緊急淨水技術,災區用水更放心-陳建宏

陳建宏
2015-12-25發佈
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講者介紹

陳建宏資深研究員從事水處理技術研發工作已屆十年,迄今主持研究計畫數達25件,專利獲證數為15件、論文發表數為30篇,並榮獲優秀青年工程師、社會優秀青年、清交大跨領域生物科技學術論文冠軍、研華基金會創業競賽之創新優質獎等殊榮。
主要研究領域包含緊急淨水技術、高科技廠製程水處理回收技術、廢污水處理及回收技術等,近期專心於研發前瞻綠能型光電淨水技術及慈悲科技之兩大技術主軸,並積極參與扶輪社、慈濟等社團,期望能應用水科技幫助社會。

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影片介紹

許多災難現場,提供足夠的安全飲用水是維繫災民日常生活重要的一環。為此工研院開發出「快速淨水設備(Q water)」,協助災後飲用水資源重建。
快速淨水設備是以「多孔性生物擔體」為核心之新型生物處理系統,結合BioNET專利技術與微過濾(MF)薄膜,可高效地去除水中懸浮顆粒、微生物等污染物,將受污染水源處理成安全飲用水。Q water淨水設備,已發展出緊急淨水系統、淨水船、淨水手杖和雨傘淨水器等,用在菲律賓,烏干達等國,成為另一個「台灣之光」。

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文稿

今天想要跟各位分享緊急淨水技術,讓大家了解工研院用怎樣的科技幫助社會解決災害問題。我們知道在60年前,大概平均10天會有一次的災難,現在大概是10倍數的差異,就是說幾乎平均一天就會有一個災難,為什麼會這麼嚴重?其實就是因為全球暖化造成環境的變遷,這個影響從短期來看似乎沒有感覺,但是從長期來看就非常的明顯。

從新聞上,我們發現災難發生的頻率愈來愈多了,在這樣子的環境條件下我們會面臨到哪些問題?第一個一定是水的問題,當災害發生我們必須要生活下去就要有水、還要有電跟糧食。所謂的人道救援就是說我們要滿足災民的一個基本人權,所謂的基本人權就是說我們要給他一個足夠的用水。

從這個角度來看,我覺得很多事情都有一個密碼,我們的水有一個密碼就是所謂的70%。地球的水是多少?佔了70%是水,大部分是海水,少部分的淡水有70%是冰川,像北極像南極,只有大概0.03%是我們人類可以用的水,所以這個非常的少量、非常的珍貴,這是一個先天不良的條件。後天失調我們從第二點來看,我們人體是70%是水,我們的血液、骨頭所有的結構都是由水構成的,但是全球70億的人類當中,我們發現在亞洲跟非洲佔了70%,也就是說非常的集中密集在一個區域,造成了僧多粥少的情況。

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這個情況就變成很多的人要搶很少的水,所以世界上就有70%是缺水的,因為缺水,環境就不好,所以接下來很多疾病都是因為這70%,也等於是因為水的關係。災難發生的時候,我們通常會怎麼做?我們大家從很多救災團體或者是新聞上看到就是大家捐了很多的礦泉水過去,但是想一想我們送礦泉水過去是對的嗎?你從這些照片來看,中間那張照片因為他是非常偏遠的地區,水運不上去,所以很多小孩子,當地的民眾就引山泉水或河水,去作飲用或使用,但水很髒,當然就容易生病。

我們那時候跟紅十字會去災區的時候就是道路變成河川,要過另外一個村莊可能是要搭竹橋過去,要運水其實是不容易的事情,所以交通不便運送成本高;第二個礦泉水的水量有限,而且他通常會賣得比平常還要貴3倍,我們知道一瓶礦泉水其實是比石油還要貴,喝完的寶特瓶又變成垃圾,很不環保,而且這麼大量的礦泉水他是真的有品質把關的嗎?所以因為這樣子的關係,我們認為就地取水可能是一個好方法,不用花很大的力氣運輸而且水源充足,所以我們工研院就跟水利署開發了Qwater,一個套裝的緊急淨水的模組。

為什麼叫Qwater?第一個Q就是Quick快速組裝,我們希望不是專業人士的一般民眾,兩個人20分鐘內,就可以像玩積木一樣把它DIY組裝起來;第二個就是Quality我們希望提供可以生飲的,所以用很多的工業的專利技術把它變成一個模組化、高效率,即便是泥巴水,很高濁度的水也是可以變成可以飲用的水;第三個Quantity,體積很小,大概1.5平方公尺的面積,跟人差不多高的高度,就可以供給好幾個村落,一個Qwater可以供給7,500個人去飲用。

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我們用在哪一邊呢?目前已經有一些救災的經驗跟實績,像我們跟慈濟合作在菲律賓海燕颱風的時候,那時候我覺得很訝異,從找地點、取水源跟供水,我們一天內就裝設了3台。其實人在災難的環境下會激發潛能,就我平常的工作效率,我這些工作一台大概了不起1天完成,但是在這種災難情急的情況下,大家團隊合作,一天我們就組裝了3台,也看出來我們Qwater的一個特性跟它的效果、它的優勢。

第二個是在緬甸,你知道緬甸我們是建置在首都仰光對面的達拉,仰光那個地方其實非常的不錯,雖然緬甸很貧窮,但是他的貧富差距很大,他算是一個大都市,非常難想像隔一條河的對面是一個個非常貧苦的貧民區,他的水很髒,民眾就會常常生病,所以扶輪社就捐了一套過去給當地的民眾取水。

印度我們是跟台灣慈悲醫療協會合作,他們捐了幾套在流亡政府藏民的社區裡面弄了一些供水站,因為他們那邊重金屬的問題導致有一些腎臟或者是一些疾病發生;我們也有跟紅十字會、國軍合作,希望在台灣發生災難的時候,這些工具可以用得上,像當颱風來的時候或者是像今年的旱災,有跟水利署合作一起去一些比較嚴重的地區做緊急供水的示範運作。

除了天災時可以用之外,我們也希望這樣好的工具在平時也可以用,所以我們有跟波蘭偏遠的地區,和桃園復興鄉羅浮國小,是一個原住民的示範小學,還有在法鼓山,他們這些地方都沒有自來水,所以我們希望能夠給他們比較乾淨的水可以喝。法鼓山希望能夠比較節能,我們就把這個風光複合的概念,風力發電、太陽能發電整合在一起,這個設備就省了大概80%的能耗。像山東、山西的部分,我們用這種像是溫室跟工廠,除了救災運用,平時在社區、或者是在工廠裡面可以做一些水回收的應用。

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除了Qwater還可以怎麼做?災難發生後會淹水,我們跟慈濟合作,發明一個淨水船,當像泰國水災的時候都市淹水,車不能走,就是船可以走,過濾的水又可以泡香積飯給民眾食用。車子的話也是,如果在交通可達的地方,我們就可以跟車子去做緊急供水,可能支援單位希望知道當地的一個情況,所以我們就用一個APP配合IP cam去看他周遭的環境條件,然後遠端支援現場的人看他、協助他操作。

我們來看這個,剛剛介紹的是一個村落式的,個人式的救災我們有一些想法,這個是早上從工研院前面的土地裡面挖出來的,特地找離電線杆比較遠的,因為怕小狗的便便,雖然我很相信我們的技術處理任何生活汙水沒有問題,但是因為有心理障礙,所以還是要避免一下。這個用法很簡單,登山也可以用,災難的時候也可以用,或者是當成備災、救災的工具,我們只要把他拉起來,水就會抽到過濾器裡面,然後加壓,前幾次他會先把裡面的槽體灌滿,這時候水就會慢慢地擠出來了,一次的壓力大概會有30 C.C.的水,所以多弄幾次之後,就可以比較多的水量可以用,我這樣抽幾次可能演講時間就用完了,所以我就先暫停到這邊,大家可以看得出來水的顏色差很多對不對?
我本來是想要留給主持人喝的,但是因為口有點渴我還是先喝了。

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除了這個水的問題,我們還想到一個問題就是災區很髒亂可能會生病,消毒是一個問題,因為那邊沒有屈臣氏,沒有什麼藥,災民都住帳棚,下大雨淹水的時候,可能細菌就會傳播,所以怎麼解決消毒的問題,因為藥、消毒劑很貴,我們就用了一些科技的方法,希望用電化學的方式,只要加水,像加自來水或加河川水、地面水、地下水都可以,透過我們的觸媒轉換,變成兩個電子的轉移,比如說水在電解裡面變成H+,然後透過兩個電子轉移,它就會跟空氣中的氧作用,變成過氧化氫。它非常環保不需要加藥,只要加水、一點點的電,它就能變成消毒劑。就是這一瓶,裝滿水通電之後就可以現場消毒,假設你覺得餐具有點髒,或者是在災區的清潔上,我想這是還不錯的工具,不用去買藥品。

電也是個問題,如果沒有電就沒有燈,治安就會不好,然後像我們Qwater也需要電,所以說在災區用發電機有兩個問題,第一個油要排隊要買很久不好買得到,第二個就是發電機很吵,一整天下來有點受不了。怎麼解決,我們就想到利用太陽能的方式,希望能夠用大環境的力量把這個電蓄好。這個設備大概30安培小時,大概可以供Qwater在充飽電的情況下可以運轉6個小時,它裡面也有淨水設備,沒有Qwater的話沒關係,這個行李箱就可以做一個淨水的動作,平時可以放在車後面,救災也是一個很好的工具。

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我們其他的還有做什麼? 我們把淨水設備放在行李箱裡面,然後用打氣筒的方式過濾;還有跟腳踏車結合的淨水裝置,就是我邊騎腳踏車邊運動邊過濾水,也可以當作一個載水的工具,在偏遠地區還蠻好用的;也有跟雨傘結合,我們正擺是擋水,逆著擺就是一個水的收集跟過濾的工具;還有我們跟空氣借水,類似空氣造水機的概念,用捕霧網,把空氣中的溼氣集結下來。

最後在未來的10年,直到2030年的時候,人口會愈來愈多,水資源會愈來愈少,如果再沒有積極的行動的話,我想這個地球條件會愈來愈糟糕,這種大自然的力量是我們很難去想像得到的,所以說其實無常是隨時存在的。

因為我是一個科技人,但是我覺得科技能解決的事情是非常有限的,可能是減災或者是幫助我們去預防一些,但是真正災難發生的時候無常的時候誰也抓不準,最重要的還是我們要有一個積極的環保行動,才能讓我們的生活跟地球的壽命能夠增長,我的報告到此,謝謝大家,謝謝。

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主持人(謝英士):剛剛已經稍微有分享,你覺得科技再厲害大概也沒辦法解決太多的問題,只能夠事先稍微去預防或者是減少一些災害。我想請教,像你一樣在工研院,你的部門、你的單位其實可以算是綠色科技或者是綠色設計的單位,可不可以稍微介紹一下你們的團隊要有什麼特質?

陳建宏:好,有幾項特質,第一個特質是在座各位都有的、就是說要有慈悲心,因為其實做綠色、做環保、愛護地球其實就是要有愛心,有這個心之後,我們才會去想說去觀察這個世界上需要什麼?所以從我們發心去做、然後發現問題;最後我們要有一個創新思考的能力就是說,我們要找一些資料,或者是去研究一下用什麼樣的技術可以解決這樣的問題,這樣的條件下其實就可以開發出不錯的技術來真正幫助到社會,所以我覺得用心就是專業,不管領域是什麼,只要我們有心去做都可以做得不錯。

主持人:我相信我怎麼用心都發明不了這個,但是我大概了解你的意思。我想請教一下這個手杖,這個市面上可以買得到嗎?
陳建宏:目前還沒有,還在努力量產中。
主持人:我以為我們到肯亞可以帶一個,現在還在量產,大概什麼時候會開始?
陳建宏:我想大概明年應該有機會。
主持人:明年有機會開始量產。
陳建宏:現在都已經全部設計好就是等到開模跟製造。
主持人:好,我想我們也不能太稱讚這個陳博士,因為科技往往會給人家一個印象,反正氣候變遷這麼的嚴重,總有一天科技會幫我解決問題,早上我記得劉紹臣院士有講說寄望於地球工程,反正有更多的二氧化碳排出來,如果我們真的溫度一直上升,就把它捕捉,把它打到太空去算了。
陳建宏:這我不太認同。
主持人:我想這個單元我們很謝謝工研院的陳博士來跟我們分享,還特別拿了他的發明來讓大家能夠體驗一下,這個發明我相信對很多災區的災民會很有貢獻,我想這也是台灣的實力之一,非常感謝您,謝謝。

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