第二章 國內自來水發展現況及淨水場特性探討
2.5 目前淨水場營運之最大困擾
目前淨水場營運最大困擾有淨水場出水量不及供應成長需水、原水水 質惡化淨水場處理能力不足及處理流程及設備等形式眾多,造成操作及維 護之嚴重困擾等情事,其各項原由分述如下:
1. 淨水場擴建速度不及供水需求量之快速成長,常造成供水失調之窘境;
因此原有淨水場需不斷超載運作,嚴重影響淨水水質穩定度,且淨水設 備無法正常維修故障率高操作困難度提升,操作維護成本增加,且降低 營運績效成果。
以新竹地區自來水供應為例:新竹地區自民國 69 年設置科學園區 後,整體產業結構及人口結構開始產生急遽變化,造成本地區用水的遽 增,自民國 85 年每日需水量 26.4 萬噸至 97 年每日供水量 53.6 萬噸,
推估至民國 100 年將達 62.7 萬噸(圖 2.7 新竹地區生活及工業用水供需 計畫圖),期間水公司於新竹地區分別於 91 年增建寶山二期淨水場、92 年完成新竹第二淨水場新建工程、95 年增建寶山一期快濾桶工程(臨時) 及於 97 年起興建寶山三期工程,均無法滿足新竹地區各階段之用水成 長需求。故自 86 年起即由苗栗縣東興給水廠大量支援新竹地區,復於 民國 91 年起,再由桃園縣平鎮淨水場(石門水庫水源)北水南送支援,
方始新竹地區之自來水供應勉強維持。其後寶山淨水場三期、員崠淨水 場、新埔淨水場之擴建亦將陸續推動,已為因應大新竹地區之正常供水 需求。
大新竹需水成長主要來自於新竹科學園區快速成長所致,其自 87 年至 93 年短短 7 年用水量長近倍(表 2.6),工研院能環所林文雄研究 員於 97.03.03「科學園區用水缺水管理與規劃」簡報中提出:新竹科學 園區 2006 年缺水 1 小時產業損失:於 IC 業為 132 億,LCD 業為 108 億;設備與供水系統損失之間接損失則無法估計。另供水量不足產業潛 在風險計有:訂單損失、恐慌性股票下跌、建廠投資意願降低 ;且因 台灣電子產業已形成完整之供應鏈體系,所以缺水影響更會擴及上下游 產業之產值,故淨水場擴建工程之興建之時效更形重要。
表 2.6 新竹科學園區各期程平均用水量彙整表(單位:萬噸/日)
年度用水量
期別 87 年 88 年 89 年 90 年 91 年 92 年 93 年 滿載 100 年 園區一二期 5.0 5.2 5.5 5.7 5.9 6.0 7.0 8
園區三期 3.0 4.0 5.1 6.4 7.6 8.5 8.0 13 合計 8.0 9.2 10.6 12.1 13.5 14.5 15.0 21 供水單位 臺灣自來水公司
供水水源來源 1.民國 85 年前由寶山水庫供水 2.民國 86 年增加永和山水庫支援 3.民國 90 年增加隆恩圳欄河堰 4.民國 91 年平鎮淨水場送水支援 5.民國 95 年增加寶山第二水庫 資料來源:本研究整理
表 2.7 新竹地區淨水場供水能力及需水量彙整表
(萬噸/日) 85 年 91 年 92 年 96 年 97 年 100 年 平均日需水量 26.4 41 43.7 45.9 53.6 62.7 區域內淨水場
最大出水能力 23.9 28.9 44.9 52.9 52.9 區域內淨水場
正常出水能力 21.5 26 35 47 47 資料來源:本研究整理
表 2.8 新竹地區主要淨水場現況處理能力及改善計畫表
淨水場 水源
現況最大處 理最大能力 (萬 CMD)
近年改善計畫
第一淨水場 頭前溪 8.9
第二淨水場 頭前溪 16.0 92 年完成增建工程
寶山淨水場 寶山水庫
寶二水庫 14.0
91 年增建二期淨水場 5 萬 CMD 96 年增建一期快濾桶 3 萬 CMD 預定 98 年擴建至 45 萬 CMD 預定 110 年擴建至 60 萬 CMD 湳雅淨水場 頭前溪 3.5
員崠淨水場 頭前溪 3.0 預計 110 年擴建至 7.5 萬 CMD (規 劃中)
芎林淨水場 頭前溪 0.39
新埔淨水場 鳳山溪 0.78 規劃擴建中 (3 萬 CMD) 關西淨水場 鳳山溪 0.78
資料來源:本研究整理
圖 2.7 新竹地區生活及工業用水供需計畫圖,【經濟部水利署,88 年】
2. 原水水質日趨惡化,影響淨水處理量及水質。
以新竹第一淨水場為例,其水源取自頭前溪地表水,921 地震後每遇 大雨原水濁度暴漲,影響淨水處理能力,另頭前溪地表水水質亦有日趨惡 化之現象,相對在原有處理設備下,淨水場之操作日趨艱困。
表 2.9 新竹第一淨水場 92 年~94 年 8 月原水濁度分佈統計 原水濁度(NTU) 92 年 93 年 94 年
0 ~ 100 223 天 186 天 82 天 101 ~ 3000 22 天 70 天 130 天 3001 ~ 5000 0 天 5 天 8 天 5001 ~ 20000 0 天 1 天 2 天 20000 以上 0 天 1 天 1 天 資料來源:本研究整理
表 2.10 新竹地區頭前溪主要淨水場處理能力與濁度之關係(立方公尺/日)
處理能力 濁度(NTU)
第一 淨水場
第二 淨水場
湳雅 淨水場
芎林 淨水場
員崠 淨水場
NTU≦1000 90,000 160,000 40,000 3,900 30,000 1000≦NTU≦2000 80,000 100,000 35,000 - -
2000≦NTU≦5000 60,000 80,000 30,000 1,950 15,000 5000≦NTU≦10000 45,000 60,000 20,000 - -
10000≦NTU 0 0 0 0 0
資料來源:本研究整理
圖 2.8 頭前溪流域 86~95 年之四項水質變化趨勢圖,【經濟部水利署,
88 年】
表 2.11 河川污染程度指標
水質/項目 未(稍)受污染 輕度污染 中度污染 嚴重污染 溶氧量
(DO)mg/L 6.5 以上 4.6~6.5 2.0~4.5 2.0 以下 生化需氧量
(BOD5) 3.0 以下 3.0~4.9 5.0~15 15 以上 懸浮固體
(SS)mg/L 20 以下 20~49 50~100 100 以上 氨氮
(NH3-N)mg/L 0.50 以下 0.50~0.99 1.0~3.0 3.0 以上
點數 1 3 6 10
污染指標積
分值 2.0 以下 2.0~3.0 3.1~6.0 6.0 以上 資料來源:【經濟部水利署,88 年】
3. 淨水場淨水處理流程及設備等形式眾多,造成操作及維護之嚴重困擾。
淨水場依不同水源及淨水水質要求而有不同之處理程序,傳統淨水 處理包含氣曝、混合、膠羽、沉澱、過濾、消毒、廢水處理等;而於特殊 淨水處理(高級處理)作業則另包括活性碳、臭氧、離子交換、薄膜、甚 至生物處理等等。
以沉澱池而言,主要處理形式有:傳統式混凝沉澱池、倾斜板(管)
沉澱池、高速膠凝沉澱池(污泥懸浮型、脈動型、稀泥循環型等);過濾 池則可分:慢濾池、快濾池;快濾池分重力式與壓力二大類,大型淨水場 規模之系統採用重力型式居多,重力式快濾池又依濾料、水流方向、反洗 方式及濾率控制等之差異,又分為傳統式、綠葉式、改良綠葉式、韋勒式 快濾池等。同一座淨水場常因不同期之興建而有不同之處理流程及設備,
造成淨水場操作單位之困擾。例如豐原給水水廠一場一、二、三期濾前處 理採用傳統式膠凝池、沉澱池,二場一期採用法國脈動式快速膠沉池、二 場二期則採用浮除式沉澱池。寶山給水廠快濾池一期採用改良哈丁齊式,
二期則採用韋勒式;板新給水廠一期採韋式濾床、二期採用三角型濾床、
三期採用喉管式濾床等等實例不勝枚舉。因此當統包工程之激發創新的內 涵,亦常常成為營運單位潛藏的隱憂。