計畫緣起
面對全球氣候變遷的嚴峻趨勢，世界各地面臨降雨分布不均、豪雨與乾旱發生率頻繁的挑戰。為強化區域供水韌性與確保長期供水安全，行政院於2023年核定大型海淡廠計畫，預計陸續於本島興建數座日產十萬噸等級之海水淡化廠，並以主流的逆滲透（RO）技術作為核心。
然而，RO 技術在產製淡水的同時，會生成約海水1.5至2.5倍鹽度的副產物—海淡鹵水。目前國際處理方式多透過洋流稀釋排放，雖監測資料顯示對生態影響極低，但仍易受地方居民與環保團體關注。與此同時，海淡鹵水被視為「液態礦產」，其中蘊含的鈣、鎂、鈉、氯及戰略元素（如鋰、硼）濃度遠高於一般海水，具備極高的回收價值。若能透過合適技術將廢棄鹵水資源化，不但能減少環境鹽分負荷，更能減輕國內關鍵物料對國外進口的高度依賴，提升國家資源管理的自主性。
計畫目的
- 噸級規模驗證：建置處理能力達1CMD（每日1噸） 之連續流全自動化模組，模擬未來大型海淡廠的實際運轉情境。
- 參數優化與穩定性測試：透過至少 15 日以上之連續操作，取得反應器設計、加藥速率、攪拌效能及產品純度等關鍵參數。
- 建立一體化解決方案：整合鹵水「提濃、減量、回收、再利用」流程，分析系統能耗與經濟效益，為我國推動「水能資源循環中心」願景提供技術路徑與決策依據。
- 產業化評估：針對產出的碳酸鈣、氫氧化鎂及酸鹼藥劑進行市場調查與產業媒合評析，探討其在商業化應用上的競爭力。
主要工作內容
- 程序1(提鈣捕碳)：利用鋼瓶供應之二氧化碳氣源模擬工廠廢氣碳捕集情境，將鹵水中之鈣離子以碳酸化沉澱方式轉化為固態碳酸鈣。系統透過 pH 調整（維持在 9.5-10.0）與曝氣反應，產出純度最高達 95.8% 的碳酸鈣結晶，鈣離子去除率可達 97.5%。此單元不僅能軟化水質以減緩後續膜組結垢，更實現了實質的固碳效益。
- 程序2(提鎂)：以去鈣鹵水為原水，將 pH 值提升至11.3以上，促使鎂離子生成氫氧化鎂沉澱。經由板框式壓濾機脫水後，可獲得純度最高達 98.97% 的氫氧化鎂產品，鎂離子去除率趨近 100%。此程序為整體產線中經濟收益最高的部分。
- 程序3酸鹼回收：利用奈濾膜（NF）分離單價與多價離子後，導入雙極膜電透析（R2A）技術。該系統能將鹵水中的氯化鈉轉製為濃度約5%的鹽酸（HCl）與5-5.5%的氫氧化鈉（NaOH）。產出的酸鹼藥劑可直接回用於系統內的 pH 調整與膜材清洗，實現廠內藥劑循環，大幅降低採購成本與運輸碳足跡。
- 平行測試OARO 高效提濃技術：本計畫同步測試日本Toyobo 中空纖維式OARO（滲透輔助逆滲透）膜組。實驗證實OARO 在高操作壓力下具備卓越的提濃效能，能進一步縮減鹵水體積並提升礦物提取效率，為未來邁向零排放（ZLD）提供關鍵技術支持。
計畫預期效益
- 環境永續與減碳：透過資源化程序落實「固碳減鹵」，降低最終排放入海的鹽分負荷，減緩對海洋生態的壓力。
- 經濟效益與成本優化：產出的酸鹼藥劑可直接回用於海淡製程，大幅降低外購藥品成本與運輸碳排放。
- 鹵水減量：透過不同技術組合，鹵水排放體積可縮減，甚至透過零排放（ZLD）技術達成有效減量。
- 降低營運風險：藉由資源回收產出具商業價值的副產品，強化海淡廠的長期營運韌性，並透過透明的科學監測提升社會接受度。