2023/03/30 08:00:00
另開「偉大的城市，都有一條偉大的河流」河川在都市發展文明中扮演重要角色，它提供交通運輸、水源供給、灌溉及雨污排水等功能，與人類生活密不可分，一般河流於低污染負荷下具自淨能力，可自然永續利用。近年環境意識覺醒，加上都市化發展污染負荷加大，河流漸超乎自淨能力，逐漸衍生污染，河川治理成為社會關注的焦點，特別是水污染與水源開發。
針對都市河川的污染整治，首要任務便是隔離污染源進入河川。然而，都會區人口密集，居民生活及工商經濟活動型態繁多，使污染源複雜化，難以用單一方法來削減或隔離污染。
因此，臺灣地區許多縣市透過源頭管制，如完善下水道建設，並提升家戶污排水接管率，以截斷生活污水與雜排水，直接引至都市污水處理廠處理；而針對一般街道排水，屬於非點源污染，則輔以末端防治，如透過淨水措施，將污水淨化後，放流回歸自然河流水體。而在末端防治概念中，又以「礫間淨化工法」最為各地方政府所採用，
礫間淨化工法屬生態工法，利用礫石在空氣供給氧的狀態下，表面生長出的生物膜去跟水體做交換，再把污水中的有機污染營養物質萃取轉化，成為微生物生長所需的食物，並達到去除水中污染物及淨化水質的目的。簡單來說，礫間工法就是大自然的淨水設施組合，礫石就如同濾心，污水通過濾心後，就能有效降低污染指數。
▲礫間淨化場淨水流程
以臺灣地區直轄市來看，目前臺北市共有五座礫間設施，新北市有十座，桃園市有九座，臺中市有十一座，高雄市有八座，每日處理上萬噸的城市河流排水。
儘管一座礫間淨化場，壽命可長達二十年以上，然而，礫石上的生物膜會老化，使淨水效果下降。因此如何延長設施操作壽命、維持淨水效果是首要任務。
WSP科進栢誠工程顧問股份有限公司總經理鄭文昱表示，一般礫間淨化場面積廣闊，若要將礫石整片挖起進行替換，既費時又耗工，不符合成本效益。或許可以嘗試在設施的前段或後段加入沸石，藉由沸石本身之高孔隙率，更行提高礫間淨化設施的淨水效果。
沸石是來自火山的天然材料，由於無毒，同時表面積大、孔隙多，且具備吸附與高度的陽離子交換能力，而能篩濾水中細菌，並吸收水中的污染元素，包括生活污水中的局部氨氮。
鄭文昱認為，當前國際社會高度關注節能減碳，礫間淨化場此一師法自然的工法，如何能達到節能亦是未來工程施作的重要目標。具體而言，礫間淨化場需要足夠空氣氧曝氣，因此都會裝設鼓風機來供氧，然而鼓風機相當耗能，鄭文昱認為若能導入沸石，由於沸石具高孔隙率與高比表面積，曝氣傳氧效率隨之更高，亦即可直接減低曝氣空氣供給量體，可有效節電。
至於成本面考量，鄭文昱提到，目前國際沸石協會通過的天然或人造沸石晶體骨架約達255種，價格也頗有落差，若有成本考量，可再從中挑選價格實惠者，問題並不大。他認為，業主普遍考量在於替換時的便利性，而當前國際上已有業者販售一塊一塊的模組沸石，大幅提升更換時間效率。
礫間工法從日本引進，在臺灣施行已近三十年，是否還有優化運轉效益的可能，以打造節能的智慧城市水淨場，值得我們深思。
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