環保大作戰-清清廢水沖馬桶

專題名稱環保大作戰-清清廢水沖馬桶

專題描述根據台灣經濟部水利署的統計資料顯示,台灣每年浪費近 5 億噸的水,相當於 2 座石門水庫的蓄水量然而,多數民眾已經習慣了現有的用水方式,即使宣導節約,仍難以完全避免水資源的浪費。如何在生活便利與水資源永續之間取得平衡,已成為迫切需要解決的問題。這不僅關乎台灣的用水效率,更呼應了 SDG 6「確保所有人都能享有水與衛生及其永續管理」 以及 SDG 12「確保永續的消費與生產模式」 的核心目標。為了有效因應此挑戰,我們希望透過創新科技,嘗試提出具體解決方案,並期待若成果良好,能獲得政府或相關單位的支持,進一步推廣至社會大眾。

隊伍名稱省水大王

指導老師葉怡君 邵治家

參賽學生潘鵬文 艾恒志  

序號檔案內容上傳者最後修改
5作者 吳佳蓉
來源 台灣碩博士論文:從國際法論我國水資源之法制及實踐
描述 近年來因全球氣候變遷及極端氣候影響,大雨或大旱發生頻率增加,我國又因地理因素,全年降雨量雖多,但暴雨時之水資源多由河川直接流入大海,山坡地崩塌導致水庫淤積及水庫容量降低,水庫、河川、地下水等蓄水容量越來越少。水資源稀缺性逐漸影響人民生活,甚至影響人民基本權利。惟現行法制之水資源規範客體僅侷限於地面水及地下水,未包含天接水此等水資源,因此現行之水權之水量只有部分量化,亦無法體現主觀公權利之範圍。在權利無法實現的情況下,可能影響人民受有法律上保護之基本權,例如生存權及水權(the right to water)等權利。水資源為人民生存所必需,國家分配水資源之權力來源為何,以及國家應如何分配稀缺性水資源,本文將探討上述問題,期望政府能使世世代代皆有足夠的水資源得以永續使用。
2009年3月我國立法通過經濟社會文化權利國際公約,其中第15號一般性意見明文水權(the right to water)為基本人權,各締約國須履行國家義務,並且不帶歧視地落實水權(the right to water)。經濟社會文化權利國際公約施行至今已十年餘,本文將檢視憲法生存權有無涵蓋水權(the right to water)保障,水資源及水權相關法制是否已經立法保障水權(the right to water),以及人民得否依照第15號一般性意見,亦或憲法之基本權主張政府實現水權(the right to water)。
為了得以在水資源匱乏的情況下實現水權(the right to water),本文將借鏡美國之水權制度、自然資源管理法及美國德州水資源管理機關組織架構,訂定有效之管理制度,保護人民共有的水資源,並參照國際上之規範提出水利法、水利法施行細則建議修正條文及建議另立一部水資源管理法,使我國之水資源人權保障能與國際同步,在氣候變遷的影響下,與水共存。
艾恒志2025/10/3 上午 08:59:46
4作者 褚陳瑋
來源 台灣碩博士論文:水資源回收中心經營運作節能減碳之研究
描述 本研究旨在探討水資源回收中心如何通過改進運營方式實現節能減碳。水資源回收中心作為水資源管理的重要組成部分,其運作過程中會消耗大量能源並產生大量碳排放,因此提升其運營效率並減少碳足跡具有重要意義。
研究以中部某水資源回收中心的用電效率調查和數據分析為基礎,評估該中心的能源消耗和碳排放情況,並分析其主要碳排放來源。結果顯示,主要碳排放來自水處理過程中的電力消耗和污泥處理過程中的能量消耗。
首先,針對高耗能運轉馬達,建議更換為高效能馬達,預計可有效降低電力消耗,減少碳排放:14684.67 kg.CO2e(年)。此外,在屋頂建置太陽能光電系統,平均每月能提供全廠約3710度(KWh)電力,有效減少外購電力需求及碳排放。同時,將現有照明設備更新為LED T5燈管,可節省碳排放267.795 kg.CO2e(年),LED燈管製造過程不使用固態汞,壽命長(壽命目前有到3萬小時),更換率減少,也更能達到減碳目標。導入UASB系統以降低好氧系統曝氣池的設備負荷,該系統具免曝氣、低耗能及低廢棄污泥產量的特點,並可回收利用沼氣,節省用電耗能。為減少污泥產生量及處理過程中的碳排放,建議採用黑水虻進食污泥分解技術,減輕污泥處理負擔並實現廢棄物資源迴圈再利用。最後,考慮將含 NO3-的回收水用作農業氮肥,減少硝化與脫硝程式的電力耗能和碳排放,同時降低農業氮肥的需求。
綜合以上措施,本研究提出的節能方案不僅能顯著降低用電耗能及營運成本,還能減少碳排放,為工業節能減排提供了可行的解決方案。
艾恒志2025/10/3 上午 08:48:24
3作者 陳弘佾
來源 提高民眾水資源利用效率 智慧水管理 APP 優化方案探討 碩博士論文
描述 台灣地形山高坡陡,降雨季節分配不均,因此水資源相對不足,再加上全球氣候變化影響,水資源供需愈發矛盾,造成嚴重的缺水狀況。因此,智慧用水管理成為了當前重要的議題之一。 智慧用水管理是指透過科技手段,對水資源進行更加精確和高效的監測、控制和管理,以達到節約用水、保護水資源、提高用水效率的目的。在智慧用水管理中,包括了多種技術手段,例如感測技術、大數據分析、人工智慧等,這些技術可以對水資源的供應和消費進行監測和預測,從而實現用水效率的提高。在台灣,由於水資源的短缺和氣候變遷等多種因素的影響,智慧用水管理的應用已經初步展開,但仍然存在一些缺點和挑戰。 智慧用水管理是當前解決水資源供需矛盾的有效手段之一,台灣政府也致力於智慧用水管理的推廣,並鼓勵民眾使用智慧水管理 APP,以提高用水效率和保護水資源。例如:經濟部水利署建置有「行動水情」APP。然而,目前台灣智慧用水管理仍有一些盲點待克服,例如:大部分民眾仍然缺乏相關的知識和使用經驗,導致智慧水管理 APP 的使用率不高。由於不同的用戶有不同的用水需求,智慧水管理 APP 的設計也需要更加符合不同用戶的實際需求,從而提高使用者的體驗和便利性。 本研究藉由問卷調查蒐集資料,並使用了敘述性統計分析、因素分析、信度
分析等統計方法來分析智慧水管理 APP 優化方案,以提高智慧用水管理的效果和民眾的使用率,政府和相關單位積極開展智慧用水管理技術的創新和應用,協助推動智慧用水管理在各個領域的應用和普及。 本研究結果顯示台灣民眾對於缺水問題關注度高,呼籲政府加強水資源管理措施和教育宣導。政府和相關單位還需要加強對民眾的宣傳和推廣,有助於提高民眾對於智慧用水管理和智慧水管理 APP 的認同。智慧水管理 APP 的改進和推廣,可提高民眾對於缺水問題的認知度和應對能力。這些研究結果可做為制定更有效的節水政策和措施提供參考,同時提供民眾更便利的解決缺水問題的方式和工具。
潘鵬文2025/10/3 上午 08:37:04
2作者 張庭茜
來源 國立彰化師範大學公共事務與公民教育學系 碩博士論文網
描述 本研究旨在探討結合「水資源環境教育課程」與「污水處理廠實地實察」的教學設計,對國中學生環境素養三構面—環境知識、環境態度與環境行為之影響。研究對象為臺中市某國中九年級四個班級共計118位學生,採量化問卷與質性訪談並行方式,進行課程前後測資料蒐集與分析,並輔以學習單反思與半結構式訪談,以補充學生學習歷程與轉變歷程之理解。
研究結果顯示:一、學生於課程後在環境知識面向表現顯著進步,能正確認識水資源分布、水污染來源、污水處理流程與再生水應用等概念。二、學生於環境態度方面呈現正向轉變,強化對水資源保護的重視與環境責任感。三、行為面亦顯著提升,學生能實踐節約用水行動,並有主動向家人分享課程內容、影響家庭行為的情形。四、實地實察活動有效補足課堂教學中對抽象環境機制理解之不足,提升學生對污水處理運作的認知與反思能力,促進其環境素養整合發展。
綜合而言,本研究結果證實情境式教學結合實地實察具高度實施成效,有助於培養學生兼具知識、態度與行為的整合性環境素養與永續行動力。最後,研究亦針對課程設計與後續實證研究提出具體建議,期望作為未來水資源與環境教育推動之參考。
潘鵬文2025/10/3 上午 08:31:09
1作者 吳積承
來源 碩博士論文網
描述 氣候變化多端及高耗水產業發達為世界重要議題,為了維持產業穩定發展及民生基本需求,全球各地皆將水資源取得及再利用作為國家治理之重要議題,各國間水資源之爭奪與貿易活動日益頻繁,水資源回收中心不僅可將污水處理至符合放流水標準以降低環境負荷,更可將放流水重新再利用來補足自來水供給不足,然而水資源回收中心需要高度消耗能源來產生再生水,且隨著下水道普及,污水量增加之情況下,污泥去化管道也將成為重要議題。有鑑於此,本研究藉由文獻蒐集及比較分析,彙整國內外水資源回收中心能資源創新應用及整合現況,藉由分析國內能資源再利用潛勢,提出能源及各項再生資源再利用發展策略,最後提出評估能資源現況之績效評估指標,以利瞭解各水資源回收中心現況及未來提升之目標。
水資源回收中心蔚為區域能資源整合之重要核心,利用各水資源回收中心之區位特性落實循環經濟之成功要素在於政府與廠方相互配合,藉由政府建立績效評估系統及國外政策研析與水資源回收中心積極配合並藉政府資金補助更新設備,以促進區域性能資源利用極大化,並打造節能創水之水資源回收中心,打破過去被視為是鄰避設施的不良印象。
潘鵬文2025/10/3 上午 08:17:02

序號封面照內容說明上傳者最後修改
8類別 相簿集
名稱 確定專題方向
說明
這週小組討論決定專題方向是「水質感測分流系統」。我們的目標是利用 Arduino 搭配水質感測器,把乾淨水跟相對髒水分開,乾淨水可以再利用,髒水則排掉。討論過程中,我們釐清了研究重點:選擇合適的感測器、讀取水質數據的方法,以及分流控制的方式。最後也分配好初步的工作:誰負責資料蒐集、誰負責設計系統,大家對專題的方向和意義都有清楚共識。
艾恒志2025/10/3 上午 11:52:48
7類別 相簿集
名稱 成果整理與展示
說明
最後一週,我們整理專題成果,完成報告與簡報,並進行小組內展示。演示系統操作,包括水質感測、LED 顯示和分流控制。小組討論整個過程的收穫,像是感測器應用、Arduino 程式控制和硬體設計經驗,也反思過程中的問題與解決方法。系統雛形可以實際使用,也讓我們學到專題規劃、問題解決和團隊合作的重要性。
艾恒志2025/10/3 上午 11:51:44
6類別 相簿集
名稱 第一次測試
說明
我們進行第一次正式測試,使用乾淨水和泡茶水來測試感測器反應。數據顯示兩種水有明顯差異,LED 燈也能對應顯示。初步嘗試分流,但水流控制還不穩定,需要改良。大家把每次測試數據記錄下來,分析感測器輸出與實際水質的差異,討論程式和硬體可能的調整方式。這次測試讓我們確認核心功能可行,也找到了改進方向。
艾恒志2025/10/3 上午 11:49:43
5類別 相簿集
名稱 問題排除與改良
說明
這週我們專注在改善系統穩定性。程式加入數值平均處理,避免感測器波動造成誤判;水流控制裝置也重新調整,提高乾淨水與髒水分流的準確度。每次測試後,大家都會討論問題並記錄結果,邊修正邊測試。經過幾次調整,乾淨水能正確流入回收桶,髒水也能排掉,系統穩定性明顯提升。
艾恒志2025/10/3 上午 11:47:52
4類別 相簿集
名稱 整合測試
說明
這週我們把水質感測、LED 顯示和水流分流功能整合,進行長時間連續測試。乾淨水與髒水的分流準確率提高,系統在不同水量和水質下都能正常運作。成員分工記錄測試數據,分析系統反應時間和控制精準度,確保整個系統整合後依然穩定運作。這次測試讓我們確認專題的主要功能已經達到預期。
潘鵬文2025/9/30 下午 07:50:23
3類別 相簿集
名稱 元件準備與初步組裝
說明
這週我們準備 Arduino、感測器、水管和測試容器,開始組裝硬體。過程中發現接線很容易出錯,感測器讀值也不太穩定。經過比對線路圖和反覆調整,系統終於能讀取基本數據。大家分工合作,有人組裝硬體,有人上傳程式,也有人紀錄測試結果。雖然還只是初步組裝,但核心系統已經能讀取水質數據,有了雛形。
潘鵬文2025/9/30 下午 07:49:33
2類別 相簿集
名稱 系統設計規劃
說明
這週我們完成了系統設計規劃,包括 Arduino 與水質感測器的接線、數據讀取流程,以及分流控制邏輯。還討論要用 LED 燈或其他方式顯示水質,讓使用者能清楚辨識。為了測試方便,我們還規劃了乾淨水和髒水的模擬測試流程,並畫出系統流程圖。透過這些規劃,每個人對系統架構與功能都有完整理解,也確定接下來的分工。
潘鵬文2025/9/30 下午 07:49:17
1類別 相簿集
名稱 資料蒐集
說明
這週我們主要蒐集關於水質感測器的資料,包括濁度、導電度、水溫等指標,還研究了 Arduino 如何讀取數據並轉換成可辨識的訊號。小組討論分流設計時,大家提出各種想法,像是乾淨水出口放哪、髒水排掉的方式,以及可能的延遲問題。成員分工,有人負責感測器資料整理,有人測試程式範例,也有人查其他案例,讓我們後續系統建置有完整參考。
潘鵬文2025/9/30 下午 07:49:05

序號內容上傳者最後修改
8作者 艾恒志
標題 快完成準備東西的感覺
內容
經過一段時間的努力,我和同學終於快把比賽的東西做完了!過程中雖然遇到不少困難,但一步一步克服下來,現在看到成果慢慢出來,真的覺得很有成就感。
最讓我感動的是,我和同學在這段時間裡互相幫忙,遇到問題也沒有放棄,而是一起想辦法解決。當看到作品漸漸完成,大家臉上那種雀躍的表情,讓我覺得辛苦都值得。
雖然一路上有爭執、有壓力,也常常為了補習和時間不夠而煩惱,但最後能堅持下來,我覺得自己和同學都成長了。原本覺得不可能完成的事,只要大家一起努力,其實還是可以做到的。

艾恒志2025/10/1 下午 01:55:17
7作者 艾恒志
標題 溝通與時間上的問題
內容
最近我和同學一起準備比賽,但過程其實遇到不少問題。我我們對比賽內容和做法有不同想法,有時候溝通上不太順暢,討論到一半就容易卡住。另外,因為加上我平常還要補習,常常沒有太多時間做比賽需要的東西,壓力就變得更大。
我發現,最難的不是比賽題目,而是怎麼跟同學好好合作。當意見不一樣的時候,如果大家都想堅持自己的做法,就會浪費很多時間,也會讓氣氛變得緊張。
這次比賽讓我學到,合作比單打獨鬥更需要耐心和理解。雖然時間真的很趕,加上補習也佔掉很多精力,但我覺得如果能更早規劃、把工作分清楚,壓力應該會比較小。而且,有時候不是要分出誰對誰錯,而是找到一個大家都能接受的方式。

艾恒志2025/10/1 下午 01:46:31
6作者 艾恒志
標題 與同學遇到的問題
內容
在比賽準備過程中,我和同學遇到溝通不順暢的情況。大家對練習方式、比賽策略和分工安排有不同意見,導致效率降低,有時還會出現小爭執。
我發現,真正影響比賽準備的,並不是我們的能力,而是彼此協調和合作的方式。當意見不合時,如果缺少耐心與理解,就容易陷入爭吵而不是解決問題。
這讓我體會到,團隊合作不只是把任務分開完成,而是要有共同目標和良好的溝通。雖然不同意見會帶來挑戰,但只要能學會傾聽、妥協和尊重,就能把困難轉化成前進的力量。這不只是比賽的課題,更是未來人際合作的重要學習。

艾恒志2025/10/1 上午 11:48:39
5作者 艾恒志
標題 為什麼會想做這個主題
內容
我意識到生活中用水量其實很大,像是洗澡時間過長、開水龍頭時沒關緊,甚至洗碗或刷牙也會浪費。這讓我覺得應該開始注意用水習慣,減少不必要的浪費。
當看到新聞提到有些地方因為缺水而需要限水時,我覺得自己其實很幸運,卻常常忽略了水的珍貴。這讓我產生責任感,想要更有意識地節約用水。
省水不只是省錢或做環保,而是關乎未來資源的永續。雖然個人的力量有限,但只要改變日常小習慣,累積起來也能產生影響。真正的困難在於能不能持之以恆,讓它成為生活習慣。

艾恒志2025/10/1 上午 11:29:00
4作者 潘鵬文
標題 收穫與未來想法
內容
做到最後,雖然我的 Arduino 省水設計還不算完美,但它真的能在日常裡提醒我們不要浪費水。這讓我更確信,小小的創意加上科技,就能帶來實際的影響。如果未來能改良,或許能應用到家庭或學校,甚至推廣到更多地方。對我來說,這次專題最大的收穫,就是發現科學研究不只是理論,而是能真實改善生活的一種力量。

潘鵬文2025/9/30 下午 07:30:15
3作者 潘鵬文
標題 遇到的挑戰
內容
實際做的時候真的滿困難的,常常遇到程式跑不動或感測器失靈,弄到很晚還沒解決。有時候會很挫折,但慢慢調整後也會有成功的時刻。這讓我體會到研究不只是結果,更重要的是在過程中培養耐心,還要敢於嘗試和修正。雖然過程有點辛苦,但能看到雛形出來,感覺所有努力都很值得。

潘鵬文2025/9/30 下午 07:30:02
2作者 潘鵬文
標題 Arduino 的初體驗
內容
第一次接觸 Arduino,我覺得它很像一個小腦袋,可以透過感測器去做反應。我就想,如果能讓它判斷水有沒有被浪費,比如刷牙時超過一定時間就自動關水,應該蠻實用的。雖然現在的設計還很粗糙,但這讓我看見「科技能改變習慣」的可能,比單純依靠自制力更有效。這也讓我開始覺得研究原來可以這麼貼近生活。

潘鵬文2025/9/30 下午 07:29:40
1作者 潘鵬文
標題 開始想省水的理由
內容
做這個專題的時候,我才發現原來生活裡浪費水的地方比想像中多。像是洗手開太久、沖馬桶次數太多,這些加起來真的很驚人。以前覺得省水只是口號,現在覺得如果能用科技幫忙提醒,或許會更有效。研究不是離我們很遠的事,它其實可以直接改善我們的生活,這就是我對這次專題感到有趣的地方。

潘鵬文2025/9/30 下午 07:27:53

序號封面簡介(摘要)上傳者最後修改
5書名 智能感測與環境監測實務
作者 陳志豪
出版社 科技出版社,2022
簡介(摘要)
本書詳述智能感測器在環境監測上的應用,包括水質、空氣、土壤及噪音監測。內容涵蓋感測器硬體設計、資料收集、分析演算法及系統整合。
導讀
本書對專題學生設計水質感測器系統提供技術指導,尤其在感測器選型、資料分析與自動分流控制上,提供完整參考。學生可直接參考書中方法設計生活用水回收系統,並提升系統穩定性與精確度。
潘鵬文2025/10/1 下午 01:47:03
4書名 再生水技術與應用
作者 李怡君
出版社 經濟日報出版社,2020
簡介(摘要)
本書介紹各種再生水技術,包括生活污水處理、雨水回收及工業廢水再利用。書中分析各類技術的成本、效益、適用環境及潛在風險,並提供成功案例和實驗數據。
導讀
專題學生可以透過本書了解再生水的各種應用方式與技術限制,學習如何將生活用水回收納入校園或家庭系統,並結合感測器監控,提高水資源利用效率。
潘鵬文2025/10/1 下午 01:45:48
3書名 智慧水務系統設計
作者 王建宏
出版社 清華大學出版社,2023
簡介(摘要)
本書專注於智慧水務系統的規劃與設計,包含水質監測、自動分流、資料收集及雲端管理技術。書中透過案例分析,展示都市與校園水務需求、再生水回收及遠端監控平台設計。
導讀
學生可藉由本書學習智慧水務系統的整合方法,包括感測器佈局、演算法設計及資料管理。對專題研究水質感測器分流系統的設計與應用提供完整的參考框架,使系統設計更貼近實務需求。
潘鵬文2025/10/1 下午 01:45:17
2書名 環境感測器技術與應用
作者 張佩芬
出版社 科學出版社,2022
簡介(摘要)
本書介紹環境感測器的種類、原理與應用範圍,涵蓋水質、空氣、土壤及室內環境監測。書中詳細說明各類感測器的技術特性,包括精度、靈敏度、抗干擾能力與使用壽命,並提供實驗案例與數據分析方法。
導讀
對於設計生活用水回收系統的學生,本書提供了水質感測器的操作指南、整合設計技巧與系統架構示意。學生可直接借鑑書中方法設計校園或家庭用水分流原型,並學習如何分析感測數據,提升專題研究的可行性與精準度。
潘鵬文2025/10/1 下午 01:44:50
1書名 水資源永續管理
作者 林志明
出版社 台灣水利出版社,2021
簡介(摘要)
本書全面探討水資源永續管理的理論與實務,包括水資源分配、水質監測、節水技術與再生水應用。內容涵蓋台灣各地水資源分布情況,分析氣候變遷、人口增加對用水的影響,並提出策略與改善方案。書中並引用國際案例,對比不同國家水資源管理模式的優缺點。
導讀
對專題研究生活用水回收及水質感測系統的學生而言,本書提供完整理論基礎與實務案例。透過多個案例分析及政策建議,學生可以理解再生水應用的可行性與限制,並啟發設計創新水資源管理方案的思路。
潘鵬文2025/10/1 下午 01:43:18

序號書面報告說明上傳者最後修改
1說明 水資源是人類生活與工業發展不可或缺的重要資源。然而,全球氣候變遷、人口增加及工業發展,
導致水資源分配日益緊張。聯合國報告指出,全球約有 20 億人口缺乏安全飲用水,超過 40% 的人口
受到水資源不足的威脅,水資源管理已成為全球共同面臨的重大挑戰。
台灣雖然年降雨量豐沛,但因地形、降雨分布不均及儲水設施限制,加上用水需求持續增加,乾旱
時期經常面臨缺水危機。以 2021 年中南部旱災為例,長達數個月的降雨不足,導致多個縣市實施分區
供水,影響民生、農業及工業生產。若缺水問題長期存在,將對社會經濟發展造成重大影響。
此外,日常生活中大量用水存在可回收的潛力。例如洗手、洗衣、洗碗等行為排放的水質大多未受
嚴重污染,但目前大多直接排入下水道,造成水資源浪費及環境負荷。若能建立水質感測器系統,自動
分流生活用水,不僅能提高水資源利用率,也有助於減少水污染及節省水費,並符合永續發展目標
(SDG 6)。
潘鵬文2025/10/3 上午 11:50:09