慈濟傳播人文志業基金會




慈濟月刊第545期
2012-04-25
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人文志業首頁 / 慈濟月刊 / 第545期
  慈悲結合科技 急難救助淨水艇啟航

▪ 撰文‧葉子豪 │ 攝影‧顏霖沼


面臨災難常態化的嚴峻考驗,
慈濟與工研院研發急難救助淨水艇,
一船抽水淨化,再傳到另一船煮沸。
這是科技與慈悲的結晶,
雖小如江中一葉,
卻能將惡水淨化為解救生命的甘露。


「發電機操作手,檢查開關、油門!」「阻風拉起,熱機十分鐘!」在一個口令一個動作的啟動程序下,「急難救助淨水艇」的發電機輸出電流,抽水的馬達、打氣的鼓風機全都「活」了起來;小艇上的淨水機組開始運作,吸取大水槽裏的生水,過濾淨化成可以直接入口的淨水,再傳輸到另一艘小艇的熱水機組加熱至沸騰。

志工搬來二十公升容量的保溫茶桶,倒入五公斤的香積飯及配料,加入剛煮沸的九公升熱水,用長柄勺快速攪拌後蓋起來。十分鐘後,五公斤的乾燥米就熟成一桶五十人份,蓬鬆飽滿的熱飯。

在這場於新竹縣新豐鄉舉辦的「全民防衛動員暨災害防救演習」中,慈濟志工以每十分鐘泡出五十人份飯食的高效率,配上一旁「緊急救難餐廚車」煮出來的素菜,迅速打包出數百份便當,分送給辛苦操演的軍警消人員。雖然只是模擬救災,但志工們以「戒慎虔誠」的態度應對,慈濟北區急難救助隊新竹區的成員們,把握這難得的演習情境,學習操作這一組新研發的「急難救助淨水艇」。

〔圖說〕因應氣候變遷、災難常態化的挑戰,政府與軍方部門加強災害防救準備,民間團體與學術研究單位的配合也是重要的一環;在全國防災演習中,慈濟志工備妥急難救助淨水艇,加入救災行列。

把淨水廠縮小「載著走」

「這是慈悲與科技結合而成的淨水法船。」國際慈濟人道援助會志工嚴聖炎,代表研發團隊,為眾人合作打造的淨水艇系統,下了一個巧妙又名副其實的定義。

因應水患災區環境,十餘年前慈濟人開始設計急難救助艇,用以運送飲水食物、接運受困者。經過不斷改良,以玻璃纖維製成硬殼艇身,能防止水底下不明物體穿刺,船底加裝輪子,可以推行上馬路或用車拉,「水陸兩用」的巧思大幅增加機動性。在小艇上裝淨水系統,浮航於水患災區,同時抽水過濾、淨化供給飲食,更是新穎有創意的概念。

然而在「淨水法船」問世之前,慈濟志工已經在急難淨水領域耕耘多年。一九九九年,實業家志工吳東賢、孫若男,委託擁有二十多年淨水資歷,建設過六、七間淨水廠的工程師沈柏聰,為慈濟打造「移動式貨櫃型緊急淨水設備」,將取水、沈澱、過濾等自來水廠必備的工序與設備,以及提供動力的發電機,「濃縮」裝進二十呎的貨櫃。

〔圖說〕二○○一年納莉颱風後,汐止白雲自來水廠損壞,慈濟於康誥坑溪設置貨櫃型緊急淨水設備,提供居民日常用水。此套設備將自來水廠之設施與發電機,縮小放進二十呎貨櫃中。

其供水效能可達一天五百噸,如果以每戶每天配水五十公升計算,可供應上萬戶使用。「淨水貨櫃」曾在二○○一年納莉風災時支援新北市汐止區,服務因自來水廠受損而停水的白雲社區;也曾經由海運,遠赴委內瑞拉、菲律賓、印尼亞齊等地災區提供生活用水。

這五百噸級淨水設備的效能有目共睹,進水及出水量大,適合市鎮級的聚落使用;但是無法以中小型車輛搬運,要進入偏遠地區的小村或部落,在運輸、水源選取及運水儲水方面就有所不便。

因此志工們也致力研發體積小、重量輕、機動性更好、使用更方便的淨水設備。「最重要的是所有的器材可以跟著人走。」嚴聖炎道出了賑災團隊的需求。

及至二○一一年,泰國爆發嚴重水患,居民和救災的軍人泡在水裏,卻缺乏乾淨的飲水;儘管鄰國馬來西亞慈濟人立即運送二十四萬瓶的瓶裝水支援,但空寶特瓶又會造成環境問題。嚴峻的災情,把慈濟人的創意「逼」出來,加速研發結合船艇和淨水設備的「淨水法船」。


Q Water 還原好水

慈濟在北區、臺南、高雄、屏東等地大型會所,都備有救助艇;志工們商請工業技術研究院的專家,前往勘察小艇的構造和性能,量身打造可以放在上面的淨水設備。

志工們看重的是工研院與水利署合作研發的Q  Water淨水系統。這套新式淨水系統,是因應偏遠山區在大雨或天災後,土石崩落導致水源濁度上升,為確保飲用水的安全衛生而設計。

參與淨水艇研發的工研院綠能與環境研究所水科技研究員陳建宏,簡要說明Q Water的基本概念及運作方法:「第一個Q是快(Quick),只要兩個人、二十分鐘就能組合起來。第二個Q就是品質(Quality),符合飲用水標準。第三個Q是豐沛(Quantity),以小體積輸出大水量。」

濁水引入之後,第一步先到沈澱槽降低濁度,去除較大的懸浮物,接著進入第二槽,讓由泡棉製成,孔徑小於四微米(一微米為萬分之一公分)的「擔體」過濾更小的顆粒。到了第三槽經由「薄膜」過濾之後,水質已接近無菌狀態。

「我們用的是UF薄膜,它的孔徑是零點零八微米,而細菌的直徑大多是一微米,百分之九十九的細菌種類會被攔除。」陳建宏進一步說明。

Q Water系統最典型的範例,是桃園縣復興鄉羅浮國小的淨水模廠。它由兩部淨水機具組成,每部機具高度一百六十公分,長寬在一點二公尺以內,單機一天內可產十五噸飲用水,兩機並聯就是三十噸,能滿足全校師生用水需求。

但要把固定式的系統縮小,搬上尺寸和小型轎車差不多的急難救助艇,又要具備好的淨水效能,是高難度挑戰。

因應救助艇的尺寸,研發團隊捨棄固定式系統的沈澱槽,改為以沈水馬達抽取中層水的方式,避免吸入水底污泥和水面浮渣,確保水源的清淨,然後直接進入泡棉擔體過濾,以及最後的薄膜過濾階段。

為了幫薄膜的過濾槽「打氣」,讓水流動避免污物附著,確保過濾效果持久良好,研發團隊前前後後換過四臺鼓風機,最後連發電機也換了,才能提供鼓風機足夠動力。

艇上的淨水機具高度縮到一百二十公分,長寬縮小到一百一十公分之內,淨水量下修到一日五噸,也就是約五千公升。以國際急難淨水的標準來看,每人每天約需七點五公升的飲水維持基本生存,淨水艇一日可因應五百人需求,適合村落短期應急使用。


嚴謹嚴苛的限時考題 

儘管機具構造簡化,從三槽改為兩槽,但淨水效果沒有打折扣,原本大腸桿菌數每百毫升近三千的池塘水,經過淨水艇過濾後,驗出來的菌數小於一,遠低於環保署規定飲用水的大腸桿菌含量每百毫升必須在六以下的標準。

為了進一步去除細菌和有機毒物、重金屬,工研院專家除了加裝紫外線殺菌燈之外,還在出水管道上附加活性碳吸附材及離子交換樹脂,讓用水的民眾多一分保障。

「有飲用水還不夠,上人特別慈悲,還要求我們怎樣讓居民可以喝到熱水、吃到熱食!」為了滿足熱食需求,志工特別選購市面上少見,容量達一百六十公升的橫臥式電熱水器,並為它配置了六千瓦的發電機作為電力來源。

原本需時兩週的設計施工及測試時程,壓縮在七天內完成。工研院能源與環境研究所水科技組組長周珊珊博士表示,不只同仁放棄休假,廠商也發心配合。

對協力廠商淶達工程公司負責人沈世如來說,這一次慈濟人與工研院出的「限時考題」,比以往要嚴苛得多,除了克服發電機的電流及電壓不穩定等因素,還要考慮整體的重量。

急難救助艇最大載重量為八百公斤,但淨水設備空機重量就有兩百多公斤,加滿水後又增加約三百公斤,如果再加上發電機及操作人員的重量,就很接近極限值。

因此當大夥兒把機具搬上船推進水池測試的時候,還刻意請團隊中體重破百的壯漢站上去。看著浮在水池中的淨水艇,每個人都不敢掉以輕心,就怕連人帶機翻落水中;「廠商還跑去南寮漁港找漁船用的浮球,綁在船邊增加浮力呢!」志工婁中恒感恩地說。

淨水機組、熱水器機組以及兩艘急難救助艇全員到齊,再配上靜思精舍師父精心研製的快熟香積飯,一套快速安全的供水供食系統就成形了。


〔圖說〕工研院同仁將原本用於學校的固定式Q Water淨水設備,精簡置於救助艇,在水池中進行測試;全套設備只需一部十二點五噸卡車就可搬運,若不用船艇,只需一輛三點五噸小貨車就可搬運淨水及熱水機組。
煮出香積飯好味道

當面臨大面積淹水災情時,急難救助隊員可用急難救助艇舷外機的動力,或用手划槳的方式,將一整套系統經水路送進災區,並且直接抽取災區積水過濾淨化。

若道路能通,就把淨水和熱水機組搬上小卡車,直接開到收容處所服務受災鄉親。必要時甚至可以由直升機空運到交通中斷的山村部落使用。

去年十一月二十二日,研發團隊將兩艘淨水法船的全套設備,運到慈濟關渡志業園區;上人在聽取簡報後,要求志工引園區旁、大愛臺造景水池的水進行淨化,然後用以煮午齋,供應百人食用;等於通過了驗收,研發團隊放下牽掛。

「當時泰國的水患災情,讓上人很著急,看到眾生苦如同己痛,心有不忍,所以我們加緊腳步。」志工嚴聖炎露出欣慰笑容。

因應在船上工作,沒有足夠空間,嚴聖炎一改香積志工把香積飯放在大盆子大鍋子調理的作法,將容器改為具有保溫功能的二十公升茶水桶。

「泡之前要先倒入熱水,先把﹃香積桶﹄預熱,會比較快;就好像有人喝茶前先預熱杯子一樣,倒的時候要慢慢倒,先把佐料混合起來。」

「泡九公升熱水,它的蓬鬆度剛剛好,大概十到十五分鐘就可以吃了。」試了幾十包香積飯之後,嚴聖炎歸納出「黃金比例」。而工研院和協力廠商的朋友們挑燈夜戰的辛苦,也在齒頰留香的飽足感中獲得了回報。

儘管因為泰國水患災情獲得控制,急難救助淨水艇無須前往當地搶救,但參與研發的人們,都從這協力互助的過程中獲益良多,甚至看到不一樣的發展空間。

「全世界針對救災而開發的移動式緊急淨水系統不多,尤其是救災淨水船,我們算是走在最前面。」工研院陳建宏肯定慈濟淨水艇在急難淨水領域的先驅角色;也因為接觸了背景多元的慈濟志工,他得以嘗試不同的設計概念,將原本功能較多、較複雜的專業用操作介面,改為簡明易懂,能很快上手的友善操作介面。

「淨水艇就是應用各方人士的大智慧,來解除社會的苦難,讓我想到般若波羅蜜的涵義『大智慧度彼岸』!」做中學,學中覺,陳建宏感恩水利署支持研發Q water技術,也感恩慈濟人發心成就淨水艇。

周珊珊也表示,很多科技人都有慈悲心,只是不知道有那麼多的賑災需求;一些現成科技只要稍加改良,就能應用於救災,就好比淨水船所使用的Q Water系統,其實是把廢水處理的技術加以精進改良而成,「就像千手觀音一樣,很多人集思廣益,點子就會源源不斷。」

〔圖說〕水患災區的飲水要煮沸後才能喝,急難救助淨水艇兼具淨水及煮沸的功能。根據實際操作經驗,可以在一小時內讓三百人吃到熱騰騰的熟香積飯。

佛經記載:「菩薩學處,當在五明學處。」要成為菩薩,必須自我充實最基本的佛法「內明」、邏輯理則的「因明」、言語溝通的「聲明」,方能啟發智慧說法無礙;若要濟渡眾生、與樂拔苦,救命治病的「醫方明」,與科技工藝的「工巧明」更不可少。

而「淨水法船」,正是「工巧菩薩」們體察世間災難與需求,為與樂拔苦而創造發明的成果。在全球氣候變遷、災難常態化的二十一世紀,人道援助方面的科技研發將日益重要,慈濟志工與有心的科技人士,也將在此領域持續努力,打造更精良的救人利器。

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