【水資源專題報導】 海水淡化工程與遠景 (Part 1)

撰稿 :梁品文(科學人文跨科際人才培育計畫)

資料提供: 范弘毅廠長(馬祖南竿三期海淡廠廠長)

 

八月,最讓人心碎的新聞莫過於高雄的氣爆事件。禍首該就是令人又愛又恨的石化產業。石化產業的興盛曾引領著臺灣經濟起飛的腳步,然而石化產業所隱藏對生態資源的危害,也令人為之膽顫。在許多對於生態資源的需求項目中,石化產業運轉時的用水問題,是環境評估作業所不能忽視的一環。以設在農業重鎮雲林縣的台塑六輕廠為例,龐大的需水壓力,即和週邊的農業用水需求形成了水火之勢。許多環評委員即建議六輕應提出「海水淡化」的穩定供水政策,讓工業用水要自力把水產出,而不是再去重分配現有的水源。

 

開發和利用海水淡化技術,不僅是現代海洋開發的重要任務,也是世界各國未來解決水資源危機的重要途徑之一,但一般民眾可能對於「海水淡化」這個工程名詞有些陌生,普遍印象僅限存在於中東沙漠地區的工業。上週有幸請到范廠長帶領我們實地參訪位於連江縣(馬祖)南竿島上的第三期海水淡化廠(簡稱海淡廠),為各位介紹已在臺灣離島生根的海水淡化工程及其遠景。

 

馬祖地區的年平均降雨量約1162毫米,但年平均蒸發量約1015毫米,又因各島嶼均屬於丘陵地形,面積狹小且地勢陡峭,水資源利用極為困難。目前每人每日供水量約176公升。經濟部水利署為解決馬祖地區長年缺水困擾,同時因應發展觀光及提高生活水準之需求,以「促進民間參與公共建設法」引進民間資金興建海水淡化廠與營運管理,採「興建-移轉-營運(Built-Transfer-Operation,BTO)」之營運方式,於民國 98年3月完成投資契約,由進方水科技股份有限公司投資興建,建廠後移轉所有權給縣政府,再由縣府委託該公司營運及管理20年。海淡廠完成後,除了供應南竿地區用水需求,提供優質飲用水外,亦提供當地居民及外來遊客之水科技展示、社會教育及水資源保護宣導場所。

 

南竿三期海淡廠位於馬祖村之后沃水庫旁,為臺灣目前唯一採BTO方式營運之海淡廠。南竿地區每日自來水用量約2800噸,在當地用水需求日增之下,此廠每日供水950噸,加上民國87年開工運轉的二期海淡廠每日500噸產水量,二期與三期海淡廠合計每日約可供應1500噸之水量之民生用水(超過總需求之50%);所生產的海淡水穩定了南竿地區用水需求,可有效提供南竿島上基本民生及觀光用水。由於海水經逆滲透(RO)處理後之水質純淨度高,礦物質較少,目前的飲用水是由自來水廠抽取天然湖庫水後與海淡水充分混合配給當地居民飲用。

 

訪問當天范廠長也親自帶領及介紹三期海淡廠相關的七大系統設施:

 

  1. 海水取水設施:
海水取水工設施

海水取水工設施

取水設施為建廠成功與否之主要關鍵,必須隨時能取得充足的海水才可生產足量之海淡水。由於馬祖地區多為花岡岩地形,且海水潮差可高達七公尺,並考量冬季時東北季風吹襲易損壞取水設施,相關單位經多次溝通協調,耗費近半年時間才選定取水井位置。

 

取水工(泵)設置於歷年最低潮位線下1.5公尺處,上方設置太陽能警示訊號燈,以避免漁船誤觸,由取水工(泵)延伸至取水井之取水管長度為50公尺,採用315釐米之高密度聚乙烯管(HDPE)鋪設,依現場地形特性採用管溝埋設,以鋼筋混凝土固定塊包覆,或直接固定於海底岩盤,以避免取水管上浮或斷裂。目前每日可抽取約4800噸海水,足以供應廠內RO機組製程所需。

 

  1. 前處理系統:

 

混凝池及排水池

混凝池及排水池

前處理設施單元包含:進流渠道、沉砂池、調節池、膠凝池、傾斜管沉澱池、超微過濾系統(UF)等。

(1) 進流渠道:

其功能為避免經由管線輸水時瞬間衝擊沉砂池,造成砂礫揚起,並在出水端設置兩座制水閘門以調節沉砂池進流流量。

(2) 沉砂池:海水經沉砂池沉澱去除砂礫後,進入調節池,並設置抽水機以定量控制方式,將海水抽送至膠凝池。

(3) 膠凝池:利用混凝劑及攪拌機,使海水中的懸浮物形成較大型的膠粒,以利沉澱去除。

(4) 傾斜管沉澱池:增加上浮膠粒間產生碰撞結合之機率,加速沉澱作用。

(5) 超微過濾系統(UF):採四套設計,每套設有24支模組,總計96支膜,外殼以PP抗海水鹽蝕材質製造並採外壓式設計,濾心材質為聚氟化已二烯PVDF,過濾孔隙為0.05mm,可使處理水之汙泥密度指數(SDI)低於3,有效延長RO淡化機組之使用壽命。

 

超微過濾系統UF

超微過濾系統UF

 

 

  1. 淡化處理系統:

 

一級海水淡化機組

一級海水淡化機組

二級海水淡化機組

二級海水淡化機組

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

海水淡化機組採用美商奇異公司之套裝設備,包含一級及二級海水淡化機組及能源回收裝置。目前設有三套日產500噸之一級海水淡化機組,每次啟動兩套,一套備載,可作維護時交替使用,以確保於海水水溫8℃~30℃間,總溶解固體量(TDS)在每公升41,000毫克以下時,日產水量須達950噸且淡化後之水質符合飲用水水質標準,並預留了日後用水需求增加時擴充機組的空間。

 

(1) 一級海水淡化機組(SWRO)採用8吋逆滲透膜,六管共計42支逆滲透膜,可使產水水質符合現代飲用水水質要求。

(2) 二級海水淡化機組(BWRO)亦採用8吋逆滲透膜,3管共計12支逆滲透膜,可再次處理一級海水淡化機組所生產之淡化水,使水質更佳。

(3) 能源回收系統:回收及降低鹵水水壓,能源回收率可達90%以上,不但節能減碳也降低產水成本。

 

此外,為改善海淡水之口感,特別設立礦化塔,加入麥飯石以增加海淡水之礦物質含量。

 

(待續)

 

You may also like...

發表迴響

你的電子郵件位址並不會被公開。 必要欄位標記為 *