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久旱「造」甘霖 再生水的秘密

理財周刊 2022/09/02 11:45(153天前)


文.林怡妏

「馬桶水也能重複使用,這樣乾淨嗎?」再生水來自工業、民生污水,即便經過技術處理、層層過濾,對許多民眾來說,還是難免心生「這是馬桶水」的心理障礙,但你知道嗎,再生水的水質其實更勝自來水,是可媲美飲用水的純淨水。

儘管根據《再生水資源發展條例》,再生水不能直接飲用亦不能做為食品業、藥品業用水,當前只得做為工業用水,但經過精細的過濾技術,不但水中雜質、尿素被濾除了,就連鈣、鎂離子、電解質等具導電度的游離離子都不見了,使再生水比自來水還要乾淨,接近「純淨水」等級。

再生水的價格取決於處理程序的複雜度與輸送管線的長度,因著一道道繁複的濾水工法,使再生水比自來水貴上許多,以永康再生水廠為例,其所供應至台積電的再生水每度價23.67元,比自來水貴了約10元,儘管如此,送來的水可以直接使用,也讓業者省去處理自來水這道程序。

生活污水要再生 量身打造水處理技術
要將沖馬桶、洗澡、洗滌用的生活污水與工業廢水升級成藍金,第一道關卡必須先通過水資源回收中心,也是俗稱的污水處理場,經過物理、化學處理法或是生物處理法,除去水中的有機污染物與無機污染物,達到初步的淨化後,下一步才會輸送至再生水廠,繼續打造藍金。

「臺灣當前的再生水技術發展成熟,主要採用薄膜、過濾與消毒等方式,不同的處理程序,會產出不同等級的用水品質,共分為A、B、C三個等級,而不同等級的水質又有不同的使用限制與用途,」山林水環境工程事業總經理廖宗銘表示。

以臺南為例,三座再生水廠在興建前已有確切的供水標的,主要供給臺南科學園區,台積電、聯電、群創三家半導體與光電業者以及奇美實業,亦即,每間再生水廠透過臺南市政府的媒合,都有明確的水買主,因此再生水廠可以根據用水端需求,量身打造用水品質。


永康再生水廠首座供高科技製程用水
走進永康再生水廠,水流傾瀉而下,這些家戶沖馬桶、洗澡排放的廢水,經過永康水資源回收中心過濾、淨化後輸送至此,再交由再生水廠進一步將水中懸浮微粒、細菌濾除,生成可供高科技工業使用的純淨水。

永康廠的任務受到矚目,因為它是臺南市第一座將民生污水處理成高科技工業用水的再生水廠,由於用水端對水質要求甚嚴,因此相較於一般工業用水,還得精益求精,處理技術與程序上更為繁複。

「永康再生水廠採用MBR-RO系統設計,取代傳統的二沉池、快濾單元與UF系統。」永康廠工程由山林水環境工程公司承攬,總經理廖宗銘表示。

MBR又稱為薄膜生物反應器,是當前國內在污水處理中,以「薄膜」技術為主流之下,其中一項污水回收再利用的重要技術,主要透過膜壓力作為驅動力來截留懸浮固體,並得到初步的淨化水質。

廖宗銘指出MBR薄膜孔徑僅0.04微米,只有水分子得以通過,其餘微生物,包括大腸桿菌在內通通都會被攔截,除此之外,與傳統生物處理技術相比,MBR系統後端不需要再設置沉澱池,曝氣池也可進一步小型化,大幅縮小佔地面積。

進流污水經過MBR系統初步淨化後,下一站來到RO逆滲透處理系統。

說到「逆滲透」讀者可能有些熟悉,它其實就和我們家用飲用水淨水器有著相同的技術原理,RO系統能除去更細微的膠體及溶解性物質,使水質更加澄清,貼近飲用水等級,也符合高科技製程用水標準。

另外,廖宗銘特別提到,科技廠對水中尿素的可容許度非常低,一般生活用水的排放標準是30ppm,但若要供給南科用水,尿素含量就得降至5ppb以下(ppm為ppb的1,000倍),因此水源在經過MBR-RO系統過濾、淨化後,不會直接進到科技廠,而是先輸送至南科的多池批式配水池。

「南科園區內總共有6個反應池,只要其中一個反應池輸送至用水端,遭監測到水質不符,系統會自動啟動第二反應池進行供水。」

簡言之,單一水池於進水時,會即時偵測尿素濃度並添加NaBrNaOCl強制氧化尿素及其他有機物,反應完成後,經線上偵測檢驗完才列入待命出水池,每一池再生水都經過2次以上確認水質符合用水戶標準才會送至用戶手中。

根據目前公布的水價,永康廠是臺南市三座再生水廠中價格最低的,廖宗銘解釋,永康再生水廠產水規模大,再加上與污水廠合併興建,可以有效提升產水效益,並壓低產水成本,是相較國內其他再升水廠難以被取代的優勢。

永康廠啟用後,每天可供應8000噸再生水,預計第二期完工後,每日供水量可達1.5萬噸。


開先例!仁德再生水廠的換水計畫
仁德再生水廠運作上是三座再生水廠中最特別的一座,會這麼說是因為相較永康與安平廠直接供應南科用水,仁德的供水標的並不在南科。

「我們將碳交易的概念運用於再生水上,延伸出以水換水的模式,」負責仁德廠統包工程的顧問公司AECOM執行總監陳立儒表示。

考量仁德廠若要直接供應南科,距離長達30公里以上,不僅耗能,管線布建的成本也相當可觀,不具經濟效益,因此,換水計畫中仁德廠就近供應鄰近的奇美實業,而原本台積電承諾使用仁德廠0.8萬噸的配水額度,則轉由奇美來履行,再由奇美將0.8萬噸的自來水轉給台積電使用。

「這是一個三贏的局面,」陳立儒說。

其一,由於奇美實業對再生水品質的等級需求不像科技廠那麼地嚴格,有利減少再生水產製過程的繁複程度,進而壓低產水成本以及售水水價。

單論水價,或許難以度量再生水的價值。陳立儒表示,對奇美來說,使用再生水不僅能提升自家ESG競爭力,面對旱災、水患更加頻繁的未來,多了水源,就如同買了張保險,能確保產能無虞,對客戶來說,是多一分保障與信任。

陳立儒也坦言,初步要說服從未使用過再生水的傳產就是一大挑戰,再加上換水作業牽涉各方權益,需要更多的時間去溝通、協調。

目前奇美日用水量大約1.2萬噸CMD,仁德廠完工後將供應8000噸CMD~1萬噸CMD的再生水,也就是說,屆時奇美有八成用水都將來自再生水。

安平再生水廠 承載永續傳承責任
安平再生水廠是臺南三座再生水廠中,廠址最靠海的一座,因此在污水截流端與蒐集系統都有海水滲入的問題,使其硼離子與導電度高於其他廠區,然而,為因應用水端晶圓廠的製程需求,除硼並降低導電成為安平廠的重要課題。


負責安平廠統包工程的專案管理團隊,美商傑明工程顧問股份有限公司總經理黃靖修表示,安平廠有別於其他廠區,在RO系統過濾階段,增設了第二階的RO單元以及離子交換樹脂單元,透過重重把關達到科技廠的用水標準。

除了水質的處理,安平再生水廠的建置還有一個挑戰。

安平廠是三座再生水廠中,距離南科最遠的廠區,要把再生水送往南科裡的台積電,得橫跨5個行政區、5座橋梁,建置長達24公里的加壓輸水管,黃靖修坦言這是一個極具挑戰的工程。

「管線的設置,在前置作業階段就要先調查出是否經過私有地,施工階段,針對埋設路線,得先經過公共管線單會的會勘,甚至必要時要先進行試挖,特別像是比較大的排水箱涵,在會勘過程中,就要去避開。」

黃靖修進一步提到,由於管線的埋設距離相當長,如何避免影響交通,是一大挑戰。

美商傑明一方面設法落實交通維持計畫,另一方面也積極舉辦座談會,與市民進行溝通,並讓民眾了解這項工程的必要性,促使民眾對這項工程的支持。

值得一提的是,有別於其他廠區,安平再生水廠特別設置環境教育中心,顯見臺南市府對環境永續與傳承觀念的重視。

黃靖修表示,再生水廠是水資源循環與永續發展的絕佳範例,作為環境教育場域再適合不過,市府規劃在落成後,開放一般大眾可以參觀廠區,希冀透過環境教育中心的建置,讓民眾了解污水處理的流程,以及再生水應用上的意義。

也因此,這棟比鄰再生水廠的建築以永續為本,亦符合綠建築以及智慧建築的設計概念,利用大面積採光,引用南部充足的日照,並以自然通風導引設計,維持室內通風,進而達到節能減碳的功效。

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25年前臺南科學園區動土興建,當時科技部早已預見南部缺水常旱,要求進駐園區廠商得建置「廢水回收」,為南科立下良好的「節流」基礎,但在可預見的未來中,光靠節流恐怕已經不夠,開發新興再生水源或許能為這座科技研發、製造重鎮注入新活水。
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