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水管結晶變現金,荷蘭把廢水變資源

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水管結晶變現金,荷蘭把廢水變資源

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水管結晶變現金,荷蘭把廢水變資源

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過去800年來,荷蘭與水搏鬥,以治水工程聞名世界。而今,面對環境與氣候變遷,荷蘭人轉變態度,他們不僅要學習與水共存,更要將滴滴廢水化作珍寶,以下且看阿姆斯特丹如何把城市廢水變成可用資源。

荷蘭汙水處理公司Waternet負責阿姆斯特丹全區的水資源,包括自來水供給、廢水處理、運河渠道保護以及防洪管理。除了上述工作項目外,永續發展也一直是它們的核心目標。

念頭一轉,將麻煩變成商機

對所有水處理廠來說,清淤泥並保持汙泥消化管無阻塞是重要任務之一。因此,Waternet注意到消化管內總會附著一層白色結晶物,特別是在沿海區域,如不定期處理,長期下來會使得整個汙水處理系統無法運作。後來發現,這些白色晶體正是磷酸銨鎂化合物,即鳥糞石(struvite,簡稱 MAP)。這是一種高品質的磷礦石,可以作為良好的緩釋肥,而且在自然界中儲量極少。除了在消化管內發現鳥糞石的存在,汙水處理廠的污水或污泥中也含有磷的成分。透過結晶法等技術,Waternet每年可以從廢水中取得約1,000公噸的磷,加工製成磷肥商品再販售。

汙水消化管內磷的結晶。 (圖片來源: Amsterdam Circular initiatives)

 

Waternet製成的磷肥商品。(圖片來源:Waternet,循環台灣基金會整理)

在Waternet眼裡,廢水從此不再是廢水了,而是可以帶進穩定收益的寶貴資源。接下來,Waternet的另一項計畫便是從廢水裡取得纖維素。在歐洲,人們如廁完的習慣是直接把衛生紙丟進馬桶。沖水後,衛生紙就會順著水管一路到了處理廠,因此廢水中含有許多纖維,在過濾、沉澱、乾燥等過程後,便可成為資源再利用。每年Waternet從廢水裡可產出約10,000噸的乾燥纖維,相當於33公里長、1公尺寬的紙張。將此乾燥纖維、樹脂與其他填充物混合加壓後,便可製造出公園裡的長椅或是居家用板凳。

Waternet更進一步地和AEB Amsterdam 焚化廠(簡稱AEB)合作。一方面,Waternet將汙水處理過程中產生的沼氣供AEB焚燒使用,並將汙泥運至AEB焚燒;另一方面,AEB則是將焚燒時產生的餘熱和電力供Waternet營運使用。透過資源與能源的互相交換而形成共生關係,可減少溫室氣體的排放。

掌握磷礦資源 免於農業生產短缺危機

科學人雜誌提到,磷是細胞組成的關鍵元素、是清潔劑和食品加工必含的添加物、更是植物生長要素中不可缺之成分;每包化學肥料袋上清楚寫著19-12-5三個數字,這是氮、磷、鉀的比例,更是植物長得又高又壯又快的密碼,這組密碼提高了農作物的產量,20世紀的世界人口因此成長六倍以上。然而,當今所遇到的問題是:全世界的磷礦資源分布不均(集中於美國、中國、南非、摩洛哥等四個國家),且能夠開採的磷礦僅剩150億公噸的儲量,依目前的使用速度評估,磷礦將在一世紀內被用罄。以農業的角度來看,如果沒有磷礦便無法製作化學肥料,此一影響至少會降低區域性農作物收成,至大則可能引發全球食糧危機。

這也是荷蘭如此重視磷礦資源的原因 。作為世界第二大農產品出口國(僅次於美國,以花卉及蔬果為主), 含磷之肥料的需求量相當龐大,過去卻只能依賴進口,等於經濟命脈都掌握在他人手裡。當Waternet開始販售自家的磷肥商品時,阿姆斯特丹政府也開始推出一連串小型試驗與計畫,希望傾眾人之力生產更多的磷,以供給阿姆斯特丹全區與荷蘭全國農業使用;例如政府舉辦的阿姆斯特丹公廁計畫Green Urine,在廣場上設置小便斗讓男士們體驗;De Ceuvel社區以小型生物精煉廠從尿液中萃取磷肥,直接用在社區溫室的蔬果栽培;以及海尼根音樂廳(ASAF LIVE)等。這些計畫重要的共通點,便是收集大家的尿液,經過處理製成磷肥,再販售給城市小農、綠屋頂農夫等使用。據官方表示,從公廁計畫中得到的磷肥足以灌溉10,000座足球場大的種植面積。

阿姆斯特丹公廁計畫Green Urine,在廣場上設置小便斗讓男士們體驗。解救農業危機,就從小便斗開始。(圖片來源: Fastcompany)

廢水取磷難不難?

另以日本福岡為例。當初因含有氮、磷的汙水直接放水流,造成博多灣赤潮狀況。福岡市為解決此一問題,開始設立廢水取磷的設施,至今已有25年。目前福岡市共有3座污水廠,每年可生產100噸以上的鳥糞石顆粒,並以每噸三萬日圓賣給肥料工廠加工。不僅改善了博多灣赤潮情形,更減少磷肥進口的依賴,提升糧食作物生產保障。

廢水取磷技術不僅不難,且已有長時間的發展,只是台灣政府過去大多將重點放在汙泥的減量處理再利用。至今,台灣每年仍需從國外進口超過800噸磷礦。數據顯示,每人一天平均排出1.5公升的尿液,可轉換成0.8g的磷,若能有效收集尿液以製成磷肥,應能降低磷礦的進口依賴。2014年,內政部營建署開始推動「下水道污泥水解技術提升磷回收量示範試驗」以協助我國廢水取磷的發展。目前台灣共有55座城市汙水處理廠,若皆能加裝廢水取磷之設備,可謂潛力無限。

話再說回來,為何Waternet得以成功開發並販售纖維素、磷等產品呢?想來應是由於它們不只把自己視作廢水處理廠,而是可以積極創造資源的工廠。原來一個思維的轉變,就可以增加公司營收、減少營運成本、延續農業大國之稱號,以及解決全球農業危機之答案 !

(核稿: 循環台灣基金會)

(作者為循環台灣基金會特約作者)

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