
自來水、簡易自來水、社區自設公共給水因暴雨或其他天然災害致飲用水水源濁度超過二○○ＮＴＵ時，其飲用水水質濁度得適用下列水質標準：
項目
最大限值
單位
濁度（Turbidity）
四（水源濁度在五○○ＮＴＵ以下時）
ＮＴＵ
十（水源濁度超過五○○ＮＴＵ，而在一五○○ＮＴＵ以下時）
三十（水源濁度超過一五○○ＮＴＵ時）
（A）、處理水量：
如下圖
（B）、原水濁度：
如下圖
（C）、清水濁度：
如下圖
（D）、濁度去除率：
如下圖
（3）、資料來源：
利嘉淨水場94年至96年處理水量、原水濁度、清水濁度監測數據資料。
（五）供水能力分析：
（1）利嘉淨水場供水轄區需水量：
29,000CMD。
（低地區需水量：
15,000CMD、高地區需水量：
14,000CMD）
（2）利嘉淨水場轄區地下補充深井出水量：
28,700CMD。
（置於低地區深井出水量：
19,000CMD、置於高地區深井出水量：
9,700CMD）
（3）利嘉淨水場地面水源最低取（進）水量：
5,000CMD。
（高地區需水量：
14,000CMD－置於高地區深井出水量：
9,700CMD）
（六）高濁度單位地面原水處理成本與地下補充水源出水成本分析：
（1）地面原水濁度在300NTU以下時，地面水單位處理成本＜地下補充水源出水成本。
（2）地面原水濁度在300NTU以上時，地面水單位處理成本＞地下補充水源出水成本。
（3）地面原水濁度在300NTU時，地面水單位處理成本等於地下補充水源出水成本為0.64元/M3。
（4）高濁度單位原水處理成本與地下補充水源出水成本分析：
如下圖
地面水單位處理成本＞地下補充水源出水成本
地面水單位處理成本＜地下補充水源出水成本
參、結論
本研究著重於探討在高濁度下，如何利用現有地面水水源，改變操作模式對淨水處理成本之影響。
本所針對利嘉淨水場在高濁度下地面水源及地下補充水源操作成本、水質、供水能力等因素研究檢討分析後，發覺地面原水濁度在超出300NTU時，以地下補充水取代地面水，較符合經濟效益。
同時研究過程中亦發現，如原水濁度超出300NTU時，配合地下補充水源供出水能力，採取地面原水減量進水操作模式，將降低淨水處理加藥及污泥處理成本。
扣除地下地下補充（支援）深井供（出）水成本，一年估計約可節省85,000元費用支出【以利嘉淨水場地面水源最低取（進）水量5,000CMD及歷年濁度超出300NTU以上天數分析採濁度750NTU天數23天做為經濟效益評估基礎】。
另一方面，由於高濁度降低地面原水減量進水，勢必提昇濁水處理效能，相對提昇處理水水質品質，降低供水風險。
肆、建議事項
颱風或暴雨期間原水濁度的變化，對於淨水處理單元處理效果之影響甚鉅。
由於濁度發生期間，濁度變化大再加上超出淨水處理單元均有設計處理量之限制，往往造成淨水處理單元殘留濁度增加、濾程縮短及污泥量增加等問題。
因此對於颱風或暴雨期間原水濁度上升的變化，務必應採降低地面原水進水量之措施，惟其應將地面原水進水量降低至多少？
才能兼具操作成本達經濟效益性、淨水處理單元達效能性。
建議應針對各廠（場）淨水處理設備處理效能、地面水水質、地面水處理成本、地下補充（支援）出供水能力及成本等因素分析，建立符合效益性之高濁度下地面原水進水量管控點，如此既能取得更有效率、更經濟之操作模式。
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