計 畫 名 稱:研發村落型緊急供水技術之研究(2/2)-綠能快組式之高濁度原水淨水系統
主管單位:經濟部水利署
執行單位:財團法人工業技術研究院
執行期間:101年02月~101年12月
年度:101年
核定經費:4,400仟元
計畫主持人:陳建宏
中文摘要:
世界上有超過一半以上的人口因為飲用水受到污染而罹病,每天超過6,000 人而死亡,故可見緊急淨水處理技術研發之重要性。且臺灣颱風發生頻率極高、區域降雨不均、坡陡流急,為一常發生缺水之國家,而水為維持生物生命之必需,故基於人道救援考量,研發高科技技術來解決急難時的用水問題,確有其必要性與急迫性。本研究第一年已完成Qwater 緊急供水系統建置,並在桃園縣羅浮國小進行長時間效能測試。第二年計畫將設計綠能型或低耗能型處理單元之淨水技術與系統,並與Qwater 緊急供水系統整合應用。今年已完成綠能淨水技術可行性評估,包含曝氣加壓薄膜過濾技術、虹吸淨水薄膜過濾技術、人力腳踏車淨水技術及綠能Qwater 緊急供水系統整合,實驗結果顯示綠能型直流電Qwater 系統之節能效率為原始Qwater 系統用電量之80.1%。更進一步來說,既有15 CMD Qwater 設備平均每小時所需耗電量為633 W,藉由設備優化改良、應用晶片中控系統的綠能Qwater 裝置,每小時只需要154 W 即可達到相同的淨水功效,並輔以綠能配套系統,經過實驗測試,平均每小時綠能Qwater 消耗的市電約為126 W,從633 W 變成126 W,為原始Qwater 系統用電量之19.9%,節省80.1%之用電量。遠超過計畫設定的30%目標。除此之外,本計畫已於七月份在新北市法鼓山教育園區完成淨水模場建置,在高濁度原水Qwater 淨水實驗與效能驗證部分,整體系統濁度去除率達99.9%,產水濁度小於2 NTU,總菌數與大腸桿菌數皆符合飲用水水質標準。


關鍵詞:緊急淨水、災難、綠能
重要工作項目:1.研發綠能型緊急供水技術: 評估與設計綠能型或低耗能型處理單元
之淨水技術與系統,如降低加藥機、抽水機、曝氣機、中控系統等
用電量,節能目標設定至少達原始系統用電量之30%以上。
2.整合綠能技術,綠能型緊急供水技術雖可將設備之需電量減到較
低,但部分設備用電仍無法避免,例如中控系統、監控系統等,故
將太陽能、水力發電或風能等綠色能源整合於綠能型緊急供水系統
中,使系統可於無市電供應情況下,以再生能源進行系統運轉,而
電力缺口部分則以柴油發電機補足,但盡量避免使用。此外,並完
成設計綠能型緊急供水系統之操作程序手冊。
3.建置綠能型緊急供水系統雛型設備一套 A. 於2012年7月31日前完成
綠能型緊急供水系統雛型設備一套,並在不動用大型機具設備之情
況下,以機踏車、小型貨車(<3.5噸)等方式運輸至水利署所指定之
區域進行現場測試,系統出水量>5 CMD,且系統現場組裝時間應
小於24小時,此外,系統必須掛載再生能源系統,如太陽能、風
力、水力等,使系統能利用再生能源進行運轉。B. 完成綠能型緊急
供水系統雛型設備效能測試,需滿足於濁度1000 NTU之原水條件
下,至少可維持正常操作時間30天以上;且於濁度3000 NTU之原水
條件下,至少可維持正常操作時間15天以上,而不需進行大規模維
護作業。而出水水質必須符合飲用水水質標準,且系統測試時間至
少3個月以上。
4.發表綠能型緊急供水系統之相關技術之文章至少 一篇。
5.為使本案具有帶動產業發展,並使研發成果能擴大落實於產業效益
上,故本計畫執行報告中,需納入所研發出的成果,於未來技術應
用評析、技術價值評估及可衍生加值應用等層面之評估。
預期具體成果及效益:傳統淨水技術,無法直接應用來開發緊急淨水、供水之技術與產品,故需要進一步研發來符合救災用水處理設備與裝置,故本計畫於第一年可完成村落型緊急供水系統,於第二年可完成綠能型緊急供水系統,此系統具有低能耗、高機動性、快速組裝、可去除高濁度原水之特性,因此,此計畫產出之設備,可克服災難期間所面臨的窘境,包含系統可於無正常供電、處理高濁度水源、對外道路中斷不易搬運、時效緊迫(快組設計)等情況下使用,並可依現場環境條件,選擇供水水量規模(5、15、30 CMD)之村落型緊急供水系統進行單獨或並聯應用(增加水量),或於無市電供應情況下選擇綠能型緊急供水系統進行應用,以快速解決災民及災區無法正常用水的問題。因此,未來當國內外發生災難,導致災民面臨到無乾淨用水之問題時,則可應用本計畫產生之技術與系統,進行人道救援。
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