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木虫之王 (文学泰斗)

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[交流] 水科技產品現況與發展趨勢

[table=430][tr][td]水科技產品現況與發展趨勢[/td][td=1,1,1%]2013/1/8[/td][/tr][tr][td=2,1][ 友善列印 |推薦好友 ]
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水科技面臨之挑戰
1. 淡水資源短缺
水資源本?砭蜁虻乩砦恢谩⒓竟?與氣候等因素，造成水資源分配不均。以台灣地區而言，年平均降雨量約2,500毫米，為世界平均值的2.6倍，但由於人口密度高且河川坡度陡峭，每人每年可分配降雨量僅約4,000�?，約為世界平均值的五分之一，為世界排名第18的缺水國。
2. 能源與水之關連性
(1)水用於產生能源
不同的電力產生方式對水量的需求亦不同，太陽能與風能基本上不須使用水即能產生能量；然而為了產生電力，製造材料、建造與維護電?S等均需大量的水。因此，雖然風機操作對水的需求很低，然而風機安裝所用之鋼材就需要大量的水?硌u造。以美國為例，產生1kWh的電力，就會蒸發掉2加?龅乃Ａ硗猓c能源利用主要的連結之一，就是將水轉換成蒸汽，以推動渦輪而產生電力。
(2)能源用於水的處理與供給
水的供給與污水處理均需大量能源，而傳統水系統能耗相當高（電費約占總操作營運成本之1/3），一般為了處理效能，通常會過度設計系統，且未將操作能耗、溫室氣體排放、副產品資源化等因素納入設計考量，因此未?響伎既绾卧诓辉黾幽茉聪南拢纳�?U水處理效能；而且在燃料價格變動劇烈之狀況下，更須確保貧窮鄉村區域可負擔能源成本及獲得穩定水處理，低耗能水處理回收系統及生態循環系統應為未?碲厔荨�
技術發展方向
水科技產品主要議題包括有機物質去除、粒子物質去除、離子物質去除及微生物消毒等。技術發展方向可歸納為以下三個方向：
3. 低耗能處理技術
以薄膜材料而言，發展新材料可降低能量消耗，亦即在相同的透膜壓力達到較高之通量。而發展高通量材料的同時，亦須注意薄膜材料與模組可降低污塞(Fouling)與結垢(Scaling)，才能達到高通量之目的。另生物處理為去除?U水中有機物之主要方法，好氧生物處理需大量之曝氣，會消耗大量之電能。因此發展更有效之曝氣技術或厭氧生物技術，將可�?約大量能源，厭氧生物處理產生之甲烷，亦可做為熱電回收之用。針對高選擇性、低化學藥品使用及低耗能等要求，未?硭幚砑夹g與產品的主要發展方向為下列四項：
(4) 脫鹽（Desalination，包括海水、半鹹水與高導電度水的處理）
採用更佳之前處理程序、抗垢的逆?B透薄膜材料及低耗能之薄膜程序，以去除水中離子物質，提高處理水質及?U水回用性；或結合生物處理技術，進一步降低去除離子之操作成本。
重要技術進展
1. 厭氧氨氧化技術
去除含氮物質氮在自然界之循環主要以氮氣、氨氮、硝酸氮、?喯跛岬刃问綐嫼B生物界與植物界之重要營養物質。根據統計，由於人�?活動與工業發展，人為固氮(NitrogenFixation)及氨氮排放已與自然固氮作用之產生量相當，即超過一倍之反應性氮(ReactiveNitrogen)物質累積於自然環境中，造成許多環境問題。高科技產業與石化業為我國兩大最重要的產業，其產值占我國GDP約40%。在氨氮排放部分，根據環保署的調查，高科技產業與石化業之氨氮排放量高達全國總量之70%以上，值得重視。

圖一、氨氮反應途?�

2. 薄膜生物反應器
提高有機物去除效率及處理水再生利用生物處理程序之原理為利用微生物的代謝作用將水中之溶解性與懸浮性有機物質去除。薄膜生物反應器(Membrane Bioreactor;MBR)將生物處理程序與薄膜分離程序結合在單一反應槽體內，利用薄膜孔洞之過濾機制將生物反應槽中MLSS (Mixed LiquorSuspended Solids)與水進行分離……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文
作者：?埻豕� / 工研院材化所
★本文�?錄自「工業材料雜誌313期」，更多資料請見：http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=10826[/td][/tr][/table]

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