黃韻璇、劉奕宏 / 工研院材化所
面對水資源供應不及、產業用水需求持續成長，以及氣候變遷影響下造成的水資源短缺問題，如何開發取得新興水資源以達到人類、農業、工業及其他基本用水的需求，且朝符合2050淨零碳排為目標，是全球正在努力的方向。本文以新加坡及以色列兩大已使用再生水作為新興水源多年的國家為標竿，進一步說明目前台灣針對水資源短缺改善之再生水推動與規劃；最後點出現有廢污水處理與再生的技術中可再精進及開發並達成節能減碳目標之方向。
【內文精選】
新加坡的水資源策略
為了確保水資源的供應及管理，新加坡於2001年將此相關業務整合於公共事業局(Public Utilities Board, Singapore’s National Water Agency; PUB)之下，而透過經濟發展局(Economic Development Board; EDB)的合作，新加坡亦積極發展其本地水務產業，期望將新加坡建設成為全球的水務中心。目前新加坡政府與國家研究基金會(National Research Foundation; NRF)合作，使新加坡在水務技術的研發上得到大筆的資金支援，專注於「二增四減」的策略，以滿足增加水量、改善水質的需求，並同時降低能耗、人力、化學品使用及產生的廢棄物。
以色列的水資源規劃
以色列再生水使用策略是推廣再生水於農業中使用，以減少缺水時期的壓力，並節省政府的補助預算。利用滴灌技術，直接對植物根部進行灌溉，這不僅能高效地節省水資源，還能減少與人體接觸的風險。整合水資源管理，從供水到處理再到回收，全部由國家水利委員會統一管理。在以色列水資源開發策略中的節省用水方面，由於以色列的自來水漏水率僅有約5%，精確的滴灌技術和較高的水價(大約是台灣的10倍)是該國成功省水的主要因素。
台灣再生水推動與規劃
台灣平均年降雨量雖達2,500 mm，但因降雨集中於豐水期且地勢陡峻，水資源不易蓄存利用，加上人口稠密，換算成每人每年能分配降雨量4,000噸，不到世界平均值1/5。根據環境可持續性指數(Environment Sustainable Index; ESI)評比，台灣為全球146個國家中第18位缺水國家，台灣水資源問題的挑戰，如同撒哈拉地區的國家一樣險峻。因此，尋求多元替代水源有迫切及必要性，而開發和整合多元水資源成為緊迫且不可或缺的策略。
再生水是指民生污水、工業廢水或經水處理業處理後之放流水，再經過專業處理使其達到可再利用之水質標準而稱之。在全球水資源不斷減少的情境下，污水的適當處理和再生變得至關重要，不僅可緩解目前的水資源危機，亦可提供未來更穩定且持續的水資源供應途徑。為應對台灣水資源短缺的挑戰，政府訂定目標於民國115年建設系統化再生水廠，使其每日能供應33.4萬噸的再生水，此項目標係由經濟部水利署與內政部營建署共同策劃與執行，並透過連續的計畫，如：「公共污水處理廠放流水回收再利用示範推動方案(民國102~109年)」、「前瞻基礎建設水環境計畫—再生水工程」以及「公共污水處理廠再生水推動計畫(民國110~115年)」等逐步推進。政府計劃在包括桃園北區、新竹竹北、臺中福田、豐原、水湳、臺南永康、安平、仁德以及高雄鳳山、臨海和楠梓(或岡山橋頭)等地區，設置12座再生水廠，並投入經費約新台幣170億元，如圖一所示。
圖一、台灣再生水計畫案執行現狀
將湖泊、河流或地下水等天然水源透過淨水程序獲得生活用水，經過民生及工業運用產生工業廢水/民生污水，將廢/污水透過活性污泥法、A/O程序、MBR程序等污水處理單元，得以獲得符合放流水標準之出流水。為了提高新興水資源利用率，將放流水進行水再生程序可獲得三種等 級的再生水，分別為：Class A、Class B、Class C，如圖二所示。
圖二、水質與水處理及利用歷程示意圖
廢水處理與再生的低碳趨勢
全球面臨溫室效應帶來的氣候變遷影響，「2050淨零碳排」成為全球共識。我國亦於2022年3月公布「2050淨零排放政策路徑藍圖」，2050淨零排放路徑將會以「能源轉型」、「產業轉型」、「生活轉型」、「社會轉型」等四大轉型，及「科技研發」、「氣候法制」兩大治理基礎，就能源、產業、生活轉型政策預期增長的重要領域制定行動計畫，落實淨零轉型目標。而水資源再利用部分亦與這些推動策略息息相關。隨著再生水利用率必須增加，相對應的再生水處理技術也不斷地精進；為了配合整體減碳的趨勢，許多可以系統整合節能或儲能的方案因應而生 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》445期，更多資料請見下方附檔。