摘要

　　住在都市的我們，早已習慣打開水龍頭就有乾淨自來水的日子，即使偶爾因為颱風的關係，導致隔天的水質略受影響，感覺也是很快就解決問題。卻很難想像在寶島台灣，還有地方必須忍受污水所帶來的不便。

　　位於南化水庫水源區的台南縣南化鄉關山村多數村民與瑞峰國小至今長久以來沒有自來水可飲用，只能自建管線取遠端水質良好的山泉水飲用，但這些管線在莫拉克颱風中重創，地方人士緊急接用附近的山澗水供應學校，但水質常呈混濁狀。
工研院整合了康那香、淶達、3M等公司提供的資源，趕在開學前以一個星期時間，在校內組裝完成1套移動式淨水系統，每天最多可供應約24噸淨水約240人的用量，讓學校師生及村民都有乾淨的水可以喝。

莫拉克颱風與瑞峰國小

　　 2009年08月08日侵襲台灣的莫拉克颱風挾帶的強風與近年罕見的驚人雨量，造成台灣南部山區與平地極為嚴重的土石流與水患災害。瑞峰國小位於台南縣關山村(見圖1)，這個地方又被稱為「西阿里關」，擁有豐富的自然生態環境；包括超過 500 種植物、17種螢火蟲、22 種蛙類、60 種蝴蝶與蛾類，以及其他數百種生物。每年四至五月的賞螢季，數以萬計的螢火蟲，總是吸引大批遊客來訪。瑞峰國小就位在這個偏遠的村落，擁有全台灣最大的學區，大部分的師生都住在學校內，但卻是台南縣市唯一沒有自來水的校園。這次88水災村民如同以往的風災面臨土石崩塌(見圖2)，道路中斷以及缺水之苦，瑞峰國小雖在災後迅速復健，如期開學，但卻因水質混濁，無水可用，面對H1N1疫情緊張，校內連飲用水、吃飯都成問題，遑論平常洗手，工研院能環所與康那香公司捐贈一套移動式簡易淨水設備，讓師生擺脫「味噌湯」泥水，安心使用乾淨水源。

台灣地區簡易自來水現況

　　 由於山區及偏遠地區因自來水廠至用水地區輸水管路架設不易以及經費等問題，會在用水點就近水源區建置簡易自來水系統，處理單元以重力沉澱、砂濾及消毒為主且簡易淨水場位處偏遠及經費有限，難有專人長期管理及操作，用水水質堪憂；這些還不包含山區自行引接山泉水使用的山區部落與學校。根據98年1月統計台灣地區設置簡易自來水廠設置178處，分佈於全台各地，其中以桃園縣、新竹縣、苗栗縣、台中縣及屏東縣較多。目前仍營運中141處，停用37處。

　　 簡易自來水因處理單元不足以及專人管理問題常會衍生大腸桿菌與生菌數過多的情形，另外因地區性及水源處突發性的污染狀況也難以確實防範。根據民國97年環境保護統計年報顯示簡易自來水在細菌性項目大腸菌類與生菌數不合格率近年來在5-40%之間。而在物理性項目以濁度不合格率最高。另外，在化學性項目之有毒物質如鉛、砷、鉻、鎘、銀、汞及氰鹽等項目，歷年來偶有發生不合格率，但比率並不高。而可能影響健康之物質中，以硝酸鹽氮之不合格率最高。最後，在可能影響適飲性之物質中，氯鹽、氨氮、亞硝酸鹽、鐵、錳及總溶解性固體量均有較高不合格率。

　　 從上述資料可以發現，簡易自來水不合率以大腸菌類密度、總菌落數、濁度、氨氮、硝酸鹽氮、鐵、錳、總溶解性固體量及有機物（TOC）（原水部分）為主。其中鐵、錳及總溶解性固體量屬於天然產生為主，受水源本身特性所影響。大腸菌類密度及總菌落數可以經由消毒過程加以改善，而濁度、氨氮、硝酸鹽氮及有機物（TOC）則為人為污染或受降雨所影響，而必須進行有效去除，以提高簡易自來水場水質合格率，以改善用水品質及維護民眾健康（環保署）。

專業技術民生化

　　 工研院提供之移動式淨水系統是將山泉水引到沉澱池，沉澱較大顆粒汙染物後，經由「BioMF處理技術」的工研院專利程序，再引入貯水槽中加入次氯酸鈉消毒，水質符合環保署的飲用水水質標準。這套系統多用在回收水過濾重覆使用，係經濟部技術處科技專案研發成果，這是首次應用在災區水源處理。此項BioMF專利技術，先以「多孔性生物擔體」（BioNET）(亦為工研院專利技術)去除水中有機物與氨氮及攔截大粒徑懸浮微粒，後段再以康那香與工研院共同研發的不織布微過濾膜(MF)去除小粒徑懸浮微粒，以確保水質穩定與安全。

　　 本技術已成功應用於災區原水水質改善。目前工研院正積極構思其他應用可能，例如應用於農業與河口迴歸水等新興水源淨化，可用於工業用水與養殖用水的回收處理，間接減少業者抽取地下水，讓地層不再下陷；亦或在肩負造景、生態和淨水功能的人工濕地前，融入BioNET，既能強化處理效果，又能作為環保教育的示範點。此系統採用工研院BioMF專利技術，將工研院BioNET專利技術與不織布薄膜結合，可高效的去除水中氨氮、有機物、懸浮顆粒等物質，將受污染之水源處理成安全飲用之水。

　　 工研院研發的BioNET是以『多孔性生物擔體』為核心之新型生物處理系統，採用多孔性擔體作為反應槽之介質，提高懸浮固體物攔截之機會，因提供廣大表面積作為微生物附著、增殖之介質，可累積大量及特定族群之生物膜微生物，有助於達到去除各種污染物之目的。

「移動式緊急淨水系統」系統流程圖

　　此淨水系統主要是透過不織布擔體和薄膜技術將山區高濁度及含有氨氮、有機物的受污染水源，淨化成達到環保署飲用水水質標準的可飲用水質，同時具有可移動式與可回收的功能，可以有效且快速地協助災區進行污水水源處理。

主要優點包括：
　特別適用於低濃度廢水，可在高水力負荷下操作
　處理槽效率高
　污泥固液分離簡單
　功能穩定性高，處理水質良好
　降低設置和操作成本

結語

　　 除了台南縣瑞峰國小之外，工研院仍秉持關懷偏遠地區教育與發展以期能有效掌握現況與了解在地需求。在屏東縣來義鄉大後社區也將捐贈設置一套「移動式緊急淨水系統」，更期待能拋磚引玉結合業界合作廠商的配合與支持提供設備與工程技術將研發成果回饋社會。

　　 工研院以往我們研發技術所幫助主要是工業界，實際上也用在工業的技術領域中，好像跟一些民生需求離得比較遠，但從這次８８水災的救援工作中，發現原先我們在做的一些水回收設備，稍加改變就是非常好的淨水設施，這樣做起來不但有意義，也提昇科技對人文的關懷，把原先工研院強調的產業效益，擴展到相關的社會效益跟環境效益。

參考資料
夏工傑、洪仁陽、陳建宏、周珊珊，88水災公用設施防救災措施及重建工程計畫-瑞峰國小緊急淨水系統之建置，工程，中國工程師學會會刊，中華民國98年12月，124頁。