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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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低壓高水量 降低用水回收處理成本

撰文/陳玉鳳 攝影/邱如仁

全球水資源短缺,缺水問題日益嚴重,目前看來最佳的解決方法之一,就是利用科技方法處理使用過的水,將水循環回收再生利用。工研院開發的「奈米纖維濾膜」可用於水處理回收再生,且在低壓力操作條件下就能產出高水量與高效率。

由於氣候變遷導致全球降雨異常,2015年的世界經濟論壇的全球風險報告(Global Risks)中,水資源問題已被列為未來全球危機之一。事實上,臺灣今年年初就發生嚴重的缺水危機,搶水新聞時有所聞,也促使水處理回收再生技術受到重視。

然而,檢視目前使用的濾膜濾水技術,普遍存在需使用高壓,但出水量卻不大的瓶頸,導致水回收成本過高,也就影響接受度及普及度,仍有許多用過的水未被回收。有鑑於此,全球的水濾膜研發方向,就是低壓、高出水量,而工研院團隊搶先做到了。

靜電紡絲複合膜 開發進度領先全球

在工研院材料與化工研究所計畫主持人鄭淑蕙的帶領下,歷經長時間的失敗、捲土重來,研究團隊終於開發出全球第一個超低壓、高出水量的濾膜技術,「我們研發的奈米纖維濾膜是使用特殊材料,以靜電紡絲與介面聚合加工做成複合膜。」鄭淑蕙進一步說明。

此種複合膜的孔洞較傳統逆滲透(RO)中層PS多孔膜大許多,卻仍具有良好的支撐性,所以可以穩定支撐最上層軟薄如蟬翼的Polyamide(聚醯胺)層;同時搭配設計的複合層電荷,能具有親水性,易於和水結合。集合這些特性,工研院研發的「奈米纖維濾膜」只需低電壓操作就能進行水處理過濾,出水量高出現有商品約30%~70%之多,且高濃度水處理成本甚至可節省35%~55%以上,成本的降低大大提高回收用水的可行性。

淡化海水 終結水資源危機

工研院研發的這項技術可有效分別去除水中鈉、鈣、鎂、重金屬等離子或有機小分子達99%以上,鄭淑蕙進一步指出,「我們開發完成的『奈米纖維濾膜』具有高度選擇性,所以能依不同用途進行濾膜材料調整。」這樣的客製化優勢,讓工研院開發的「奈米纖維濾膜」技術,不僅能用在再生水回收,一般家庭飲水的離子過濾,使硬水變成軟水;或是醫藥食品等特用化學品的純化,甚至能用於海水淡化處理。

地球上的水有97.5%是海水,海水淡化被視為全球缺水問題的釜底抽薪解方,然而現有方法的處理成本昂貴,使用成本過高,而工研院所開發的「奈米纖維濾膜」技術就成為希望所寄。針對此項技術的衍生公司即將在年底成立,從研究單位到產業界,鄭淑蕙帶領團隊成員,要一步步落實相關技術的商業化,朝著海水淡化的終極理想邁進,為全球水資源缺乏問題提供最佳解決之道。

鄭淑蕙博士帶領工研院團隊研發的奈米纖維濾膜,可用於水處理回收再生,且在低壓力操作條件下就能產出高水量。
鄭淑蕙博士帶領工研院團隊研發的奈米纖維濾膜,可用於水處理回收再生,且在低壓力操作條件下就能產出高水量。



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