海水淡化

奈米碳管透膜

奈米碳管透膜(Carbon Nanotube Membranes)
國立臺灣師範大學化學系碩士班二年級 薛園馨

工業革命後,工廠排放的廢水越來越毒(如重金屬、有毒化學物質等),而舊型水處理 (water treatment) 的設備已不堪使用,因為舊型的設備對病原體的種類、溫度、pH 相當敏感,使得處理效率降低,甚至有些汙染完全無法解決;且舊型水處理的最終手段—消毒水,其主要成分是次氯酸鈉 (Sodium hypochlorite, NaClO),會產生多種副產物(如鹵代酰胺,有致癌的可能性);而消毒水所不能解決的污染我們就束手無策了。而奈米碳管的問世,讓我們有新的選擇來解決飲用水品質與海水淡化的議題。

微生物的海水淡化廠 — 微生物脫鹽電池

微生物的海水淡化廠 — 微生物脫鹽電池 (Microbial Desalination Cell)
國立臺灣大學環境工程學研究所 馬緻宇

近年來,因應全球石化工業與科技產業的快速發展而造成的龐大用水量需求,各國政府無不積極尋找替代水源之可行方法。台灣雖有豐沛的降雨量,但卻受限於地形與氣候等原因,使能使用之用水量僅為全球平均值的六分之一。

多元化水資源開發

多元化水資源開發
經濟部水利署盧瑞興正工程司

水資源建設的重要性

水是人類及動植物生存發展的必需品之一,水資源建設更是提升國民生活品質及促進社會經濟持續發展的關鍵基礎建設;其不僅是產業發展與環境保護中不可或缺的有限資源,同時也直接影響產業經濟結構、社會人文與環境變遷。長期來政府極為重視水利建設,以提供穩定且量足質優的生活與產業用水,作為臺灣經濟蓬勃發展的基礎。

臺灣水資源條件特殊、缺水風險高

臺灣地區雖降雨豐沛,惟在時間及空間上分佈極不均勻,11~4月枯水期與5~10月豐水期的雨量比,北部區域為4:6,中部區域為2:8,南部區域為1:9 (如圖1)。豐、枯水期雨量差異懸殊,導致枯水期水量無法供應用水需求,須透過水庫蓄豐濟枯維持供水穩定。台灣水庫總有效容量約僅19億立方公尺,但每年卻必須供應約43億立方公尺水量,平均每座水庫年運用次數超過2次才能滿足用水需求(石門水庫甚至超過4次)。又近年全球降雨異常加劇,已造成旱澇災害交替頻繁,水文極端現象明顯且強度增高,受災範圍與程度均較過去嚴重,導致缺水風險已逐漸影響經濟發展,並對國家永續發展造成威脅。

海水淡化新希望 (2)

海水淡化新希望 (2)
知識通訊評論第66期

前滲透淡化

事先處理海水並無法完全避免薄膜阻塞劣化,所以這些薄膜必須經過化學清洗並經常更換,這是主要的成本。每一家製水公司應付「生化阻塞」、鹽分沈澱,以及其他會減少水流通過薄膜的劣化過程,方式各有千秋。

為了解決阻塞問題,有些靠海岸的製水工廠經營者,在地質允許的地方,以挖掘海灘水井抽水來取代直接由海中取水。海灘沙就像天然的濾網,對海水進行預先處理。海灘水井也有避免魚類以及其他海洋生物,困死在抽水管線裡的好處,這是海岸邊的海水淡化處理很普遍的一個問題。

即使聚合薄膜已經比初發展出來時,更具有滲透性跟持久,在海水淡化過程中所使用的逆滲透技術跟薄膜材料,基本沒有什麼大的改變。最近專款撥出二億五千萬美元,發展海水淡化技術的新加坡,其科學家正在著手測試替代科技,比方說將薄膜科技與蒸發過程結合於一體的薄膜蒸餾法。這項科技接著就可以搭配太陽能、地熱能源或廢棄物生熱技術使用。

海水淡化新希望 (1)

海水淡化新希望  (1)
知識通訊評論第66期

氣候變遷、人口成長以及政治考量等因素,使得加州到中國的政府以及投資人,都對於海水淡化的概念重新審視。

用再生能源來進行海水淡化

在澳洲這個全世界最乾燥的有人居住大陸,水一直是個沸沸揚揚的話題,不過三月中因水而起的政治動員,也許有點出人意表:抗議者抱怨在維多利亞省墨爾本市郊外,一處計畫興建的海水淡化設施,會製造出太多的淡水。

這所價值三十億美元,政府擁有的海水淡化工廠,在二○一一年開張營運後,每天將製造超過三十萬立方公尺的飲用水,產量位居世界頂尖之列。環保團體聲稱這座工廠沒有必要存在。根據抗議團體「你的水源你發言」發言人倫金 (Neil Rankine) 所言,即使水消耗量增加百分之二十五,在二○一六年之前,水資源的供給量仍然會超過消耗量大約百分之六十。倫金的數據是基於澳洲政府在水資源再生以及收集雨水等其他方面努力的增長,而計算出來的。