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智慧城市水淨場 節能就靠沸石?理財周刊

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「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科進籪菑u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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