發表文章
首頁
技術園地
發表文章

即時線上電化學感測元件之開發:以水中餘氯及銅離子為例

Applying Mass and Energy Balance Model to Evaluate the Energy Consumption of Multi Effect Distillation Combined with Thermal Vapor Compression for Concentrating Wastewater
研討會論文
水質自動監測之目的在於提供準確、即時及完整的水質特性資訊,以作為廢水自動控制及自動化之用,惟傳統的水質分析技術存在分析時間過長、成本昂貴及仰賴人力等問題,無法即時、完整且有效提供擬定控制策略時所需的資訊。因此,本研究以電化學法為開發基礎,結合物聯網及雲端大數據處裡,開發具有「體積小」、「耐用」、「維護容易」及「低成本」特性之廣佈型水質感測技術,以提供未來各單位應用於不同情境水體監測系統之建置。
本研究開發之電化學線上感測模組,其以餘氯與重金屬(以銅為例)為監測目標,以含微流道及三極式(餘氯感測)/晶片式(重金屬感測)之原型機組為基礎,整合電化學線上分析技術平台,並進行實驗室及實際場域測試,於0.5~5.0 mg/L之偵測濃度範圍內,餘氯及重金屬之檢量線R2值分別可達0.995及0.988;於實際水樣驗證試驗中,餘氯感測以自來水為背景溶液配置0.5mg/L之餘氯,經三重複試驗結果後得平均感測餘氯濃度為 0.53 mg/L,另採新竹某淨水廠產水進行餘氯濃度測試,本平台感測之清水餘氯濃度約為 0.8 mg/L,現場DPD比色法之量測結果則為 0.74 mg/L,誤差百分比小於2%。重金屬感測於桃園工業區大排水口隨機取兩點實際水樣進行驗證試驗,A點儀器檢測為0.743 mg/L-Cu2+,所開發感測模組檢測出0.747 mg/L-Cu2+。B點儀器檢測為0.345 mg/L-Cu2+,因小於感測模組檢量線範圍,故外添加1 mg/L標準品,檢測出濃度為1.489 mg/L-Cu2+,平均誤差百分比為5.6%,符合環保署規範之水質分析儀器誤差可接受範圍。
綜觀上述可知,本研究所開發之技術平台應用於自來水廠餘氯及工業區放流水中銅離子即時監測具有相當可行性,並預期未來可應用於現場水質條件之線上監測,亦可透過資料傳輸及定位功能,依驗證場域配置不同感測元件進行實場驗證,以作為未來感測系統佈建及長時水質監測之評估依據。



作者:莊雅茹,王儀婷,李晨瑜,楊欣茹,黃馨儀,任維傑,

★文章出處:中華民國環境工程學會-廢水處理技術研討會  (2020年)