淺談水資源淨化-以富北國中學生的研究為例

專題名稱淺談水資源淨化-以富北國中學生的研究為例

專題描述我們發現人類在地球上可使用的水資源並不是源源不絕的，所以萌生了有趣的想法:除了那些約0.26%的可用淡水外，一望無際的海洋能否成為更龐大的資源?

隊伍名稱富北風

指導老師簡瑞甫　

參賽學生杜宇華　王宇軒　　

序號檔案內容上傳者最後修改
5作者 張振章
來源 https://www.ctci.org.tw/media/2260/%E6%B5%B7%E6%B0%B4%E6%B7%A1%E5%8C%96%E6%8A%80%E8%A1%93%E7%99%BC%E
描述 海水淡化技術發展，經濟性及開發利用問題及對策		杜宇華2023/9/28 上午 10:43:41
4作者 吳雪舫
來源 https://ejournal.stpi.narl.org.tw/sd/download?source=10501-09.pdf&vlId=86FE6D55-EBB2-470F-9E66-2B7A8
描述 逆滲透法依靠壓力差達到鹽、水分離的目的，
提升海水達到操作壓力的高壓海水泵是逆滲透海水淡化機組的主要耗能設備，
回收再利用排放的高壓鹵水的壓力能，就能降低逆滲透淡化的能耗和產水成本。
杜宇華2023/9/28 上午 10:38:31
3作者 郭明成、李子林、張文欽
來源 https://www.sinotech.org.tw/journal/pdfview.aspx?n=67&s=67
描述 近年來由於產業的急速發展及國民生活水準的提升，需水量與日俱增，如何開發水資源以資因應，了當務之急，而壹台灣水資源利用現況，受限於水庫建造不易，雨量分布不均河流短急，且水源水質亦遭汙染等因素之影響，近年來水資源開發作業的進展相當緩慢且不易，故以台灣本島與離島等四面環海的地理特性而言，海水淡化是極具潛力的一個方向，雖然海水淡化已是成熟及商業化之技術，但是海水淡化之成本仍難與傳統水源相比，因此未來海水淡化技術發展的關鍵仍應朝降低成本及多元文化應用的方向研究推動。		杜宇華2023/7/25 下午 02:20:23
2作者 賴逸嵩
來源 file:///C:/Users/user/Downloads/db3d09f2-201d-426f-9041-d470c0da04b1_file.pdf
描述 台灣雨季多集中於豐水期，且 80%之雨水量均流入海洋，一旦遇乾旱即面臨缺
水危機。此外，台灣自來水水源多取自河川上游，夏季暴雨時河流湍急常浹帶大量
泥沙，一旦濁度過高即無法順利產水及供水。因此要確保飲用水供應無虞，除了興
建水庫、自來水場外，有必要尋求其他替代來源。海水淡化是取得安全飲用水之主
要方式之一，為水資源調配之可靠方式之一；而台灣四週環海，更是有取之不竭之
海水。因此無論是就策略考量或是地理條件考量，台灣皆具備有發展海水淡化之條
件。
海水淡化技術主要可以分成薄膜、熱處理及其他(冷凍、太陽能等)，其中薄膜
及熱處理技術更佔有全世界海水淡化產水量之 80%以上。本文僅針對熱處理技術之
MSF 程序之原理及設計理論做一說明，至於對各海水淡化技術之比較或研究、MSF
處理水之再礦物化(Remineralization)及再碳化(Recarbonization)等細節則不論述。		杜宇華2023/7/25 下午 01:48:06
1作者 經濟部水利署
來源 https://www.wra.gov.tw/
描述 因應氣候變遷造成旱澇加劇及自有水源
不足，須增加新興水源供應		杜宇華2023/7/25 下午 01:47:11

序號封面照內容說明上傳者最後修改
8類別 相簿集
名稱 蒸餾淡化2-1
說明
第二次蒸餾淡化（以酒精燈加熱）		杜宇華2023/9/27 下午 06:47:25
7類別 相簿集
名稱 蒸餾淡化2
說明
第二次蒸餾淡化並用鹽度計測量		王宇軒2023/8/16 上午 09:57:16
6類別 相簿集
名稱 冷凍淡化2
說明
第二次冷凍淡化實驗並使用鹽度計測量		王宇軒2023/8/7 上午 09:53:35
5類別 相簿集
名稱 調配食鹽水
說明
調配同濃度的食鹽水，可以讓實驗結果更精確		王宇軒2023/8/2 上午 11:07:19
4類別 相簿集
名稱 電解實驗2
說明
使用鹽度計來色是電解後的濃度		王宇軒2023/8/2 上午 11:07:06
3類別 相簿集
名稱 電解淡化
說明
利用電解原理淡化鹹水，是較為複雜的方式之一，但效果卓越		杜宇華2023/7/28 下午 01:36:39
2類別 相簿集
名稱 蒸餾淡化
說明
將混合完成的鹽水在陽光下曝曬，收集水蒸氣凝結的水滴，分離其中鹽分		杜宇華2023/7/25 下午 01:34:30
1類別 相簿集
名稱 冷凍淡化1
說明
把鹽和水用兩個不同的比例調配，並反覆確認總量相同，接著冷凍並定時檢測溫度狀況，鹽水分離，留下純冰水		杜宇華2023/7/24 下午 03:00:42

序號內容上傳者最後修改
8作者 杜宇華
標題 冷凍淡化
內容
我們搜尋及共同討論的筆記結果如下:
冷凍技術： 冷凍淡化水通常涉及使用冷凍技術。在這個過程中，水被冷卻到低於其凝固點，形成冰晶。由於純水和鹽類或其他雜質的凝固點不同，冰晶中只包含純水，而雜質則保持在液相中。
凝固和分離： 一旦冷卻到足夠低的溫度，水中的部分會形成冰，而雜質則仍然存在於液相中。然後，可以通過物理方法（例如過濾或離心）將冰晶分離出來，從而實現淡化效果。
去除雜質： 這個過程可以有效去除水中的鹽類、礦物質和其他雜質，產生相對純凈的淡水。這對一些應用，如實驗室實驗、工業生產、製藥等，非常重要。
應用： 冷凍淡化水的應用範圍廣泛，包括電子製造、醫藥製造、化工等領域，這些領域對高純度水的要求非常高。
需要注意的是，冷凍淡化水是一種技術上複雜的過程，通常需要專業的設備和設施。這種方法相對於其他淡化水的方法可能較昂貴，因此在選擇淡化水的方法時，成本、效率和特定應用需求都應該被考慮進去。

杜宇華2023/9/27 下午 06:41:20
7作者 杜宇華
標題 蒸餾淡化的原理
內容
透過討論與查詢資料，我們得到的結果如下:
蒸餾過程： 蒸餾是一種分離混合物中不同成分的方法，通常是利用它們在沸點上的差異。當混合物被加熱到其中一個成分的沸點時，該成分揮發，然後冷凝成液體，最終分離出來。這個過程可以用來淡化或濃縮液體。
淡化效果： 蒸餾過程通常用於淡化一種液體，即減少其中雜質或其他成分的濃度。這在實驗室中經常用於製備高純度的化學物質，或在工業上用於製備高純度的水。
水的例子： 例如，蒸餾水是一種常見的淡化過程。通過將水加熱至其沸點，然後將水蒸氣冷凝回液態，可以去除水中的雜質，得到相對純凈的水。
應用領域： 蒸餾淡化廣泛應用於實驗室、製藥、化工和其他領域，以確保產品的純度。

杜宇華2023/9/27 下午 06:38:57
6作者 王宇軒
標題 第二次冰凍淡化
內容
在這次的實驗中，我第一次測試冰凍後的濃度為9千分比，竟然比之前還高1千分比，後來我們等待冰溶化過後重新在測一遍後來發現數字重新變回7的千分比我們推測之前千分比高的，之後又把剩下的冰渣拿去測一次發現濃度降低到5千分比，發現到了冰比水的濃度還在更低一些。

王宇軒2023/9/26 下午 01:42:21
5作者 王宇軒
標題 第二次蒸餾淡化
內容
在蒸餾淡化中，我們採用了兩種實驗方式，分別是放在太陽底下曬和用酒精燈燒，一開始我採用了第一種方法，但後來發現這樣做的效率太低，所以我們用了第二種方式，使用這種方式非常成功，我們用了鹽度計測量後，千分比變成千分之二，這是三種淡化方式最成功的一次，但缺點是非常耗時

王宇軒2023/8/16 上午 11:18:53
4作者 王宇軒
標題 第一次電解淡化
內容
在第一次的電解實驗我以為是看錯，後來在測一次發現水的濃度確實比之前還要來的高，於是我們開始討論原因，後來發現電解後的水裡面的鈉不會消失，導致鹽度會與之前一樣，那為甚麼鹽度會變高?推測最有可能的原因是水蒸發了，才導致鹽度變高

王宇軒2023/8/16 上午 10:14:44
3作者 王宇軒
標題 配置自製食鹽水濃度
內容
這次我們使用了淡水和食鹽水來調配出食鹽水，並使用了鹽度計來測試我們調配出來的食鹽水濃度，第一次的調配我們發現鹽度計的線載刻度之上，意味者我們調配出來的食鹽稅濃度大於鹽度計所能標示得範圍，第二次我們加入了更多的淡水把鹽水稀釋來降低它的濃度，得出來的數字是72千分比，確認好數字之後，我們才可以得到更精確的實驗結果。

王宇軒2023/8/2 上午 10:04:07
2作者 杜宇華
標題 第一次蒸餾淡化
內容
我們做的第一次蒸餾，天真的把鹽水曝曬在太陽底下，用塑膠袋收集水蒸氣凝結的水滴，但曬了三個小時的到的純水就僅有不到20cc的量，顯然我們用錯了方法，效率非常低，第二次會用人為直接加熱的方式完成蒸餾。此外，我們也得到一個新的結論，就是比起冷凍淡化的結果，水的純度提高很多。

杜宇華2023/7/25 下午 01:04:52
1作者 杜宇華
標題 第一次冷凍淡化
內容
冷凍淡化的原理是讓鹽水的溫度處於水的冰點而不在鹽的冰點，在水剛變成冰時，就會和鹽分離，不過，在做實驗時，冷凍太久鹽水的溫度會過低，導致連鹽都變成冰，只好再放在室溫讓溫度提高，把鹽巴排掉，但這樣的做法也會浪費很大部分的水。冷凍淡化的作法不是很完全的把鹽排出水的方式，還會有一點殘留。
額外發現：我們在冷凍的過程發現鹽分較多的鹽水溫度下降較快，在冷凍完全後發現鹽會使溫度的下限更低，較多鹽的鹽水比起另一杯更冰。查過資料後得知鹽會把冰的熱量快速吸走，使降溫速度加快，溫度下限也會降低。

杜宇華2023/7/24 下午 02:50:38

序號封面簡介（摘要）上傳者最後修改
5書名 海外水務業務前沿
作者 吉村和也
出版社 NTS 株式會社
簡介（摘要）
- 水相關產業動態、海水淡化技術、水循環及廢水回用技術 -
導讀
這裡面的內容介紹了海水淡化和水處理的最新發展，包括海外「水業務」的市場趨勢和商機、日本「水戰略」的舉措以及具體實例		杜宇華2023/9/28 上午 11:01:32
4書名 太陽能海水淡化原理與技術
作者 鄭宏飛
出版社 化學工業出版社
簡介（摘要）
介紹了以太陽熱能為主要能源的各類海水淡化技術。
導讀
對各類新型的太陽能海水淡化技術進行了分類和總結，簡要介紹了太陽能集熱技術和它們的技術特點。重點討論了傳統被動式和主動式的太陽能蒸餾器、空氣加濕除濕型太陽能海水淡化技術和多種太陽能技術結合的海水淡化裝置，介紹了它們的原理和性能。還討論了與常規海水淡化技術相結合的太陽能海水淡化系統、吸收式與吸附式太陽能海水淡化系統，對它們的能量利用效率和性能係數進行了分析和計算，介紹了它們的運行原理和未來發展的方向。		王宇軒2023/8/7 上午 10:36:22
3書名 低溫余熱驅動多效蒸餾與脫鹽技術
作者 比將·拉希米、蔡慧中
出版社 化學工業出版社
簡介（摘要）
1.本書重點介紹低溫顯熱驅動蒸餾、增強多效蒸餾設備中試、數學模擬、泵功耗分析、餘熱性能比、熱經濟分析、新型低溫熱驅動蒸餾法在海水淡化中的應用、新型低溫熱驅動蒸餾在氧化鋁精煉廠中的應用等內容。2.理論與應用相結合，實用性強。

導讀
以蒸餾淡化鹽水為主軸介紹其原理及應用等		杜宇華2023/7/25 下午 01:12:59
2書名 海水淡化工程技術與工藝
作者 趙國華、童忠東
出版社 化學工業出版社
簡介（摘要）
國家“十二五”規劃對中國海水淡化進一步提出了發展的目標，使中國海水淡化產業化成為支撐國民經濟穩定發展的現代化節能產業。
導讀
《海水淡化工程技術與工藝》的特點是把“海水淡化工程技術與工藝 ”和“能源短缺/節能減排”、國家“十二五”“我國海水淡化的發展目標 ”主題有機地結合，較系統地對各類海水淡化技術進行了分類和總結，包括海水淡化技術與設計、海水淡化工程原水預處理技術與工藝、海水淡化裝置與設備、海水淡化技術與工程、海水淡化技術應用。
《海水淡化工程技術與工藝》共分六章，內容翔實，資料豐富，實用性強，專業應用實例眾多，通俗易讀，具有廣泛參考價值。本書由趙國華、童忠東編著。		杜宇華2023/7/24 下午 03:47:46
1書名 海水淡化技術與工程
作者 高從堦，阮國嶺（主編）
出版社 化學工業出版社
簡介（摘要）
《海水淡化技術與工程》彙聚了國內海水淡化領域專家和單位在科學研究和工程實踐方面的諸多成果，凝結了他們的智慧和經驗，既提供了一手的工程資料也兼顧了理論基礎和前沿，全面呈現了海水淡化領域的技術與工程現狀。本書可供海水淡化領域的研發人員、工程技術人員、環境保護技術人員、管理人員參考閱讀，也可作為高等院校資源環境、化學工程等學科的教學參考書。
導讀
海水淡化是解決水資源短缺的重要途徑和戰略選擇，也是確保國家安全和可持續發展的必然要求。本書在介紹水資源、膜分離、傳熱、傳質知識的基礎上，對熱法和膜分離技術的各種過程和工藝做了重點闡述，內容包括海水淡化工程水預處理技術，熱法淡化技術與工程，反滲透和納濾淡化技術與工程，電滲析淡化技術與工程，核能、太陽能和風能淡化技術與工程，集成海水淡化技術與過程優化和其他淡化技術，系統總結了這些技術近年來的創新進展。此外，還結合社會對海水淡化的飲用水生產和環境影響的關注，對海水淡化後處理、海水淡化後濃海水綜合利用、海水淡化對環境的影響及評價與對策等做了詳盡闡述，針對海水淡化存在的問題，指出了海水淡化技術和產業的發展方向。		杜宇華2023/7/24 下午 03:28:51

序號截圖網站簡介上傳者最後修改
5網站名稱 科技大觀園
網址 https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=3edcbcff-c733-46c0-ae62-5d81946d2d05
網站簡介
為推廣大眾科學教育及科學傳播，國科會透過辦理科普列車、主題科學日、製播科普影片及創新多元科普線上互動活動等，以增進民眾對科學的興趣，期使科學扎根於大眾的生活與文化之中。		杜宇華2023/9/28 上午 10:46:43
4網站名稱 能源知識庫
網址 https://km.twenergy.org.tw/Knowledge/knowledge_more?id=1804
網站簡介
能源知識庫累積了我國能源智庫的知識產出。這裡的能源領域資訊有最近國內外政策措施的重點，各國政策和國際組織出版報告的深入分析，產業趨勢、科技和技術進展等專業知識，以及「臺灣能源期刊」各期論文。		王宇軒2023/8/7 上午 10:23:58
3網站名稱 壹讀
網址 https://read01.com/zh-tw/0AJQgK.html
網站簡介
壹讀傳媒是一家基於移動互聯網的內容生產商和傳播商。旗下產品包括壹讀視頻、壹讀百科、壹讀新媒體等。壹讀傳媒致力於用“輕幽默、有情趣”的風格傳播知識，為移動互聯網時代提供有品質、有創意、有價值的內容產品、傳播方式和綜合媒介服務。		杜宇華2023/7/25 下午 01:33:51
2網站名稱 百科知識
網址 https://www.jendow.com.tw/wiki/%E8%92%B8%E9%A4%BE%E6%B3%95%E6%B5%B7%E6%B0%B4%E6%B7%A1%E5%8C%96
網站簡介
《百科知識》是1978年中國大百科全書出版社成立時創辦的，是一本面向中等以上文化程度讀者、文理合編的科普雜誌。它主要介紹自然科學、社會科學、文學藝術等學科的最新進展和成果，重大社會問題和熱點話題的背景知識，以及人們為提高文化素養所需的基本知識。		杜宇華2023/7/25 下午 01:26:30
1網站名稱 維基百科
網址 https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%B5%B7%E6%B0%B4%E6%B7%A1%E5%8C%96
網站簡介
維基媒體基金會運營的一個多語言的線上百科全書，並以建立和維護作為開放式協同合作專案，特點是自由內容、自由編輯、自由著作權。 目前是全球網路上最大且最受大眾歡迎的參考工具書，名列全球二十大最受歡迎的網站，其在搜尋引擎中排名亦較為靠前。		杜宇華2023/7/24 下午 03:41:45

序號書面報告說明上傳者最後修改
1說明 我們發現氣候越來越多變，我們發現人類在地球上可使用的水資源並不是源源不絕的，所以萌生了有趣的想法:除了那些約0.29%的可用淡水外，一望無際的海洋能否成為更龐大的資源?王宇軒2023/9/28 上午 11:56:12