利用超音波換能器技術處理溫泉管線中碳酸鹽結垢之可行性研究

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Title:	利用超音波換能器技術處理溫泉管線中碳酸鹽結垢之可行性研究
Authors:	萬孟瑋甘其銓謝明裕莊世享劉泰麟郭弘毅
Contributors:	環境工程與科學系
Keywords:	溫泉超音波換能器結垢碳酸鹽
Date:	2009-11-05
Issue Date:	2011-11-22 13:56:52 (UTC+8)
Abstract:	台灣地區天然條件相當豐富，造就了珍貴的溫泉資源，其溫泉泉質種類繁複不一，但大致可分為以氯離子為主的氯化物泉、以碳酸根離子為主的碳酸氫鹽泉、以硫酸根離子為主的硫酸鹽泉，其中又以含碳酸根離子成分的泉質，為主要之溫泉成份。而溫泉水在管線輸送的過程，容易因富含礦物質之泉質造成管線、儲存設備結垢之情形，若長時間不處理維護，即可能導致管線爆裂、腐蝕、棄置、泉質惡化等相關問題，造成人力資源浪費、增加經營成本。而目前最常見之結垢抑制辦法為添加複磷酸鹽類，作為結垢物之抑制、清除，但由於其成分含有氮、磷，一旦排入水體，亦會造成水體負擔，影響生態平衡。緣此，本研究以物理性之方式處理溫泉館線結垢的問題，利用超因波技術所產生之物理性效應，在不同反應條件下，進行一系列之實驗及可行性之探討。本實驗之設計以人工調配之模擬溫泉水樣(含過飽合之鈣離子及碳氫根離子)，設定在不同溫度及流速下，運用超音波換能器處理，觀察系統中水樣之pH值變化，作為判斷在不同參數設定下結垢與否之依據；此外，將實驗(反應)前後之水樣，進行鈣離子濃度之分析，並依其量化數據探討該技術應用於溫泉結垢抑制之效果。模擬溫泉水樣結構機制分析結果顯示，水樣在高溫及高循環流速之影響下，因陽離子較易以離子態存在，減緩結垢物沉澱及生成之機率。此外，在使用超音波換能器之條件下，其物理性震盪所產生之疏密波，引發空穴效應，進而增加水中對鹽類之溶解度，使水中之陰陽離子在多數實驗條件下，保持離子狀態，進而減緩其結合物之生成，達到抑制、清除溫泉管線中結垢物之成效。
Relation:	水利產業研討會，起迄日：2009/11/5~2009/11/6，地點：國立成功大學
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