實現安全飲水與製程用水自給自足
為眾人提供安全飲用水！
地球這顆「藍色星球」已不復昔日美名：越來越多地區正面臨水資源短缺的窘境。而且在許多案例中，即使弄得到水也無法飲用。對此，來自比利時的BOSAQ開發了一套解決方案，哪怕水源品質良莠不齊，也能讓世界各地的人們享用安全飲水。自給自足、安全可靠且無須保養。
聯合國已於2010年做出決議，「享有安全潔淨的飲用水乃基本人權」。然而，現實並非如此：全球超過 20 億人口的飲用水源依然受到汙染，導致他們活在染病甚或死活的陰霾下。
來自比利時丹澤的BOSAQ立下目標，致力讓全世界都有乾淨的水可喝。安全乾淨的水資源不僅能為國家帶來經濟與社會穩定，還可促進更健康的生活型態。此外，這對環境也有正面影響。
對於公司的目標，BOSAQ創辦人兼執行長Jacob Bossaer解釋道：「我們創立BOSAQ，就是為了解決人類所面臨的重大挑戰。隨著世界人口不斷成長，我們生活的地方卻面臨乾旱。我們透過提供可循環的水資源系統，試圖找到水資源匱乏的解決方案。我們將任何水資源，包含海水、河水、湖水或雨水，轉換為乾淨且安全的飲用水。同時也提供工業用水。當一家公司的用水來自四面八方時，水質通常都會受到汙染。我們則協助升級，讓重新進入製程的水資源具有一定品質。如此一來，便能確保企業的水資源獲得循環利用。」
圖1：整套水處理系統集中在一個小型貨櫃中。圖2：由於貨櫃上方裝有太陽能板，因此系統不需要額外的能源供應，直接置於需要用水處即可。
這個想法源自於南極洲
這個想法來自於地球上最遙遠的一片大陸：南極洲上的伊莉莎白公主研究站。
連續參與五季南極洲探索研究的水資源工程師Jacob Bossaer表示：「我的任務是建立一套水循環系統。我在短短幾週內建立了一套系統， 100%完全使用可再生能源。工作之餘，我持續研讀相關文章，深入研究這項主題。我了解到全球有22億人無法取得乾淨且安全的飲用水。其中80%住在偏鄉地區。就在此時，我有了這個想法：為所有人提供安全的飲用水。我能在南極洲 – 全世界環境最惡劣的地區 – 做到這些事，那麼一定也能在全世界任何地方實現。」
2017年時，Jacob Bossaer與老友Pieter Derboven攜手創立了BOSAQ。Derboven擁有化學博士學位，協助提供了一套創新且客製化的水資源管理解決方案，將化學用品的使用量最小化，同時降低系統的維護需求。奠定 Q-Drop的基礎：這套分散式自給自足的飲用水處理系統，100%完全由可再生能源供電，且可放入海運貨櫃中運輸及運作。這實現了系統永久使用的可能性，亦不受位置限制，可於全世界任何地方運作。
主要挑戰
BOSAQ共同創辦人兼技術總監Pieter Derboven解釋道：「我們的系統可以處理各式各樣的水資源，像是地面水、井水、雨水或工業廢水等。在分散式飲用水應用上，即便是在國際專案中，我們的目標始終是產出符合歐盟標準的高品質飲用水。
此外，我們也會利用這套系統在工業環境中處理製程用水。在這個情況下，客戶會指定所需的水質。他們有時需要除礦水，有時則是純飲用水。我們的系統都是採用多階段處理方式。通常會有預過濾階段，在這個階段，會去除掉髒污、大型粒子和懸浮固體。之後，我們會使用膜濾系統，例如超過濾，接著是逆滲透。在飲用水處理上，系統的處理範圍約為每小時 0.5 立方公尺至 10 立方公尺。
而工業系統應用上，我們的目標則是每小時 5 立方公尺至 50 立方公尺。在分離式飲用水處理系統上，我們面對了與工業廠房中截然不同的挑戰。首先，要將淨水管線布置於偏鄉地區的成本非常高。這也是我們將分散式系統直接安裝於現場的原因。我們會尋找當地水源，並將水資源處理達到想要的水質標準。其他挑戰還包括：架設的物流成本、可及性、電源供應等，此外，還需要找到受過訓練的合格員工，在現場保養與操作設備。」
圖1：SV3150 vortex 感測器非常適合用來測量汙水流量。圖2：SU 系列超音波流量感測器除了偵測介質溫度，還能測量流速與消耗量。圖3：SA5000 流量感測器能同時測量流量與溫度。
自給自足的系統
BOSAQ 的系統經常會出現在開發中國家，像是在小村落或叢林中，這些地方通常缺乏充足的電力供應。因此，高度自給自足程度是這套系統的先決條件，讓系統能以創新方式發揮功能。
Pieter Derboven 表示：「我們必須開發許多創新的解決方案。例如，我們的系統配備了自行開發的自動濾膜清潔模組。此外，由於我們在貨櫃上方自行架設太陽能系統，因此系統不用依賴電網就能運作。最重要的是，多虧了IoT解決方案，我們能夠對系統進行遠端監控。我們也運用AI技術，可以提早收到來自系統的訊息，甚至是在製程參數達到嚴重警示程度前。因此，透過遠端存取，我們可以從比利時總部存取全世界的過濾系統。
設計精巧的PT5404壓力傳送器配備 G ¼ 製程連接技術，擁有堅固耐用的不銹鋼外殼，適合在密閉空間內使用。
感測器監控製程
進行製程監控時，通常需要大量的感測器。BOSAQ決定自動化專家宜福門展開密切合作。
Pieter Derboven解釋兩家公司展開合作的機緣：「我們在2019年的創新技術博覽會上有幸認識宜福門後，隨即了解到他們的感測器能為公司系統創造哪些優勢：這些感測器設計精巧，堅固耐用，還擁有許多成功案例。對我們而言，這是一大關鍵。我們也打聽外界對於宜福門的評價，結果獲得許多正面回應。因此我們決定在位於蘇利南的前五座飲用水處理系統導入宜福門感測器。」
實際過濾流程是使用了三種不同類型的感測器進行監控。
「這涉及了製程的操作參數，也就是溫度、壓力與流量。溫度是一項關鍵的參數，由於溫度直接影響濾膜的滲透率，因此透過它就能了解實際過濾的效能。另一方面，流量和壓力則是過濾流程的主要控制參數，兩者間的相關性高。例如，所測量的數值能決定需要沖洗的時間點。」Pieter Derboven 解釋道。
未來，BOSAQ計畫使用其他的感測器類型。
「目前我們正在為一家工業領域的客戶開發一套系統。在這套系統中，我們會在泵上安裝振動感測器。如此一來，我們就能夠了解泵的狀態。這項資訊在廠房透過AI技術追求最佳化時非常重要。這也是我們在工業商業化上的優勢之一。我們能夠在初期偵測到即將發生的磨損，並及時安排保養作業。另外還有宜福門最新的 LDL101 導電率感測器，我們預計會用來測量水質，並確保過濾系統符合客戶所指定的產品規格。」
結論
需要可靠、自給自足的解決方案，以確保即使在世界上最偏遠的地區也能持續供應高品質飲用水，以及工業上能永續經營製程水循環。強大的感測器不僅能有效幫助控制製程。還能用來監控系統，在初期階段偵測到可能的危急狀況，並進行提醒。如此一來，便能長期可靠的實現安全工業用水供應，以及改善全球飲用水供應的目標。
