林冠佑/工研院材化所
前言
第二屆薄膜脫鹽研討會（2nd International Conference on Desalination Using Membrane Technology；MDES 2015）於2015年7月26日至29日在新加坡舉行，主辦單位是 Elsevier出版社。為期四天的研討會中，總共有將近150場演講；主題包含逆滲透（Reverse Osmosis；RO）、奈濾（Nanofiltration；NF）、超濾（Ultrafiltration；UF）、微濾（Microfiltration；MF）、前處理系統、新穎脫鹽技術、薄膜操作系統、薄膜脫鹽經濟效益評估及未來發展等。其中的新穎脫鹽技術又包含薄膜蒸餾（Membrane Distillation；MD）、正滲透（Forward Osmosis；FO）及壓力延遲滲透（Pressure Retarded Osmosis；PRO）。
由於大會在新加坡舉行，主辦單位特別邀請新加坡公用事業局（Public Utility Board ；PUB）官員 Harry Seah 分享新加坡的水資源現況及國家在水科技產業的發展策略。新加坡的水科技發展方向採多元化佈局，各國研究單位與
商業機構均可向新加坡政府提案合作，由新加坡政府提供資金協助技術開發，因此，也可以發現許多歐美的研究單位都與新加坡本地的研究單位有共同合作發表的論文。由於新加坡缺乏穩定淡水源的供應，脫鹽薄膜開發一直是該國的重點發展方向，會中 Harry Seah 更提出新加坡對於海淡能耗的近程到遠程的目標，希望藉由薄膜技術的精進，能夠使目前海淡產水能耗由 3.5 kwh/m3降到 1.0 kwh/m3以下。
研討會探討的議題很多，以下僅就筆者關注的「薄膜監測」、「逆滲透技術」、「正滲透技術」、「壓力延遲滲透技術」及「前瞻薄膜脫鹽技術」等予以說明。
薄膜監測
傳統的薄膜監測方法是利用薄膜通量下降或是壓力上升程度進行監測，無法瞭解薄膜運行內部的實際情形。新加坡南洋理工大學的Anthony G. Fang團隊與澳洲雪梨大學的H. G. L. Coster教授合作，利用量測薄膜電阻抗（Electrical Impedance）的方式測定生物膜生長狀況（如圖二），量測方法並不是直接伸入捲式滲透膜內，而是以外接”Canary Cell”去模擬捲式膜內部狀況，藉以預測薄膜清洗時間。此外，Anthony G. Fang團隊也自行研發利用聲波感應器（Acoustic Sensor）偵測Canary Cell內部生物膜的生長情形（如圖三），以此來評估薄膜操作狀況。除了在逆滲透膜監測的議題外，韓國的全球脫鹽研究中心（Global Desalination Research Center；GDRC）的 Kim 教授也發表了以量子點修飾的生物感測裝置，用來快速檢測水中的藻毒成分。
圖二、利用EIS測定薄膜積垢的現象
逆滲透技術
逆滲透技術從1960年開始發展，現在已經是應用上最成熟的脫鹽技術，在脫鹽程序的使用上，逆滲透技術遠遠超過多效蒸發技術與多段閃式技術。會中邀請日本 Toray公司的 Masaru Kurihara博士講述該公司在逆滲透技術研發的方向與成果。Toray公司主導日本 2010年到 2013年Mega-ton Water System計畫，總計畫經費高達 4,000萬美金，計畫目標是希望達到(1)減少能源消耗：降低20%至30%的脫鹽能耗、(2)低環境影響：未加藥或最少加藥藥量的脫鹽技術及(3)低產水成本：產水成本降為原本的 50%，預期能夠建立---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖四、低壓逆滲透處理系統
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