以色列約旦地區之廢水高級處理作為作物灌溉用水

Advanced Wastewater Treatment Technology and Reuse for Crop Irrigation in Jordan, Israel

背景介紹 Background

水資源缺乏的半潮濕與半乾旱的區域，一如地中海東南部地區，使得當地將廢水用於農業灌溉用水。大部分的廢水來源取自二級水處理廠的出流水或水質更差的水源。經二級處理的廢水仍含有病原菌、有機化合物與鹽類。短期或長期來看，使用此水源作為灌溉用水，會增加土壤鹽度，對土壤與作物造成傷害。由此可見，農業永續需要高品質的水源。

薄膜處理為一種環境友善的技術，可去除污染物質，將廢水轉變為使用不受限制的水資源。這個計畫是由以色列理工學院、耶路撒冷聖城大學以及約旦國家農業研究和推廣中心的研究人員合作執行。

污水處理技術

Water Treatment Technology

高級薄膜處理技術經由超過濾 (ultra membrane, UF) 及二階段逆滲透 (reverse osmosis, RO)，產水符合灌溉用水品質。

穩定的UF產水品質有賴於每週以液鹼 (NaOH) 溶液清洗、定期以鹽酸 (HCl) 清洗去除無機物結垢，並進行反洗循環。操作程序還包括氯化UF進流水作為抗生物結垢劑，且在進入RO膜以前脫氯，防止RO膜受損。

UF系統的水回收率高達88%，回流UF濃水至進流水儲槽，可增加6-9% 的UF水回收率。UF系統操作通量為33L/m2/hr，滲透率約為40L/m2/bar/hr。

第一階RO (RO1) 以UF滲透水為進流水，在壓力6 bar、pH6.5下，以6.5 m3/hr 進流速度運行，水回收率約維持50%。每運行60分鐘會停下壓力泵1分鐘，自動進行逆滲透反洗。

第二階RO (RO2) 接收RO1的鹵水 (brine)。在壓力7bar、pH6.5下，RO2膜的進流速度為2.3m3/hr，包括新進料 (RO1鹵水) 1.7m3/hr，其餘為濃水回收。反洗程序與RO1相同為自動執行。RO2階段自RO1階段排出的鹵水萃出額外的水，將整個RO系統提升水回收率至85%。

參考資料 Reference

• USEPA, 2012 Guidelines for Water Reuse
• Katz, I. Dosoretz, C.G. (2008). Desalination of domestic wastewater effluents: phosphate removal as pretreatment. Desalination 222, 230-242.
• Hagin, J. Oron, G. Fardous, A.N. Boulad, A. Haddad, M. Khamis, M. Ben Hur, M. (2007). Wastewater treatment and reuse in agricultural production. Final Report submitted to the USAID – MERC, Project M22-006 and Semi – Annual Reports 2003 – 2007
• Hagin, J. Khamis, M. Bulad, A. Al Hadidi, L. Oron G. (2010). Advanced wastewater treatment technology and reuse. Semi – Annual Report submitted to USAID – MERC, Project M28-028 and Semi – Annual Reports 2008/2009.
• Hagin, J. Khamis, M Manassra, A Abbadi, J Qurie, M Bulad, A AlHadidi, L Semiat, R Shaviv, A Katz, I Dosoretz, C Blonder, O (2010) Treatment and use of wastewater for agricultural irrigation. Proceedings International Fertiliser Society 680, UK.