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全台旱象，剛落成的新竹南寮移動式海水淡化機組緊急投入救援。但取之不盡的海水卻不是都能處理成淡水，水利署超前部署要化解56年來最嚴重的缺水危機，卻只有一家達成造水量的要求。為什麼？海淡廠的關鍵技術是什麼？

 

氣候緊急狀態真的來了！2020年台灣不但創下新高溫，沒有任何颱風登陸，導致2021年水情告急，出現近56年來的大旱，各地水庫水位不斷創新低、地表龜裂、河床裸露。

 

為解決缺水問題，2020年11月水利署緊急招標，要在新竹南寮漁港旁的水利新創科技研發及測試展示基地設立貨櫃式移動海水淡化機組，供應新竹地區每日1.3萬噸民生用水。招標結果，由惠民實業、廣運機械工程、國統國際三家公司各負責每天生產6,000噸、4,000噸及3,000噸淡水。

 

國統和惠民已在2月底前試運轉（俗稱試車）成功，可開始供水給新竹的居民。但3月初，被視為緊急救援投手的南寮海淡廠，卻連續5天無法順利產水，上陣救援。

 

時間回到3月1日。

 

惠民負責海淡廠執行工作的工程師葉雅文，前一天才開車從新竹回到台南的家，原以為2月28日試車過後，就能開始穩定供水。沒想到他的手機卻收到充滿黑水的現場回報照片，人在台南的他驚訝、不解之餘，透過不斷傳來的訊息得知南寮的狀況，緊急與其他工程師討論該如何處理。

 

原來，因為抽進來的海水濁度太高，必須停機、暫緩產水。

 

葉雅文形容，當時水裡都是泥巴，只要一抽水，機器壓力就過高，過高便會導致當機，「就算強制操作，也很難保持水量跟水質，還消耗過多的人力及耗材。」

 

根據海淡廠的標案合約，只要海水濁度超過100NTU（nephelometric turbidity unit，濁度的單位 ），惠民就可以不產水，停機來保護機器。

 

原本以為停幾小時就沒事了，沒想到卻遲遲無法重新啟動。葉雅文回憶，「受到大潮的潮汐影響，又加上3月1日濁度飆高的海水被抽進來，所帶進的底泥沉澱在海水槽內，若不處理每一家都無法啟動。」

 

3月4日，三家廠商與水利署北區水資源局舉行緊急會議，決議5日將海水槽排空重新入水，終於在隔日順利重新運轉。

 

為什麼會出現這樣的情況？惠民實業創辦人吳萬益表示，新竹的海水會受氣候及潮汐影響，使得濁度異常偏高（大於100NTU），甚至常飆到500NTU、600NTU。他說，這些都是實際操作後，才知道原來潮汐的影響這麼大，而且一個月還會影響兩次。

 

負責水利新創基地營運管理的陽明交通大學環境科技及智慧系統研究中心主任，同時也是該校環境工程所教授的黃志彬解釋，台灣是全世界工業區、人口最密集的島，工業廢水跟家庭污水幾乎都往河裡、海裡排，「雖然污染防治做得好，放流水符合標準，但因為（排水）量多，海水承受的壓力還是很大。再加上台灣海峽海況特別兇險，所以如果海況不好，海水變化就會很大。」

 

既然水質會受影響，為何會選在南寮？原因很單純，水利署的水利新創基地前身就是新竹海水淡化試驗模組廠，救援的臨時海淡廠就選在原址設置。

 

此外，因為是臨時建置，為搶時效、就地取材，例如讓廠商們頭痛的海水槽，就是用先前海水淡化試驗模組廠所留下的。黃志彬表示，該設備相當簡易，沒有設計排空閥可以排底泥，也無法在一開始就先過濾部分雜質，因此在海水槽的取水「前處理」就顯得十分重要。

 

 

 

要依照水質來設計，海淡前處理技術是關鍵

 

黃志彬觀察，政府長年推動再生水處理，加上台灣工業水循環再利用的處理技術也強，因此台灣的污水再生水行業蓬勃發展，技術也較本土化。

 

海水淡化的處理則比較需要國際資源，他指出，RO模組核心技術握在全世界5、6家大廠手中，設備仰賴進口，「我們只有前處理的部分可以做。」

 

黃志彬強調，海淡廠不只是買設備這麼簡單，前處理也很關鍵，「因為海水水質很重要，要依照水質來設計前處理，這一塊台灣仍缺乏，主要的經驗在外島，像是澎湖的海水就很乾淨、前處理不那麼重要，外島的經驗移到台灣來比較不適用。」

 

負責南寮緊急海淡廠的三家廠商前處理設備都不一樣，導致後續的產水量及穩定度不同。黃志彬說：「三家廠商的投資完全不一樣，誰會先當掉，誰會撐比較久，都看的出來。」

 

惠民採用濾袋跟濾心，廣運與國統則都是使用砂濾桶。黃志彬分析，國統採用的是特殊砂，廣運的則是一般砂，「國統前處裡有個關鍵技術另外兩家沒有，那個擋了一些污染物，但也是滿危險的。惠民是前處理（原先）沒那麼強，但他們來南寮現勘時發現這邊水質很糟，所以他們趕快在前處理加碼，後面的RO也能撐得比其他人久。」

 

 

 

黃志彬建議國統和廣運在前處理設備應該要補強，產水才會比較穩定。

 

除了各家都有的逆滲透（RO），惠民又加上超微過濾（UF），採取雙模系統（UF&RO）來穩定水質，「雙膜系統在國際上是很成熟的技術，但新竹海淡案因為進流海水濁度很高，為因應高濁度，所以我們在前端裝了大流量的濾芯跟濾袋來做前處理，讓進流海水到後面的雙膜時，能穩定產水，」惠民實業總經理、同時也是南寮海淡廠計畫主持人葉正吉解釋。

 

吳萬益也補充，「原先是預計2到3天換一次濾袋，結果平均下來一天換了9次！這都是額外的成本、多了好幾百萬，跟當初談的條件不一樣，但我們打算先全部做完，之後再跟水利署談補貼。」他說，惠民甚至為此多雇了一個臨時工，專門換濾袋跟濾心。

 

目前，惠民在南寮平均共有14名員工24小時輪班操作，只有濁度超標維持一小時的時候才停機、暫停取水，並在濁度改善後進行產水衝刺，維持合約需求，「坦白說，我們現在都在 over loading，因為一定要把水量做出來，現在是最緊張的時候，」吳萬益說道。

 

練功10年，成全台首家6000噸級海淡廠

 

黃志彬分析，過去海水淡化廠達千噸級以上的都是在外島，台灣本島幾乎都是千噸以下，「像台塑雲林麥寮正在蓋的10萬噸海水淡化廠，是以色列廠家承作，因為台灣企業還沒有這麼大量的經驗。這次1.3萬噸的需求，水利署分三標千噸級的讓本土企業練兵。」

 

作為在台灣本島首家日處理量達到6,000噸海水淡化的公司，吳萬益說，他們其實已經練兵10年了。

 

10年前水利署為因應極端氣候開始規劃水資源回收再利用，惠民除了發展再生水，也開始積極培養相關技術的人才，並在鳳山溪及安平水資源回收中心等各大污水處理場完成日處理100至200噸水回收及海水淡化套裝設備膜場試驗。藉由經驗的累積，也找出因應各種水質的最佳處理程序、設備。

 

一次從100噸跳到6,000噸，吳萬益說，「因為大部份都是過濾系統，沒有生物處理，做100噸跟做1,000噸原理差不多。最主要是我們選擇了什麼薄膜系統，能適應在處理什麼水質，因為很多種材質的膜，不同膜用在不同水，條件都不一樣。還有前處理的流程用什麼設備也都不一樣。」

 

葉正吉十分自信地表示：「以目前連續運轉產水量只有我們能達到合約要求，甚至超量運轉，其他兩家還在努力達成水量要求，時間會證明一切（指海水淡化的技術與系統選擇）。」

 

臨時機組任務結束後何去何從？

 

至於當梅雨季來臨，確實帶來降雨為全台解渴後，這些貨櫃移動式海淡機組該如何保存，則又是水利署該煩惱的部分。吳萬益表示，「當不缺水的時候，依照合約是要封機、封存，所謂封存就是要把RO這些膜要拿出來清洗，泡藥，然後貨櫃整理後，要移去指定地點擺放，或水利署會視水情吃緊的地區進行移動。」

 

黃志彬補充，封存處理如果不妥善，RO膜會馬上爛掉、發臭，而且設備是屬於水利署的，等於是公共財產，更需要妥善維護，「水利署要求廠商封存，還要固定去操作，要維持到忽然哪天沒有水的時候，馬上就能解封啟用。」

 

可是之後南寮要蓋10萬噸的海水淡化廠，這些暫時用不到的應急設備到底要放哪裡、由誰來進行後續維護，都還沒有指示，因此這也是水利署急需思考的地方。

 

而有了這次南寮的經驗，面對接下來即將要在台中港新設、也是1.3萬噸的緊急海淡廠，不管是政府或廠商，都該掌握關鍵、減少犯錯，進而提升產水的穩定率，協助全民度過眼下的缺水危機。