还我清白---利用植物特性的简易水质净化器.doc

還我清白---利用植物特性的簡易水質淨化器
摘要
水資源是當前及未來重要的議題，若是一時疏忽可能就會使水源受到污染，難以回覆。學校產生的廢水其污染來源單純，只要利用植物特
性加以處理，就可以讓學校的廢水重新再利用。挺水性植物和浮水性植物具有密集的根系可以吸收水中溶解的物質並攔截懸浮性物質，沉水性植物可以進行光合作用釋放氧氣，增加水中的溶氧量。由於淨水器設計的栽培介質為碳酸鈣可以和酸性物質結合，產生的二氧化碳和鈣離子恰好又是植物生長所必須的物質。除了可以簡單處理廢水改善水質外也可以增加環境的綠意。植物淨化水質的能力則是挺水性植物以蘆葦最佳，浮水性植物則是以布袋蓮最好，沉水性植物則以水蘊草最佳。

關鍵詞：學校廢水、植物特性、水質淨化

一、研究動機
近年由於人口密度的增加，只要大家一疏忽，就可能使遭受到破壞或污染，學校旁邊的北排就是最好的例證。由於北排並未經過工廠區，只留過住宅區，卻因為大量未經過處理的家庭廢水排出，造成原本清澈的溪水轉變成優養化的排水溝，所以我們想製造一個可美化環境又可以簡單處理家庭廢水的裝置。
二、研究目的
調查學校廢水來源及成因
簡易淨水器的設計與各部分功能
簡易淨水器對懸浮物的清淨效果
簡易淨水器對濁度的清淨效果
簡易淨水器對水中溶氧量的影響
簡易淨水器對水中酸鹼值的影響
三、研究器材與設備
pH儀、DO測定儀、白紙、筆、燒杯(100ml)、密度測量、800㏄保持瓶1個、2000㏄保持瓶4個、8公升保持瓶1個、循環用沉水馬達1個、PVC水管1段、塑膠水盆1個、塑膠軟管1段

四、研究步驟
校園廢水來源調查
1.由學校的水溝中撈取500ml水樣並蓋上蓋子，帶回實驗室以便進行測驗。
2.利用打掃時間延著水溝觀察，尋找水溝中的廢水是由何處排出。
3.請教打掃水槽的同學曾經見過有哪些種類廢水被倒入水槽中(如照片1.2)。
照片1：墨汁廢水照片2：油類廢水
(二)尋找簡易淨水器模型的靈感
1.由圖書館及網路上搜尋有關自然界中水質淨化的相關資料。
2.與指導老師及同學討論後，繪製淨水器草圖。
3.從學校及附近資源回收場找尋所需要的製作材料。

(三)簡易淨水器的製作方法(如照片3.4)
1.污水循環系統的製作
將2個2000㏄保持瓶的底部切除，另1個2000㏄保持瓶由
側邊和底部斜切去除，保留上半段。
將切除底部的2個2000㏄保持瓶頭尾相接，底部向上，距
離頂端10公分處開一個出水口，頭部最後接在PVC水管中。
並在PVC水管底部鑽孔連接馬達的橡皮管。
瓶子正中央則再用塑膠管連接橡皮管，作為污水運送的管
路。
最上層瓶子內栽種挺水性根系較密的植物。
2.過濾裝置
將側邊和底部斜切去除，保留上半段的寶特瓶其瓶子底
部，連接在污水循環系統的出水口下方。
上層種植水苔類植物，下層則放置碎石子作為過濾基材。
3.水生植物淨化裝置
將8公升保持瓶去除頭部，留下底部正放於水盆中，距離
上端10公分處開一個處理過的水出口。
將1個2000㏄保持瓶的底部切除後，倒立在8公升保持瓶
中，距離上端5公分處開一圈出水孔。
將1個800㏄保持瓶底部斜切，距離頭部15公分處開一圈
出水孔，倒立於2000㏄保持瓶中，斜切面的較高處則連接過濾裝置的出水口下方。
淨化裝置內則可以分別飼養不同的指標水棲生物。
照片3：製作好的淨水器外型照片4：佈置好的淨水器外型
(三)水質檢測
1.濁度測試
(1)由於學校水溝深度不足，無法利用一般池塘，河流及水庫的檢測方式，所以我們修正改為測量燒杯依次盛裝50ml的自來水及蒐集到的原水。
(2)取一張白紙再正中央畫一個『十字』擺放在地面上，將步驟（1）中裝有測量液體的燒杯放置於紙上，逐漸垂直上移直到看不清楚『十字』為止。
(3)測量並記錄紙張與燒杯間的距離.
(4)將步驟(1)~(3)流經淨水器1次，循環1次、循環2次、循環3次後，各區域收集的水樣重覆。
2.酸鹼值的測量
(1)pH儀先校正後並以自來水測量結果做為對照組。
(2)將流經淨水器後循環1次、循環2次、循環3次後，各區域收集的水樣測量pH值。
3.密度的測量
(1)取一個空燒杯先秤重。
(2)依次放入20ml自來水、待測的原水及淨水器處理過的水樣，再秤重，紀錄扣除空燒杯後的重量。
(3)將紀錄的質量除以20ml換算成密度。
4.溶氧量的測定
(1)將溶氧量校正和熱機後，測量對照的自來水中溶氧量，再至各排除廢水的水溝各測量溶氧量。
(2)測量流經淨水器各部位後的溶氧量。

五、研究結果與討論
(一)校園廢水普查
1.我們利用掃地時間進行全校廢水來源調查結果如表1。
表1：校園廢水來源調查結果
地點廢水來源弘學樓洗手、拖地、洗滌餐具、打掃廁所、清洗顏料或墨汁弘道樓洗手、拖地、洗滌餐具、打掃廁所、清洗