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Ch 8 - 淨水器的使用 授課老師:王根樹 【本著作除另有註明，網站之內容皆採用 創用CC 姓名標示非商業性 - 相同方式分享 3.0 台灣 授權條款釋出】 自來水用戶用水設備相關法規 自來水法中自來水用戶用水設備相關之設備 標準規定於自來水法相關條文，其中與用水 設備有關之規定包括：「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。 前項用水設備之標準，由省 (市) 主管機關訂 定之。」，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。 →此規定管理對象不含淨水器！ 自來水用戶用水設備相關法規（續） 自來水法與設備管理有關之規定「本法所 稱用水設備，係指自來水用戶，因接用自 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。」。 自來水法在用水設備部份所規範之用水設 備並不包括蓄水設備。 台北市及台灣省用水設備標準中已就蓄水 設備設置之容積、型式、人孔、通氣孔及 溢、排水設備等加以規範。但此項規範主 要以設置時為考量。 日本簡易專用水道的設置及管理 設置者必須遵照政府所定之基準來作好水道的管理， 管理的基準是時時確保所供應水的安全衛生。 水槽的清洗頻率為一年一次。 須注意給水栓出水的顏色、混濁度、有無臭味、味 道等水質狀況，如有上述之異常狀況發生時，須實 施水質的檢查，確認其安全性。 得知所供應之水如有危害人體健康之虞時，須立即 停止水的供應，並告知所有使用者。 為確保管理的正確性，設置者須記錄管理狀況，並 保留記錄本。 日本水道法之規定 簡易專用水道的設置者需遵守厚生勞動省訂定的基準進行 水道的維護管理。 水道法所指厚生勞動省訂定之基準為以下幾項： 每年一次定期進行水槽的清洗維護 必須告知使用者檢查水槽時若發現有害物質及污水侵入等 情形，為防止飲用水受到污染所應採取的必要措置。 由給水拴流出的水若其顏色、濁度、臭味與味道有異常現 象，需遵照法令中有關水質基準之記載事項加以檢查。 若飲用水質會對人體造成危害則需立即停止供水，並將繼 續使用飲用水之危險及相關應採取的措置公告周知。 設施外觀檢查 蓄水池及周遭狀況 水質檢查 給水拴水質的色度 、臭味及餘氯檢查 高架水塔及周遭狀況 其他用水設備狀況（必要時） 其他給水拴、水塔水池 之水質檢查（必要時） 進入蓄水池前之水 質檢查（必要時） 管理記錄檢查 水池水塔清洗記錄、檢查維護記錄、水質檢查記錄 就檢查結果建議改善事項 發給檢查證明 通知行政機關（必要時） 用水設備定期檢查流程圖 自來水用水設備管理及維護 使用自來水之用戶： – 定期清理水塔為維護自來水水質之第 一要務 – 經由適當之消毒即可維持飲用水安全 衛生，煮沸為最簡單之方式 – 必要時可搭配淨水器使用，但應先考 慮淨水器之操作原理及維護需求 學校用水設備主要八種方式 (依據台北市各級學校用水設備及水質調查之結果) 1. 生飲檯：主要有二種方式 (1)自來水→生飲檯 (2)自來水→飲水專用水池、水塔→生飲檯 2. 中央飲水系統：使用多種設備處理及供應飲用水。 3. 鍋爐(煮沸)：經鍋爐煮沸後飲用。 4. 飲水機：一般常見立地式飲水機。 5. 開飲機：以商品化之開飲機提供經煮沸之飲用水。 6. 煮沸→紫外線：經煮沸過程後，再經由紫外燈消毒。 7. 瓶裝蒸餾水：由蒸餾水供應商定期供應瓶裝蒸餾水。 8. 僅有水池水塔：自來水儲存於水池水塔，沒有再處理。 學校飲用水供應的主要問題 1. 飲水系統使用水源的水質不良 2. 供水管線太老舊或設置不當 3. 飲水系統欠缺維修（包括水池水塔的清洗） 4. 飲水機水質未能符合標準 5. 飲水系統設置不當或費用太高 → 同時也是家用淨水器的問題。 台灣地區民眾淨水器使用之比例 60% 40% 20% 0% 民國72年 民國79年 民國84年 民國87年 民國88年 台灣大學 王根樹 台灣地區民眾使用淨水器類別之比例 70% 離子交換 60% 活性碳 逆滲透 50% 40% 30% 20% 10% 0% 民國72年 台灣大學 王根樹 民國84年 民國87年 民國88年 美國民眾使用淨水設備之情形 美國水質協質(WQA)在1997年的問卷調查結果顯示： 使用淨水器比例從1995年的27%增加到1997的32%； 近二年使用家用簡單淨水設備的比例有增加的趨勢； 使用淨水設備的民眾有近90%的民眾感到滿意， 其中近60%的人感到非常滿意； 美國民眾對家庭用水的認知結果： 三分之一的民眾相信他們的家庭用水不是很安全 五分之一的不滿意他們的家庭供水 18到44歲的民眾，最不可能對他們的水質感到滿意 ，也不可能覺得他們的家庭供水是安全的。 淨水器使用狀況 淨水器使用情形 有使用者使用之淨水器種類 活性碳淨水器 RO(逆滲透)淨水器 離子交換樹脂淨水器 蒸餾水淨水器 電解水淨水器 其他（註） 不詳 拒答 未使用 樣本數（N） 百分比（%） 626 106 219 46 17 39 10 188 1 890 41.3% 16.9% 35.0% 7.3% 2.7% 6.2% 1.6% 30.0% 0.2% 58.7% 註：UV除臭淨水器（N=4）；鈣離子淨水器（N=3）； 礦泉水淨水器（N=2）；自然回歸水生成器（N=1）。 使用或不使用淨水器之原因 裝設之動機 《可複選》 對自來水沒信心 除臭、消毒 喝起來更健康 方便；可以生飲 大家都在用 （潮流時興） 推銷員/他人介紹 其他 不詳 N % (N=626) 305 84 277 111 40 32.1% 8.9% 29.2% 11.7% 4.2% 70 45 17 7.4% 4.7% 1.8% 不裝設之原因 《可複選》 (N=890) 目前水質很好 經濟考量 飲用前煮沸即可 有中央淨水系統 沒需要 沒想過 其他（註二） 拒答 205 83 262 13 223 78 161 30 N 註一：希望能喝到品質較好的水（N=22）；水質不好（N=16）；贈品（N=3）；自己在賣淨水器 （N=2）；居住地沒有自來水（N=2）。 % 19.4% 7.9% 24.8% 1.2% 21.1% 7.4% 15.3% 2.8% 對淨水器的認知及訊息來源 對淨水器的認知及訊息來源 淨水器淨水原理之瞭解 是 否 知道一些 透過何種管道選擇《可複選》 親友介紹 媒體廣告 促銷活動 推銷員推銷 贈/獎品 其他（註一） 不詳/拒答 考量飲用水特性 有 無 樣本數（N） 626 110 298 216 647 364 55 27 57 16 78 50 626 268 341 百分比（%） 17.6% 47.6% 34.5% 56.3% 8.5% 4.2% 8.8% 2.5% 12.1% 7.8% 42.8% 54.5% 註一：自己挑選、尋找（N=40）；商店、賣場、電器行（N=17）；房子本身已安裝好（N=16）；詢問醫生（N=5） 使用狀況及使用評價 樣本數（N） 百分比 （%） 312 211 19 49.8% 33.7% 3.0% 247 379 279 55 39.5% 60.5% 73.6% 14.5% 使用淨水器後之作為 水質改善程度 改善很多 稍微改善 沒有改善 是否曾生飲及原因 是 否 習慣煮沸之後再喝 對淨水器處理效果沒信心 使用淨水器後是否生飲經處理飲用水? 會生飲 使用淨水器之民眾 使用淨水器種類 活性碳淨水器 RO（逆滲透）淨水器 離子交換樹脂淨水器 蒸餾水淨水器 電解水淨水器 N 186 41 103 15 6 21 不會生飲 % N % 22% 55% 8% 3% 11% 241 65 116 31 11 39 27% 48% 13% 5% 8% 飲水系統典型系統流程圖 水源 粗過濾 自來水 地下水 飲水配水 不鏽鋼管線 其他材料管線 細過濾 軟化器 離子交換 樹脂 紫外線燈滅菌 主機 煮沸機 逆滲透機 飲水點 飲水檯 程控滅菌開水機 - 處理單元流程圖 電壓表 計時器 6 程控熱缸 1 PP 或 綿 質 濾 心 2 粒 狀 活 性 碳 3 5 4 樹 脂 濾 心 冷凝器 冰缸 純水 (RO機) - 處理單元流程圖 電壓表 計時器 6 4 1 PP 或 綿 質 濾 心 粒 狀 活 性 碳 粉 末 活 性 碳 2 壓力 RO 逆滲透膜 桶 粒 狀 活 性 碳 3 UV 紫 外 線 殺 菌 熱缸 冰缸 5 MF、UF、NF、RO特性介紹 孔徑 (μm) 操作壓力 (Kgw/cm2) MWCO (Daltons) 主要分離物 - 細菌 懸浮物 MF 0.1-1 0.69 UF 0.002-0.1 1.03-6.9 >103-105 細菌 懸浮物 高分子有機物 NF 0.001 3.45-15.5 >200-400 細菌 懸浮物 高分子有機物 部分離子 RO 0.0001 13.8-69 >100 細菌 懸浮物 高分子有機物 離子 過濾維護管理原則 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，影響水質安全。 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。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，淨水器濾 心也需定期清洗或更換（一般3個月更換一次，活 性碳濾心一般約半年更換；出水量顯著減少時，也 需更換），才能確保濾出水的安全。 C/Co 1.0 0.95 何以不等到100%貫穿 再更換活性碳濾心? 0.05 貫穿點 進水體積 耗竭點 台灣大學 王根樹 活性碳吸附貫穿曲線 活性碳維護與管理 增加水體與活性碳的接觸時間可以提高活性碳 吸附的效果；這可以透過減低水流速度的方式 達成。 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。 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。 為增加吸附效果，水體應先適度過濾，去除雜 質再進入活性碳濾心。 活性碳不是萬靈丹。活性碳濾心使用一段時間 後必須更換，以維持吸附之效果。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。 離子交換使用缺點及限制 只適用於處理水中溶解性離子物質。 物質溶解於水中形成離子，才可應用離子 交換的技術。如果水中污染物以分子方式 存在，就無法以離子交換移除。 樹脂需定期還原再生。 濾出水中鈉離子濃度可能提高。 樹脂缺乏管理維護易使水質劣化。 移除水中污染物之種類有限，不能去除水 中的化學有機、無機物質、農藥、氯氣。 UV使用限制 低劑量UV無法去除某些病毒、孢子與囊胞活性。 UV照射劑量不足時，必須提供足夠的接觸時間。 水中濁度與總懸浮固體（TSS）可能影響UV的穿 透性，降低消毒效率。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之因子。 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其他設備。 UV不若餘氯可維持殘留餘氯於水中持續殺菌，UV 處理水需避免二次污染。 紫外線對一般細菌及病毒有良好的消毒力，因此對 人體也有潛在的傷害。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。 供校園/社區使用之小型淨水 系統 採購前應蒐集進行各種POU或POE技術的可行性 分析，以作為小型淨水系統設置依據；最好能請 廠商提供試驗數據，以驗證其淨水效能。 需要淨水之水龍頭數量應明確。以家庭使用之用 水為例，家中所有水龍頭出水是否都有經過淨水 處理非常重要。 由誰負責操作?家中成員是否了解其效能? 消毒效果與總菌落數的監測。 淨水設備之維護。 典型POU與POE安裝之說明 (http:/www.epa.gov) 常見POU/POE之淨水技術 淨水技術 過濾 活性碳 薄膜 特性與適用範圍 包括一般濾心、MF、UF等。 操作成本低廉，容易安裝與維護。 逆滲透薄膜常需配合活性碳前濾心。 離子交換 可移除水中的鈣、鎂離子。 慢濾 消毒 慢砂濾簡單且低成本，但應注意濾砂 表層微生物生長。 紫外線、臭氧、加氯消毒、煮沸等。 適用於移除無機污染物之設備與技術 淨水設備與技術 離子交換 逆滲透 操作技術 難易程度 適用之水質特性 中等 低總溶解固體的地下水，競爭 離子濃度或影響作用長度。 難 處理的地表水需要前過濾。 臭氧氧化 中等 地表水或地下水(考慮Br-)。 直接過濾 難/中等 處理水體的水質需良好。 顆粒性活性碳 簡單 地表水需要前置過濾。 碳酸鈣沈澱法 簡單 高濃度鹼度與鈣離子的水體。 適用於移除有機污染物之設備與技術 淨水設備與技術 操作技術 難易程度 適用之水質特性 粒狀活性碳 簡單 地表水需要前過濾。 POU：粒狀活性碳 簡單 地表水需要前過濾。 粉末狀活性碳 中等 適用於所有水體。 加氯消毒 簡單 需要較良好的水質。 臭氧氧化 簡單 需要較良好的水質。 填充式曝氣塔 中等 所有地下水。 擴散式曝氣 簡單 所有地下水。 曝氣 簡單 所有地下水。 POU/POE設備選用與注意事項 POU/POE的設置除成本考量外，還應因地制宜考 慮硬體及軟體的實際情況加以選擇。 瞭解水質特性：污染物種類？含量？根據需要的 移除效果或移除率選擇應裝置的設備種類。 POU/POE設備操作與維護之技術門檻。 POU/POE設備安裝與設置：應請合格廠商勘查， 經過實地觀察與討論過後，再決定安裝方案。 操作與維護：應向廠商索取或自行設計設備的檢 查與確認事項紀錄表，並依照檢查時間詳細觀察 與紀錄，紀錄表格應保留，以利後續維護工作。 常見POU/POE淨水技術及操作維護成本比較 淨水技術 主要去除污染物 氯、碘 微生物 紫外線、臭氧 微生物 初設 成本 低 中等 操作維 操作技 護成本 術難易 低 低 低 中等 微生物、無機物、金屬、 逆滲透 中等 高 礦物質、有機物質 有機物質、氡、臭味 活性碳 （固體組合濾料可過濾 中等 中/高 原生動物與部分細菌） 氡、揮發性有機物、異 填充式曝氣塔 中等 低 臭味 中等至 離子交換 無機物、鐳、硝酸鹽 中等 高 高 低 高 中等 淨水器之比較 污染物種類 種類 三鹵 甲烷 農藥 氯 臭味 硬度 重金 屬 細菌 成本 維修 水回收率 (%) 軟水器 x x x x o o X 低 中 100 活性碳 o o o o x △ △ 低 中 100 蒸餾水 △ △ o o o o O 中 易 100 逆滲透 o o o o o o O 高 難 30 過濾器 x x x x x x X 低 易 100 紫外光 x x x x x x o 中 中 100 成本—高：>4,000元，中：1,000-4,000元，低：<1,000元 淨水器的認證 認證單位 –中國國家標準（CNS） –美國國家衛生基金會，NSF 淨水器應通過CNS國家標準的認證 提供消費者充分的產品資訊 （包括清洗維護的頻率與方法） 淨水器的維護管理 典型逆滲透淨水器各單元更換週期 –5mm濾心 3-12個月 –活性碳濾心 6-12個月 –1mm濾心 9-12個月 –逆滲透膜 1-2年 –後置活性碳濾心 8-12 個月 飲用水管理條例 - 飲用水設備管理 經中央主管機關指定公告之公私場所，設有供 公眾飲用之連續供水固定設備者，應向所在地 之直轄市或縣（市）主管機關申請登記，始得 使用。（飲用水管理條例第八條） 說明：環保署目前並未依本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，故不需要申請登記即可 使用 。 公私場所供公眾飲用連續供水固定設備管理 公私場所供公眾飲用之連續供水固定設備之設置者或 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維護一次（飲用水管理條 例第九條及設備維護管理辦法第六條），維護的內容並未 限定。 2、檢驗：應每隔三個月委託經環保署許可之環境檢驗測 定機構檢驗處理後的水質狀況，應執行抽驗台數比例為八 分之一（本條例第十二條及設備維護管理辦法第七、八條 規定）。 每月清洗維護一次 每三個月檢驗一次 應執行抽驗台數的計算未達1台者以1台計，抽驗 應採輪流並迴避前已完成抽驗設備之方式辦理 公私場所供公眾飲用連續供水固 定設備應檢驗水質項目 接用自來水者：經飲用水設備處理後的水質，應每隔三 個月檢測大腸桿菌群。 非接用自來水者：經飲用水設備處理後的水質，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 鹽氮及砷兩項。 飲水機或飲水檯，其出水溫度維持於攝氏九十度以上時， 得免每隔三個月檢測大腸桿菌群。 所在地環保機關得視水質狀況酌予增加檢測項目。 公私場所連續供水固定設備設備管理 3、紀錄：維護內容及水質檢驗狀況，應詳細記載在 「飲用水設備水質檢驗及設備維護紀錄表」（依飲用 水管理條例第九、十二條及本辦法第六、七條規定）， 其紀錄應保存二年，以備主管機關查核。 4、公布：應將「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（飲用水管理條 例第九、十二條及本辦法第十條規定）。 公私場所連續供水固定設備設備管理 5、水質管理：飲用水設備處理後之水質檢驗，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（本辦法第九條規定）： A. 關閉進水水源，停止飲用。 B.於飲用水設備明顯處懸掛「暫停使用」告示警語。 C.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。 飲用水設備維護管理罰則 未依飲用水管理條例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 存期限之管理規定者，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。（飲用水 管理條例第二十三條） 飲用水設備維護管理罰則 未依飲用水管理條例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者，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。（飲用水管 理條例第二十三條） 飲用水設備維護管理罰則 違反依第十一條第一項公私場所設置供公眾 飲用之飲用水水質不符合水質標準者，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。（飲用水 管理條例第二十四條） 設置飲用水設備應有之觀念及維護注意事項 （一）自來水是安全飲用水。 （二）自來水用戶用水設備應合乎自來水法相關規定才可避 免二次污染。 （三）以自來水為水源之飲用水設備應以殺菌為重點。 （四）選用必要的設備。 （五）安裝設置、使用操作、維護管理手冊。 （六）選用的設備應有詳細的面板標示。 使用淨水器後續問題 家用淨水器淨化後之水質經常沒有一個確切的標準 來衡量，因此處理水之水質難以保證。 一般淨水器均按某種假設水質設計處理方式，無法 針對不同區域自來水水質調整設計。 不同淨水器使用材料不同，消費者使用淨水器的次 數、用量也不同，因此濾心使用壽命也就不同。缺 乏維護保養的濾心本身就會形成二次污染，甚至造 成更大的危害。 淨水器的自動控制系統根據水壓、時間提醒維護。 但重要的是根據水質。 廠商服務一般只能倚賴顧客的主動回饋，因此常出 現更換濾心頻率不足的問題。 對不對？ 多喝水有益健康，所以能喝儘量喝 長期喝逆滲透水會骨質疏鬆 多喝礦泉水能補充礦物質 喝瓶裝水對身體比較好 較小的水分子團有利於身體吸收 自來水不是好的飲用水 作品 授權條件 60% 40% 20% 0% 民國72年 民國79年 民國84年 民國87年 民國88年 70% 離子交換 60% 活性碳 逆滲透 50% 40% 30% 20% 10% 0% 民國72年 民國84年 民國87年 1.0 0.95 C/Co 版 權 聲 明 0.05 貫穿點 進水體積 耗竭點 民國88年 作者/來源 台灣大學 王根樹 2011/11/20 visited 台灣大學 王根樹 2011/11/20 visited 台灣大學 王根樹 2011/11/20 visited http://www.epa.gov/nrmrl/wswrd/dw/arsenic/p ubs/7_pou_poe_as_treatmentv6.pdf 2011/11/20 visited